(57)【要約】【課題】  雨水及び下水処理水を有効且つ合理的に利用・排水することによって、渇水期の河川上流等での水不足を解消し、且つ降雨期での河川中・下流部等での増水を防止する。【解決手段】  河川流域に敷設された雨水貯留管と、下水処理場の下水処理水を下水処理場よりも上流側の河川に輸送する処理水輸送管とを備え、処理水輸送管の少なくとも一部を前記雨水貯留管内にパイプインパイプ方式で敷設した。雨水貯留管を利用して、下水処理水輸送用の処理水輸送管をパイプインパイプ方式で敷設したので、最小限の合理的な設備構成の下で、降雨期における雨水の貯留と、渇水期における河川上流部などへの送水を行うことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川流域に敷設された雨水貯留管と、下水処理場の下水処理水を該下水処理場よりも上流側の河川に輸送するための処理水輸送管とを備え、該処理水輸送管の少なくとも一部を前記雨水貯留管内にパイプインパイプ方式で敷設したことを特徴とする下水処理水及び雨水の送排水システム。
【請求項２】
雨水貯留管が、雨水を河川下流部又は沿岸海域に放流するための放流部を有することを特徴とする請求項１に記載の下水処理水及び雨水の送排水システム。
【請求項３】
雨水貯留管の外部に下水処理水の浄化設備を設け、雨水貯留管内に敷設された処理水輸送管を前記浄化設備を経由させること特徴とする請求項１又は２に記載の下水処理水及び雨水の送排水システム。
【請求項４】
処理水輸送管は、その内部に下水処理水の浄化手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の下水処理水及び雨水の送排水システム。
【請求項５】
雨水貯留管が、管内の水位差を利用した発電設備を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の下水処理水及び雨水の送排水システム。
【請求項６】
降雨量を検出する降雨量検出手段と、雨水貯留管での雨水貯留状況を検出する貯留状況検出手段と、これらの両検出手段による検出結果に基づき、雨水貯留管への雨水集水量を予測する雨水集水量予測手段とを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の下水処理水及び雨水の送排水システム。
【請求項７】
請求項２〜６のいずれかの送排水システムを用いた下水処理水及び雨水の送排水方法であって、
下水処理場よりも上流側の河川表流水の水位が過小状態の場合には、処理水輸送管を通じて、下水処理場の下水処理水を該下水処理場よりも上流側の河川に輸送して放流し、
降雨時において雨水貯留管に雨水を貯留する場合には、雨水貯留管内での雨水の貯留状況に応じて、雨水貯留管内に貯留された雨水の少なくとも一部を、放流部から河川下流部又は沿岸海域に放流することを特徴とする下水処理水及び雨水の送排水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下水処理水及び雨水を有効且つ合理的に利用・排水することを可能とした下水処理水及び雨水の送排水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
北九州や沖縄などのように渇水期に水不足になりやすい地方では、河川表流水が基底流量に達しないために、所定量の浄水原水が取水できなくなることがある。このような水不足による給水制限を回避するためは、他の浄水場からの導水手段を整備したり、ダム建設などの対策を講じる必要があるが、これらの設備整備には多大な費用を要する。
一方、流下能力が小さくなった都市河川では、豪雨により特に河川中・下流域で洪水などの浸水被害が起きやすい。この対策として、雨水滞水池、雨水貯留管、雨水浸透設備などの整備がなされているが、降雨量が多い場合には雨水の貯留や浸透が間に合わず、浸水被害が生じてしまう。
【０００３】
河川上流部の水不足を解消するための方法として、特許文献１には、河川下流域の下水処理場で発生した下水処理水を、下水処理場に設置された処理水移送ポンプと、河川上流域のポンプ場に設置された雨水排除用ポンプを用いて河川上流部に送水するシステムが示されている。
【特許文献１】特開２００２−３０９６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
水不足を生じている河川の表流水回復に必要な水量は非常に大きく、このため特許文献１のように下水処理水を河川上流部に送水するには、口径の大きい送水管や大出力の移送ポンプが必要となり、そのために多大な設備・建設コストが必要となる。一方、多くの場合、渇水期における河川上流部の水不足は毎年常に起こるというものではなく、その年の気象条件によって時々起こるというのが通常である。したがって、特許文献１のシステムは、河川上流部でたまにしか起こらない水不足のために、多大なコストをかけて送水設備を建設することになり、投資対効果が極めて低いという問題がある。
