(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤内に埋設され該地盤内の地下水を内部空間に貯留可能な貯水槽本体と該貯水槽本体の壁体断面に設置された取水機構とからなる貯水槽と、該貯水槽に貯留された地下水を地上に揚水して供給する給水設備とを備えた地下水貯留システムにおいて、
前記取水機構を、取水側が前記貯水槽本体の周面に露出された固液分離部と、該固液分離部に一端が連通接続され他端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された取水管とで構成し、前記取水管の連通接続位置よりも下方において一端が前記固液分離部に連通接続された洗浄管と、該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプとで構成された洗浄機構を備えたことを特徴とする地下水貯留システム。
【請求項２】
前記取水機構を構成する前記取水管の他端に濾過フィルタを設けるとともに、前記洗浄機構に、前記取水管から分岐され先端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された分岐管と、該分岐管の先端に取り付けられた逆止弁とを備えた請求項１記載の地下水貯留システム。
【請求項３】
前記固液分離部を、耐圧性及び透水性を有し内部に空隙が形成されたコア部と、該コア部の取水側に重ねて配置された固液分離用スクリーンと、前記コア部と反対の側にて前記固液分離用スクリーンの前面に配置されたスクリーン保護用多孔板とから構成した請求項１又は請求項２記載の地下水貯留システム。
【請求項４】
地盤内の地下水を内部空間に貯留可能な貯水槽本体と、該貯水槽本体の壁体断面に設置され取水側が前記貯水槽本体の周面に露出された固液分離部と該固液分離部に一端が連通接続され他端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された取水管とで構成された取水機構とからなる貯水槽を前記地盤内に埋設するとともに、前記取水管の連通接続位置よりも下方において一端が前記固液分離部に連通接続された洗浄管と該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプとで構成された洗浄機構及び前記貯水槽に貯留された地下水を地上に揚水して供給する給水設備をそれぞれ設置し、
前記貯水槽が地盤内に埋設された後であって供用開始前に、前記取水管又は前記洗浄管を介して水又は温水を注入することにより前記固液分離部を構成する固液分離用スクリーンとその前面に配置されたスクリーン保護用多孔板との間に挟み込まれた水溶性シートを溶かすことを特徴とする地下水貯留システムの構築方法。
【請求項５】
地盤内に埋設され該地盤内の地下水を内部空間に貯留可能な貯水槽本体と該貯水槽本体の壁体断面に設置された取水機構とからなる貯水槽と、該貯水槽に貯留された地下水を地上に揚水して供給する給水設備とを備え、前記取水機構を、取水側が前記貯水槽本体の周面に露出された固液分離部と、該固液分離部に一端が連通接続され他端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された取水管とで構成し、前記取水管の連通接続位置よりも下方において一端が前記固液分離部に連通接続された洗浄管と、該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプとで構成された洗浄機構を備えた地下水貯留システムの使用方法において、
地下水を貯留する際、前記地下水を前記固液分離部及び前記取水管を介して前記貯水槽本体へと流入させるとともに、前記地下水とともに前記取水機構に流れ込んだ土粒子を前記固液分離部によって遮断し、
メンテナンス時、前記揚水ポンプを作動させて前記貯水槽本体に貯留されている地下水を前記取水管に逆流させ、さらに前記固液分離部に流入させた後、前記洗浄管を介して前記揚水ポンプから吐出させることにより、前記固液分離部で遮断され該固液分離部の空隙又はその周辺空間に滞留し又は沈殿していた土粒子を、逆流する地下水に連行させる形で前記固液分離部から除去し、前記洗浄管及び前記揚水ポンプを介して系外へと排出することを特徴とする地下水貯留システムの使用方法。
【請求項６】
地盤内に埋設され該地盤内の地下水を内部空間に貯留可能な貯水槽本体と該貯水槽本体の壁体断面に設置された取水機構とからなる貯水槽と、該貯水槽に貯留された地下水を地上に揚水して供給する給水設備とを備え、前記取水機構を、取水側が前記貯水槽本体の周面に露出された固液分離部と、該固液分離部に一端が連通接続され他端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された取水管と、該取水管の他端に設けられた濾過フィルタとで構成し、前記取水管の連通接続位置よりも下方において一端が前記固液分離部に連通接続された洗浄管と、該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプと、前記取水管から分岐され先端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された分岐管と、該分岐管の先端に取り付けられた逆止弁とで構成された洗浄機構を備えた地下水貯留システムの使用方法において、
地下水を貯留する際、前記地下水を前記固液分離部、前記取水管及び前記濾過フィルタを介して前記貯水槽本体へと流入させるとともに、前記地下水とともに前記取水機構に流れ込んだ土粒子を前記固液分離部によって遮断し、