また、特許文献１のシステムでは、降雨期における河川の増水やこれによって引き起こされる河川中・下流部などでの浸水被害は防止できず、また、先に述べたとおり、従来の雨水貯留設備や雨水浸透設備なども、降雨量が多くなると役に立たなくなる。
【０００５】
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、雨水及び下水処理水を有効且つ合理的に利用・排水することによって、渇水期における河川上流部や中流部での水不足を解消し、且つ降雨期における河川中・下流部などでの増水やこれに伴う浸水被害を防止することができる下水処理水及び雨水の送排水システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
[1] 河川流域に敷設された雨水貯留管と、下水処理場の下水処理水を該下水処理場よりも上流側の河川に輸送するための処理水輸送管とを備え、該処理水輸送管の少なくとも一部を前記雨水貯留管内にパイプインパイプ方式で敷設したことを特徴とする下水処理水及び雨水の送排水システム。
[2] 上記[1]の送排水システムにおいて、雨水貯留管が、雨水を河川下流部又は沿岸海域に放流するための放流部を有することを特徴とする下水処理水及び雨水の送排水システム。
[3] 上記[1]又は[2]の送排水システムにおいて、雨水貯留管の外部に下水処理水の浄化設備を設け、雨水貯留管内に敷設された処理水輸送管を前記浄化設備を経由させること特徴とする下水処理水及び雨水の送排水システム。
[4] 上記[1]〜[3]のいずれかの送排水システムにおいて、処理水輸送管は、その内部に下水処理水の浄化手段を有することを特徴とする下水処理水及び雨水の送排水システム。
【０００７】
[5] 上記[1]〜[4]のいずれかの送排水システムにおいて、雨水貯留管が、管内の水位差を利用した発電設備を備えたことを特徴とする下水処理水及び雨水の送排水システム。
[6] 上記[1]〜[5]のいずれかの送排水システムにおいて、降雨量を検出する降雨量検出手段と、雨水貯留管での雨水貯留状況を検出する貯留状況検出手段と、これらの両検出手段による検出結果に基づき、雨水貯留管への雨水集水量を予測する雨水集水量予測手段とを有することを特徴とする下水処理水及び雨水の送排水システム。
[7] 上記[2]〜[6]のいずれかの送排水システムを用いた下水処理水及び雨水の送排水方法であって、
下水処理場よりも上流側の河川表流水の水位が過小状態の場合には、処理水輸送管を通じて、下水処理場の下水処理水を該下水処理場よりも上流側の河川に輸送して放流し、
降雨時において雨水貯留管に雨水を貯留する場合には、雨水貯留管内での雨水の貯留状況に応じて、雨水貯留管内に貯留された雨水の少なくとも一部を、放流部から河川下流部又は沿岸海域に放流することを特徴とする下水処理水及び雨水の送排水方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の下水処理水及び雨水の送排水システムは、河川流域に敷設される雨水貯留管を利用して、下水処理場の下水処理水を該下水処理場よりも上流側の河川に輸送するための処理水輸送管をパイプインパイプ方式で敷設したので、最小限の合理的な設備構成の下で、降雨期における雨水の貯留と、渇水期における河川上流部などへの送水を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１及び図２は、本発明の下水処理水及び雨水の送排水システムの一実施形態を示すもので、図１は全体説明図、図２は雨水貯留管及びその内部に敷設される処理水輸送管の断面斜視図である。
図において、Ａは河川下流域に設置された下水処理場、Ｂは河川上流域又は中流域から河川下流域に亘って敷設された雨水貯留管、Ｃは前記下水処理場Ａの下水処理水を河川上流部又は中流部に輸送するための処理水輸送管である。
【００１０】
前記雨水貯留管Ｂの各端は、それぞれ下水処理場Ａよりも上流側の河川（通常は、本実施形態のような河川上流部又は中流部）と下水処理場Ａよりも下流側の河川又は沿岸海域近傍に位置し、河川下流部又は沿岸海域側の管端部には雨水を河川又は海域に放流するための放流部１が設けられている。この雨水貯留管Ｂには、その長手方向の適宜な位置から雨水が流入して内部に貯留され、また、流入した雨水は雨水貯留管Ｂ自体の勾配によって放流部１側の端部方向に自然流下するようになっている。
【００１１】