メンテナンス時、前記揚水ポンプを作動させて前記貯水槽本体に貯留されている地下水を前記逆止弁及び前記分岐管を介して前記取水管に逆流させ、さらに前記固液分離部に流入させた後、前記洗浄管を介して前記揚水ポンプから吐出させることにより、前記固液分離部で遮断され該固液分離部の空隙又はその周辺空間に滞留し又は沈殿していた土粒子を、逆流する地下水に連行させる形で前記固液分離部から除去し、前記洗浄管及び前記揚水ポンプを介して系外へと排出することを特徴とする地下水貯留システムの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として非常時に飲用水を供給する地下水貯留システム、その構築方法及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地下に水貯留施設を構築してさまざまな用途に用いる技術が旧来から広く研究開発されている。地下ダムがその典型であるが、最近では、非常時に給水が可能な水貯留施設も広く提案されており、貯水タンク内の水を常に新鮮に保つとともに災害時の管路破壊に配慮されたもの（特開平３−２７５４８６）、大量の水を供給できるように配慮されたもの（特開２０００−３８７４７）、水源として地下水を利用したもの（特開２００１−１０７４０３、特開２００１−１１５５０７）などを列挙することができる。
【０００３】
ここで、出願人が提案した地下水貯留槽（特開平９−３２０１６）によれば、遮水構造体で囲まれた内側を掘削して地下水の貯水タンク部を形成するように構成してあるため、貯留量を十分に確保することができるとともに、遮水構造体を滞水層地盤などの地下水を含む地盤中に形成することにより、滞水層地盤中の地下水を貯水タンク部内に流入させることが可能となる。また、遮水構造体の上端に貯水タンク部を閉塞する人工地盤を設けることができるため、人工地盤上に公園などの施設を設けて、土地の有効利用を図ることも可能となる。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３２０１６
【特許文献２】特開２００１−１１５５０７
【特許文献３】特開２００１−１０７４０３
【特許文献４】特開２０００−３８７４７
【特許文献５】特開平３−２７５４８６
【特許文献６】特開２００５−３１３１３７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、地盤内に貯水槽を構築して地下水を貯留し、これを飲用水として用いるためには、土粒子の流入を遮断する固液分離手段を地下水の取水箇所に設置する必要があるが、規模が小さいタンクを地盤内に埋設するような場合はともかく、災害時を想定した大規模な貯水槽を構築する場合においては、上述した固液分離手段が貯水槽の施工中に損傷しあるいは土砂の流入で目詰まりしてしまうという問題を生じていた。
【０００６】
また、供用開始後においても、固液分離手段のメンテナンスが必要不可欠になるところ、貯水槽を地盤内にいったん施工してしまうと、そのメンテナンスが難しくなるという問題も生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、施工中及び供用中において土粒子の流入を遮断する固液分離手段の目詰まりを防止することが可能な地下水貯留システム、その構築方法及びその使用方法を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る地下水貯留システムは請求項１に記載したように、地盤内に埋設され該地盤内の地下水を内部空間に貯留可能な貯水槽本体と該貯水槽本体の壁体断面に設置された取水機構とからなる貯水槽と、該貯水槽に貯留された地下水を地上に揚水して供給する給水設備とを備えた地下水貯留システムにおいて、前記取水機構を、取水側が前記貯水槽本体の周面に露出された固液分離部と、該固液分離部に一端が連通接続され他端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された取水管とで構成し、前記取水管の連通接続位置よりも下方において一端が前記固液分離部に連通接続された洗浄管と、該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプとで構成された洗浄機構を備えたものである。
【０００９】
また、本発明に係る地下水貯留システムは、前記取水機構を構成する前記取水管の他端に濾過フィルタを設けるとともに、前記洗浄機構に、前記取水管から分岐され先端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された分岐管と、該分岐管の先端に取り付けられた逆止弁とを備えたものである。
【００１０】
また、本発明に係る地下水貯留システムは、前記固液分離部を、耐圧性及び透水性を有し内部に空隙が形成されたコア部と、該コア部の取水側に重ねて配置された固液分離用スクリーンと、前記コア部と反対の側にて前記固液分離用スクリーンの前面に配置されたスクリーン保護用多孔板とから構成したものである。
【００１１】
また、本発明に係る地下水貯留システムの構築方法は請求項４に記載したように、地盤内の地下水を内部空間に貯留可能な貯水槽本体と、該貯水槽本体の壁体断面に設置され取水側が前記貯水槽本体の周面に露出された固液分離部と該固液分離部に一端が連通接続され他端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された取水管とで構成された取水機構とからなる貯水槽を前記地盤内に埋設するとともに、前記取水管の連通接続位置よりも下方において一端が前記固液分離部に連通接続された洗浄管と該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプとで構成された洗浄機構及び前記貯水槽に貯留された地下水を地上に揚水して供給する給水設備をそれぞれ設置し、前記貯水槽が地盤内に埋設された後であって供用開始前に、前記取水管又は前記洗浄管を介して水又は温水を注入することにより前記固液分離部を構成する固液分離用スクリーンとその前面に配置されたスクリーン保護用多孔板との間に挟み込まれた水溶性シートを溶かすものである。
【００１２】
また、本発明に係る地下水貯留システムの使用方法は請求項５に記載したように、地盤内に埋設され該地盤内の地下水を内部空間に貯留可能な貯水槽本体と該貯水槽本体の壁体断面に設置された取水機構とからなる貯水槽と、該貯水槽に貯留された地下水を地上に揚水して供給する給水設備とを備え、前記取水機構を、取水側が前記貯水槽本体の周面に露出された固液分離部と、該固液分離部に一端が連通接続され他端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された取水管とで構成し、前記取水管の連通接続位置よりも下方において一端が前記固液分離部に連通接続された洗浄管と、該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプとで構成された洗浄機構を備えた地下水貯留システムの使用方法において、地下水を貯留する際、前記地下水を前記固液分離部及び前記取水管を介して前記貯水槽本体へと流入させるとともに、前記地下水とともに前記取水機構に流れ込んだ土粒子を前記固液分離部によって遮断し、メンテナンス時、前記揚水ポンプを作動させて前記貯水槽本体に貯留されている地下水を前記取水管に逆流させ、さらに前記固液分離部に流入させた後、前記洗浄管を介して前記揚水ポンプから吐出させることにより、前記固液分離部で遮断され該固液分離部の空隙又はその周辺空間に滞留し又は沈殿していた土粒子を、逆流する地下水に連行させる形で前記固液分離部から除去し、前記洗浄管及び前記揚水ポンプを介して系外へと排出するものである。
【００１３】
また、本発明に係る地下水貯留システムの使用方法は請求項６に記載したように、地盤内に埋設され該地盤内の地下水を内部空間に貯留可能な貯水槽本体と該貯水槽本体の壁体断面に設置された取水機構とからなる貯水槽と、該貯水槽に貯留された地下水を地上に揚水して供給する給水設備とを備え、前記取水機構を、取水側が前記貯水槽本体の周面に露出された固液分離部と、該固液分離部に一端が連通接続され他端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された取水管と、該取水管の他端に設けられた濾過フィルタとで構成し、前記取水管の連通接続位置よりも下方において一端が前記固液分離部に連通接続された洗浄管と、該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプと、前記取水管から分岐され先端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された分岐管と、該分岐管の先端に取り付けられた逆止弁とで構成された洗浄機構を備えた地下水貯留システムの使用方法において、地下水を貯留する際、前記地下水を前記固液分離部、前記取水管及び前記濾過フィルタを介して前記貯水槽本体へと流入させるとともに、前記地下水とともに前記取水機構に流れ込んだ土粒子を前記固液分離部によって遮断し、メンテナンス時、前記揚水ポンプを作動させて前記貯水槽本体に貯留されている地下水を前記逆止弁及び前記分岐管を介して前記取水管に逆流させ、さらに前記固液分離部に流入させた後、前記洗浄管を介して前記揚水ポンプから吐出させることにより、前記固液分離部で遮断され該固液分離部の空隙又はその周辺空間に滞留し又は沈殿していた土粒子を、逆流する地下水に連行させる形で前記固液分離部から除去し、前記洗浄管及び前記揚水ポンプを介して系外へと排出するものである。
【００１４】
請求項１に係る地下水貯留システムにおいては、地盤内に埋設され該地盤内の地下水を貯留可能な貯水槽を、内部空間に地下水が貯留される貯水槽本体と、該貯水槽本体の壁体断面に設置された取水機構とから構成するとともに、該取水機構を、取水側が前記貯水槽本体の周面に露出された固液分離部と、該固液分離部に一端が連通接続され他端が前記貯水槽本体の内部空間に連通された取水管とで構成してある。
【００１５】
かかる構成においては、貯水槽が埋設された地盤中の地下水は、取水機構の固液分離部に流れ込み、次いで、取水管を介して貯水槽本体へと流入するとともに、地下水とともに取水機構に流れ込んだ土粒子は、該取水機構に設けられた固液分離部によって遮断され、貯水槽本体へは流入しない。
【００１６】
一方、本発明に係る地下水貯留システムには、固液分離部のうち、取水管の連通接続位置よりも下方に一端が連通接続された洗浄管と、該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプとで構成された洗浄機構を備えてある。
【００１７】
かかる構成において揚水ポンプを作動させると、貯水槽本体に貯留されている地下水は、取水管を逆流して固液分離部に流入し、さらに洗浄管を介して揚水ポンプへと流れる。そして、この地下水逆流操作により、固液分離部で遮断され該固液分離部の空隙又はその周辺空間に滞留し又は沈殿していた土粒子は、逆流する地下水に連行される形で固液分離部から除去され、洗浄管及び揚水ポンプを介して系外へと排出される。
【００１８】
そのため、土粒子の流入を防止しつつ貯水槽本体に地下水を貯留することができるとともに、固液分離部に滞留又は沈殿している土粒子を随時系外へと排出することが可能となり、メンテナンスに優れたシステムとなる。
【００１９】
給水設備としてどのような構成のものを採用するか任意であるが、本発明に係る地下水貯留システム及びその構築方法には、故障が少なくメンテナンスが容易なエアリフトポンプを採用することができる。エアリフトポンプは、給水管の下端に連通接続された送気管を介して該給水管に空気を送り込むことにより、比重が軽くなった水を水圧によって押し上げて揚水するものであるが、エアリフトポンプ自体は従来から広く使用されているものであるため、詳細な説明は省略する。
【００２０】
貯水槽本体は、その壁体断面に取水機構を設置することができる限り、どのように構成するかは任意であり、ケーソン、地中連続壁、その他土留め壁を用いることが可能である。ここで、貯水槽本体の種類は、その規模に応じて適宜選択すればよく、外径が数十ｍの大規模な貯水槽本体にはケーソンや地中連続壁を選択し、１０ｍ程度の規模の貯水槽本体には、例えば「アーバンリング」（登録商標）を選択すればよい。「アーバンリング」は、リング状ピースを沈設地点でリング体に組み立て、その内部を掘り下げながら、リング体を地盤内に押し下げていくものであり、本発明でいうその他土留め壁に包摂されるものとする。
【００２１】
ここで、固液分離部を通過した地下水を濾過する必要がある場合においては、上述した取水機構を構成する取水管の他端に濾過フィルタを設けるとともに、取水管から分岐され先端が貯水槽本体の内部空間に連通された分岐管と該分岐管の先端に取り付けられた逆止弁とを上述した洗浄機構に備えるのがよい。
【００２２】
ここで、逆止弁は、取水管から分岐管を経て貯水槽本体に至る流れを遮断するとともに、貯水槽本体から分岐管を経て取水管に至る流れを許容するように構成してある。
【００２３】
かかる構成においては、地盤中の地下水は、固液分離部及び取水管に流れ込んだ後、取水管の先端に設けられた濾過フィルタを通過し、しかる後、貯水槽本体へと流入する。ここで、逆止弁は、上述したように取水管から分岐管を経て貯水槽本体に至る流れを遮断する構成となっているため、濾過フィルタを通らずに貯水槽本体へと地下水が流れ込むことはない。
【００２４】
一方、揚水ポンプを作動させると、貯水槽本体に貯留されている地下水は、逆止弁を介して分岐管から取水管さらには固液分離部へと逆流し、さらに洗浄管を介して揚水ポンプへと流れる。そして、この地下水逆流操作により、固液分離部で遮断され該固液分離部の空隙又はその周辺空間に滞留し又は沈殿していた土粒子は、逆流する地下水に連行される形で固液分離部から除去され、洗浄管及び揚水ポンプを介して系外へと排出される。
【００２５】
ここで、逆止弁は、上述したように貯水槽本体から分岐管を経て取水管に至る流れを許容するように構成してあるため、貯水槽本体に貯留されている地下水は、所定の透水抵抗を有する濾過フィルタから取水管に入ることはなく、分岐管を介して取水管へと流入することとなり、それゆえ土砂分離部に滞留又は沈殿していた土粒子を連行させることができる程度の流入速度あるいは流入圧を確保することができる。
【００２６】
かくして、土粒子の流入を防止しつつ濾過フィルタで濾過された地下水を貯水槽本体に貯留することができるとともに、固液分離部に滞留又は沈殿している土粒子を随時系外へと排出することが可能となり、メンテナンスに優れたシステムとなる。
【００２７】
上述した各発明における固液分離部は、地下水と該地下水とともに流入しようとする土粒子とを分離できるものである限り、どのように構成するかは任意であるが、例えば特許第２７６５３２７号記載の排水材を改良して構成することが可能である。
【００２８】
すなわち、かかる固液分離部を、耐圧性及び透水性を有し内部に空隙が形成されたコア部と、該コア部の取水側に重ねて配置された固液分離用スクリーンと、前記コア部と反対の側にて前記固液分離用スクリーンの前面に配置されたスクリーン保護用多孔板とから構成することができる。
【００２９】
かかる構成によれば、コア部が水圧と土圧の一部に抵抗してその内部に形成された空隙をそのまま保持し、結果として固液分離用スクリーンの背面側に十分な取水空間が確保されることとなり、地盤中の地下水は、スクリーン保護用多孔板に形成された透水孔及び固液分離用スクリーンを通過してコア部の空隙に流れ込み、取水管を経て貯水槽本体の内部空間へと流入する。また、地下水とともにコア部に流れ込もうとする土粒子は、固液分離用スクリーンの目合いの大きさに応じて該固液分離用スクリーンで遮断される。
【００３０】
加えて、スクリーン保護用多孔板は、本発明に係る貯水槽本体を地盤内に構築する施工中においては、固液分離用スクリーンが摩擦等で損傷するのを保護するとともに、供用中においては、土圧のほとんどを支持することで、固液分離用スクリーンへの土圧載荷を防止し、ひいては固液分離用スクリーンを保護する。
【００３１】
このような固液分離部は、例えば鋼製のケーシング内に収納するのがよい。かかる構成においては、上述した取水管及び洗浄管は、ケーシングの背板に連通接続されるとともに、固液分離部のスクリーン保護用多孔板は、ケーシングの前方開放面に設置されることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係る地下水貯留システム、その構築方法及びその使用方法の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
（第１実施形態）
【００３４】
図１は、本実施形態に係る地下水貯留システムを示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係る地下水貯留システム１は、地盤２内に埋設される貯水槽３と、該貯水槽に貯留された地下水を地上に揚水し飲用水として供給する給水設備４とを備える。
【００３５】
貯水槽３は、地盤２内の地下水を内部空間に貯留可能な貯水槽本体６と、該貯水槽本体の壁体断面に設置された取水機構７とからなり、貯水槽本体６は、ケーソンで構成してある。
【００３６】
かかる貯水槽６は、震災等の非常時において水の供給対象を５，０００人、一人あたり３２０リットル、供給日数を２０日と仮定すると、深さ（高さ）５０ｍ、内径が３０ｍを越える規模となる。
【００３７】
給水設備４は、ガソリンエンジンで作動する非常用コンプレッサ８と、該非常用コンプレッサからの空気を圧送する送気管９と、該送気管が下端において中空内部に連通接続された給水管１０と、該給水管の吐出側が原水側に接続された浄水車１１とで構成してあり、送気管９を介して給水管１０に空気を送り込むことにより、貯水槽本体６に貯留された地下水をいわゆるエアリフトポンプの原理で地上に揚水することができるようになっているとともに、揚水された地下水を浄水車１１で浄水した後、飲用水として供給できるようになっている。
【００３８】
取水機構７は図２に示すように、固液分離部２８と、該固液分離部に一端が連通接続され他端が貯水槽本体６の内部空間に連通された取水管３１とで構成してあり、固液分離部２８は図３でよくわかるように、その取水側が貯水槽本体６の周面に露出するように、貯水槽本体６の周面に環状に設置してある。
【００３９】
ここで、固液分離部２８は図２及び図３でわかるように、耐圧性及び透水性を有し内部に空隙が形成されたコア部２１と、該コア部の取水側に重ねて配置された固液分離用スクリーン２２と、コア部２１と反対の側にて固液分離用スクリーン２２の前面に配置されたスクリーン保護用多孔板２３とから構成してある。
【００４０】
コア部２１は、取水機構７が設置された深さ位置における土圧の一部と水圧とを支持し、それによって内部に形成された空隙を保持できる程度の耐圧性を有していればよい。
【００４１】
かかるコア部２１は例えば、東洋紡績株式会社から「コスモジオ」（登録商標）という商品名で市販されている耐圧縮性へちま構造体を用いることができる。
【００４２】
また、固液分離用スクリーン２２は、同じく東洋紡績株式会社から「アローキャッチ」（登録商標）という商品名で市販されている目合い０．２ｍｍのスクリーンを用いることができる。
【００４３】
また、スクリーン保護用多孔板２３は、例えば３０ｍｍ径の孔を４０ｍｍピッチで三角配置したパンチングメタル（開口率換算で５１％）を用いることができる。
【００４４】
このように構成された固液分離部２８は、鋼製のケーシング２４内に収納してあり、上述した取水管３１は、ケーシング２４の背板に連通接続してあるとともに、固液分離部２８のスクリーン保護用多孔板２３は、ケーシング２４の前方開放面に設置してある。
【００４５】
一方、本実施形態に係る地下水貯留システム１は図１及び図２に示すように、取水管３１の連通接続位置よりも下方において一端がケーシング２４の内部空間、より具体的には固液分離用スクリーン２２の前面空間に連通接続された洗浄管２５ａと、該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプ２６と、洗浄管２５ｂを介して揚水ポンプ２６に接続された散水装置２７とで構成された洗浄機構５を備える。
【００４６】
本実施形態に係る地下水貯留システム１を構築するには、まず、貯水槽３を地盤２内に埋設する。貯水槽３は、例えばニューマチックケーソン工法により、鉄筋コンクリート製のケーソンを上方が延設されるようにして現場で構築するとともに、該ケーソンの底部に位置する地盤２を掘り下げつつ、地盤２内に埋設されたアンカー（図示せず）から反力をとって地盤２内に沈設していけばよい。
【００４７】
なお、固液分離部２８及びこれを収納したケーシング２４並びに該ケーシングに連通接続された取水管３１及び洗浄管２５ａは、ケーソン躯体を上方に延設する際に該躯体内に予め埋め込んでおく。
【００４８】
ここで、ケーシング２４をケーソン躯体に埋め込むに先立ち、図４に示すようにケーシング２４内に収容されるスクリーン保護用多孔板２３と固液分離用スクリーン２２との間に水溶性シート４１を挟み込んでおく。
【００４９】
水溶性シート４１は、所定の温度で溶解するように形成されてなり、例えば、株式会社クラレから「KURALON K-II」（登録商標）の商品名で市販されているポリビニルアルコール繊維（ＰＶＡ繊維）で構成することができる。
【００５０】
次に、上述した貯水槽３のうち、円形状をなす底版及び該底版の周縁から立設する円筒状壁体が構築された後、給水設備４を構成する送気管９及び給水管１０を貯水槽本体６内に建て込むとともに、洗浄機構５を構成する揚水ポンプ２６及び洗浄管２５ａ，２５ｂを配管する。なお、この段階では、取水管３１及び洗浄管２５ａに取り付けられた開閉弁２９，３０（図２，図４）を両方とも閉じておき、地下水が流入しないようにしておく。
【００５１】
次に、円筒状壁体を覆う天版を構築して貯水槽本体６を完成させるとともに、該天版の上を埋め戻し、しかる後、非常用コンプレッサ８を接続できるように送気管９の入口を構成するとともに、浄水車１１の原水側に接続できるように吸水口１０の吐出口を構成する。また、洗浄管２５ｂの吐出口を散水装置２７に接続する。
【００５２】
次に、本実施形態に係る地下水貯留システム１の供用開始前に、取水管３１を介して水又は温水を注入することにより、固液分離用スクリーン２２とその前面に配置されたスクリーン保護用多孔板２３との間に挟み込まれた水溶性シート４１を溶かす。
【００５３】
かかる構成によれば、地下水貯留システム１の供用を開始する前に固液分離部２８が収容されたケーシング２４内に土砂が流入するのを未然に防止することができる。
【００５４】
埋め戻した後の地盤面には、例えば公園、遊歩道、緑地、植栽などを施して緑化を図ることができる。
【００５５】
このように構築された地下水貯留システム１を使用するにあたり、まず地下水を貯留する際には、開閉弁３０を閉じて開閉弁２９を開く。このようにすると、地盤２内の地下水は図５に示すように、固液分離部２８及び取水管３１を介して貯水槽本体６の内部空間へと流入するとともに、地下水とともに取水機構７に流れ込んだ土粒子３２は、固液分離部２８の固液分離用スクリーン２２によって遮断され、ケーシング２４の下に沈殿する。
【００５６】
次に、地震等の非常時の際は、非常用コンプレッサ８を作動させることにより、送気管９を介して給水管１０に空気を送り込む。このようにすると、貯水槽本体６に貯留された地下水は、いわゆるエアリフトポンプの原理で地上に揚水されるので、これを浄水車１１で浄水した後、飲用水として使用する。
【００５７】
ここで、非常用コンプレッサ８は上述したように、商用電源が使用できないことを前提としたガソリンエンジン駆動型であり、停電時においても、飲用水を問題なく供給することができる。
【００５８】
一方、メンテナンスを行う際は、開閉弁２９及び開閉弁３０を両方開くとともに、揚水ポンプ２６を作動させる。
【００５９】
このようにすると図６に示すように、貯水槽本体６に貯留されている地下水は、取水管３１を逆流して固液分離部２８が収容されたケーシング２４に流入し、次いで、固液分離用スクリーン２２を通過できずにケーシング２４の底部近傍に沈殿していた土粒子３２を連行しながら、洗浄管２５ａ、揚水ポンプ２６及び洗浄管２５ｂを介して該土粒子とともに散水装置２７から吐出される。また、固液分離用スクリーン２２の流入側に付着していた土粒子も取水管３１から逆流してくる地下水の勢いで該ケーシングから剥がれ落ち、同様にして連行吐出される。
【００６０】
散水装置２７から散水された水は、系外へと排出されることになるが、埋め戻した地盤面を上述したように緑化しておけば、それらの灌漑用水として有効利用することができる。
【００６１】
なお、揚水ポンプ２６及び散水装置２７は、通常時に使用するものであるため、商用電源その他任意の電源から電力を供給して使用すればよい。
【００６２】
ここで、通常時、貯水槽本体６は、図示しないエア抜き管によってその内部空間を大気に連通させてあるため、内部の水位が地下水位と同じになると、地下水が流入しなくなるが、メンテナンス時と同様に本実施形態に係る地下水貯留システム１を作動させて散水装置２７から排出させ、次いで、開閉弁３０を閉じて開閉弁２９を開けば、地盤２からあらたな地下水が貯水槽本体６の内部空間に流入することとなり、貯水槽本体６に随時、新鮮な地下水を流入させることができる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態にかかる地下水貯留システム１によれば、土粒子の流入を防止しつつ、貯水槽本体６に地下水を貯留することができるとともに、固液分離部２８が収容されたケーシング２４に滞留又は沈殿している土粒子を随時系外へと排出することが可能となり、メンテナンスに優れたシステムとなる。
【００６４】
すなわち、固液分離部２８を、耐圧性及び透水性を有し内部に空隙が形成されたコア部２１と、該コア部の取水側に重ねて配置された固液分離用スクリーン２２と、コア部２１と反対の側にて固液分離用スクリーン２２の前面に配置されたスクリーン保護用多孔板２３とから構成したので、コア部２１が水圧と土圧の一部に抵抗してその内部に形成された空隙をそのまま保持し、結果として固液分離用スクリーン２２の背面側に十分な取水空間が確保される。
【００６５】
そのため、地盤中の地下水は、スクリーン保護用多孔板２３に形成された透水孔及び固液分離用スクリーン２２を通過してコア部２１の空隙に流れ込み、取水管３１を経て貯水槽本体６の内部空間へと流入する。また、地下水とともにコア部２１に流れ込もうとする土粒子は、固液分離用スクリーン２２の目合いの大きさに応じて該固液分離用スクリーンで遮断される。
【００６６】
また、本実施形態に係る地下水貯留システム１の構築方法及び使用方法によれば、スクリーン保護用多孔板２３は、貯水槽本体６を地盤内に構築する施工中においては、ケーソン沈設による摩擦力で固液分離用スクリーン２２が損傷するのを保護するとともに、供用中においては、土圧のほとんどを支持することで、固液分離用スクリーン２２への土圧載荷を防止し、ひいては固液分離用スクリーン２２を保護することができる。
【００６７】
また、本実施形態に係る地下水貯留システム１の構築方法によれば、ケーシング２４をケーソン躯体に埋め込むに先立ち、ケーシング２４内に収容されるスクリーン保護用多孔板２３と固液分離用スクリーン２２との間に水溶性シート４１を挟み込んでおき、供用開始前の段階で、取水管３１を介して水又は温水を注入し、水溶性シート４１を溶かすようにしたので、地下水貯留システム１の供用を開始する前にケーシング２４内に土砂が流入し、固液分離用スクリーン２２が目詰まりするのを未然に防止することができる。
【００６８】
本実施形態では、埋め戻した地盤面が緑化されているという前提で散水装置２７を設け、メンテナンスに用いた水を灌水として使用するようにしたが、これに代えて、単に系外へと排出するようにしてもかまわない。かかる構成においては、散水装置２７を省略することができる。
【００６９】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、メンテナンスの際、貯水槽本体６の内部空間に貯留された水を逆流させる前に、洗浄管２５ａを介してケーシング２４内に噴流を送り込むようにしてもよい。
【００７０】
かかる構成によれば、ケーシング２４内に沈殿していた土粒子が該ケーシング内で舞い上がるため、揚水ポンプ２６による土粒子回収をより効率的に行うことが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態では、固液分離部２８をケーシング２４内に収容するようにしたが、これに代えて貯水槽本体６の周面にトレンチ状の溝を形成しておき、該溝内に固液分離部２８を収容した後、スクリーン保護用多孔板２３でトレンチ状の溝に蓋をするようにしてもかまわない。
【００７２】
また、本実施形態では、貯水槽本体６をケーソンで構成するようにしたが、これに代えて地中連続壁で構成してもかまわない。かかる場合においては、取水機構７を鉄筋籠に先付けし、該取水機構にコンクリートが回らないように必要に応じて適宜、シール等で水密にし、貯水槽本体６の内側を掘削する際、かかるシールを撤去すればよい。
【００７３】
また、本実施形態では、取水管３１及び洗浄管２５ａに開閉弁２９，３０をそれぞれ設けるようにしたが、供用開始前の地下水流入を例えば取水管３１や洗浄管２５ａの先端にキャップを被せることで防止することができるのであれば、開閉弁２９，３０を省略してもかまわない。
【００７４】
また、本実施形態では、貯水槽３に貯留された地下水を地上に揚水し飲用水として供給するように構成したが、貯水槽３に貯留された地下水を飲用水以外の用途に用いることはもちろん可能であり、例えば生活用水として利用することができる。
【００７５】
（第２実施形態）
【００７６】
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
第２実施形態に係る地下水貯留システム１′は、地盤２内に埋設される貯水槽３′と、該貯水槽に貯留された地下水を地上に揚水し飲用水として供給する給水設備４とを備え、貯水槽３′は、貯水槽本体６と該貯水槽本体の壁体断面に設置された取水機構７′とからなる。なお、地下水貯留システム１′は、取水機構７、洗浄機構５が、それぞれ取水機構７′、洗浄機構５′である以外、第１実施形態と同様である。
【００７８】
取水機構７′は図７に示すように、固液分離部２８と、該固液分離部に一端が連通接続され他端が貯水槽本体６の内部空間に連通された取水管３１とで構成してあり、固液分離部２８は図３でよくわかるように、その取水側が貯水槽本体６の周面に露出するように、貯水槽本体６の周面に環状に設置してあるが、第２実施形態では、取水管３１の他端に濾過フィルタ７２を設けてある。
【００７９】
濾過フィルタ７２は、例えば公知の活性炭フィルタから適宜選択すればよい。
【００８０】
洗浄機構５′は第１実施形態と同様、取水管３１の連通接続位置よりも下方において一端がケーシング２４の内部空間、より具体的には固液分離用スクリーン２２の前面空間に連通接続された洗浄管２５ａと、該洗浄管の他端が接続された揚水ポンプ２６と、洗浄管２５ｂを介して揚水ポンプ２６に接続された散水装置２７とを備えるが、第２実施形態では、取水管３１から分岐され先端が貯水槽本体６の内部空間に連通された分岐管７３と、該分岐管に取り付けられた逆止弁７１とを設けてある。
【００８１】
ここで、逆止弁７１は、取水管３１から分岐管７３を経て貯水槽本体６の内部空間に至る流れを遮断するとともに、貯水槽本体６の内部空間から分岐管７３を経て取水管３１に至る流れを許容するように構成してある。
【００８２】
本実施形態に係る地下水貯留システム１′を構築する手順は、取水管３１の他端に濾過フィルタ７２を設けるとともに、取水管３１から分岐管７３を分岐させて該分岐管に逆止弁７１を設ける点を除き、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００８３】
次に、地下水貯留システム１′を使用するにあたり、まず地下水を貯留する際には、開閉弁３０を閉じて開閉弁２９を開く。このようにすると、地盤２内の地下水は図７に示すように、固液分離部２８及び取水管３１に流れ込んだ後、取水管３１の先端に設けられた濾過フィルタ７２を通過し、しかる後、貯水槽本体６の内部空間へと流入する。ここで、逆止弁７１は、上述したように取水管３１から分岐管７３を経て貯水槽本体６の内部空間に至る流れを遮断する構成となっているため、濾過フィルタ７２を通らずに貯水槽本体６の内部空間へと地下水が流れ込むことはない。
【００８４】
一方、地下水とともに取水機構７′に流れ込んだ土粒子３２は、固液分離部２８の固液分離用スクリーン２２によって遮断され、ケーシング２４の下に沈殿する。
【００８５】
次に、非常時における使用方法については、第１実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００８６】
一方、メンテナンスを行う際は、開閉弁２９を閉じて開閉弁３０を開き、揚水ポンプ２６を作動させる。
【００８７】
このようにすると、逆止弁７１を介して分岐管７３から取水管３１、さらには固液分離部２８へと逆流して固液分離部２８が収容されたケーシング２４に流入し、次いで、固液分離用スクリーン２２を通過できずにケーシング２４の底部近傍に沈殿していた土粒子３２や、固液分離用スクリーン２２の流入側に付着していた土粒子を連行しながら、洗浄管２５ａ、揚水ポンプ２６及び洗浄管２５ｂを介して該土粒子とともに散水装置２７から吐出される。散水装置２７から散水された水は、系外へと排出されることになるが、埋め戻した地盤面を上述したように緑化しておけば、それらの灌漑用水として有効利用することができる。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態に係る地下水貯留システム１′によれば、地下水貯留システム１と同様の作用効果を奏するほか、土粒子の流入を防止しつつ濾過フィルタ７２で濾過された地下水を貯水槽本体６の内部空間に貯留することができるとともに、固液分離部２８に滞留又は沈殿している土粒子３２を随時系外へと排出することが可能となり、メンテナンスに優れたシステムとなる。
【００８９】
本実施形態では、埋め戻した地盤面が緑化されているという前提で散水装置２７を設け、メンテナンスに用いた水を灌水として使用するようにしたが、これに代えて、単に系外へと排出するようにしてもかまわない。かかる構成においては、散水装置２７を省略することができる。
【００９０】
また、本実施形態では特に言及しなかったが、メンテナンスの際、貯水槽本体６の内部空間に貯留された水を逆流させる前に、洗浄管２５ａを介してケーシング２４内に噴流を送り込むようにしてもよい。
【００９１】
かかる構成によれば、ケーシング２４内に沈殿していた土粒子が該ケーシング内で舞い上がるため、揚水ポンプ２６による土粒子回収をより効率的に行うことが可能となる。
【００９２】
また、本実施形態では、固液分離部２８をケーシング２４内に収容するようにしたが、これに代えて貯水槽本体６の周面にトレンチ状の溝を形成しておき、該溝内に固液分離部２８を収容した後、スクリーン保護用多孔板２３でトレンチ状の溝に蓋をするようにしてもかまわない。
【００９３】
また、本実施形態では、貯水槽本体６をケーソンで構成するようにしたが、これに代えて地中連続壁で構成してもかまわない。かかる場合においては、取水機構７′を鉄筋籠に先付けし、該取水機構にコンクリートが回らないように必要に応じて適宜、シール等で水密にし、貯水槽本体６の内側を掘削する際、かかるシールを撤去すればよい。
【００９４】
また、本実施形態では、取水管３１及び洗浄管２５ａに開閉弁２９，３０をそれぞれ設けるようにしたが、供用開始前の地下水流入を例えば取水管３１や洗浄管２５ａの先端にキャップを被せることで防止することができるのであれば、開閉弁２９，３０を省略してもかまわない。
【００９５】
かかる場合においても、逆止弁７１は、貯水槽本体６から分岐管７３を経て取水管３１に至る流れを許容するように構成してあるため、貯水槽本体６に貯留されている地下水は、所定の透水抵抗を有する濾過フィルタ７２から取水管３１に入ることはなく、分岐管７３を介して取水管３１へと流入することとなり、それゆえ、土粒子３２を連行させることが可能となる。
【００９６】
また、本実施形態では、貯水槽３′に貯留された地下水を地上に揚水し飲用水として供給するように構成したが、貯水槽３′に貯留された地下水を飲用水以外の用途に用いることはもちろん可能であり、例えば生活用水として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】第１実施形態に係る地下水貯留システムの概略図。
【図２】取水機構７の詳細断面図。
【図３】固液分離部２８を一部断面表示した斜視図。
【図４】スクリーン保護用多孔板２３と固液分離用スクリーン２２との間に水溶性シート４１を挟み込んだ様子を示した断面図。
【図５】地下水を貯留している様子を示した図。
【図６】固液分離部２８を洗浄している様子を示した図。
【図７】第２実施形態に係る取水機構７′を示した詳細断面図。
【符号の説明】
【００９８】
１                            地下水貯留システム
２                            地盤
３                            貯水槽
４                            給水設備
５                            洗浄機構
６                            貯水槽本体
７，７′                        取水機構
２８                            固液分離部
２１                            コア部
２２                            固液分離用スクリーン
２３                            スクリーン保護用多孔板
２５ａ，２５ｂ                      洗浄管
２６                            揚水ポンプ
７１                            逆止弁
７３                            分岐管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004631804.tif 000007
【図７】
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