雨水貯留管Ｂは地下埋設されるものであるが、敷設場所の確保などの面から、特に道路（河川上流域又は中流域から河川下流域又は海岸部に至る道路）下に敷設することが好ましい。また、雨水貯留管Ｂ内には、管長手方向の水位差を利用した発電設備などを設けてもよく、その発電による電力を処理水輸送管Ｃでの揚水などに用いてもよい。また、雨水貯留管Ｂ内には、降雨情報などに基づくシステム全体の水循環管理・制御を行うための通信手段（例えば光ファイバー）を敷設してもよい。
【００１２】
前記処理水輸送管Ｃは、下水処理場Ａから直近の雨水貯留管Ｂ部分に導かれ、図２に示すように雨水貯留管Ｂ内にパイプインパイプ構造（方式）で敷設されている。このように雨水貯留管Ｂ内に処理水輸送管Ｃを敷設した構造とすることにより、処理水輸送管Ｃの建設コストを大幅に節約することができる。この処理水輸送管Ｃの先端は、雨水貯留管Ｂ内を通って下水処理場Ａよりも上流側の河川（通常は、河川上流部又は中流部）に達し、下水処理水を同流域（例えば、浄水場取水口より上流の流域）に放流できるようにしている。また、処理水輸送管Ｃの途中には処理水移送ポンプ２が設けられている。
前記下水処理場Ａは、河川下流部又は沿岸海域に下水処理水を放流するための処理水放流ライン３を有しているが、前記処理水輸送管Ｃを分岐させて、この分岐管３ａを雨水貯留管Ｂ内に敷設し、分岐管３ａによって処理水放流ラインを構成してもよい。
【００１３】
前記処理水輸送管Ｃにより下水処理場Ａよりも上流側の河川に輸送・放流される下水処理水は、輸送途中で浄化処理されることが好ましく、このため雨水貯留管Ｂの外部に下水処理水の浄化設備４を設け、雨水貯留管Ｂ内に敷設された処理水輸送管Ｃを前記浄化設備４を経由させることが好ましい。この浄化設備４は、雨水貯留管長手方向に沿った位置の複数箇所に設けてもよい。
この浄化設備４で用いる浄化手段としては、例えば、礫層を用いたもの、水質浄化用ブロックを用いたもの、光触媒などの化学的浄化手段や機械的浄化手段を有するもの、微生物を利用するもの、ビオトープを利用するものなどを用いることができる。特に、溜め池を設け、この溜め池に上記浄化手段を設けることが好ましい。
【００１４】
また、下水処理水の浄化手段は処理水輸送管Ｃの内部に設けてもよい。この場合の浄化手段としては、例えば、光触媒を用いた浄化手段、電解殺菌手段、微細気泡を用いた浄化手段などを用いることができる。
また、本発明の送排水システムは、降雨量を検出する降雨量検出手段と、雨水貯留管Ｂでの雨水貯留状況を検出する貯留状況検出手段と、これらの両検出手段による検出結果に基づき、雨水貯留管Ｂでの雨水集水量を予測する雨水集水量予測手段とを備えることができ、この雨水集水予測手段により予測される雨水集水量に基づき、例えば、雨水貯留管Ｂの放流部１から雨水の放流を行うかどうかを決定する。
【００１５】
図３は、その検出・制御系の一実施形態を示すものであり、地上降雨計やレーダ降雨計などの降雨量検出手段５で河川流域での降雨量が検出され、また、雨水貯留管Ｂでの雨水貯留状況が貯留状況検出手段６で検出され、これらの検出値が雨水集水量予測手段７に与えられる。この雨水集水量予測手段７は、類似降雨パターンなどの降雨情報データベースを備えており、このデータベースに基づき雨水貯留管Ｂの雨水集水量を予測する。運転制御装置８は、その予測値に基づき雨水貯留管Ｂの放流部１から雨水の放流を行うかどうかを決定し、放流部１の開閉弁又は開閉ゲートなどの開閉を制御する。また、運転制御装置８は、処理水輸送管Ｃを通じた河川上流部又は中流部への送水や送水量などの制御も行う。この制御は、河川に設置した水位計や流速計などによる河川の水位、流速などの情報に基づいて行うこともできる。
【００１６】
次に、本実施形態の送排水システムの使用形態について説明する。
下水処理場Ａよりも上流側の河川表流水量が少ない時期には、処理水輸送管Ｃを通じて下水処理場Ａの下水処理水を下水処理場Ａよりも上流側の河川（通常は河川上流部又は中流部）に送水する。下水処理水は、輸送管途中に浄化設備４や管内の浄化手段が設けられている場合には、ここで浄化された後、下水処理場Ａよりも上流側の河川（通常、河川上流部又は中流部）に放流され、河川表流水量を増加させる。一方、下水処理場Ａよりも上流側の河川表流水量が多いときは、上記のような下水処理水の送水は止める。
【００１７】
また、降雨量が多く、特に河川中・下流域での浸水被害が予想されるような場合は、雨水貯留管Ｂに雨水を貯留し、雨水の河川への流入を抑制するとともに、雨水貯留管Ｂが満杯にならないように、雨水貯留管Ｂの放流部１から、増水しても洪水などのおそれが殆どない河川下流部や沿岸海域に放流する。
以上のような下水処理水の輸送や雨水の放流は、図３に示すような測定・制御系により行ってもよい。
【００１８】
このように本実施形態の送排水システムによれば、渇水期には河川上流部又は中流部などに下水処理水を送水するので、その流域に大規模な貯水設備を設けなくても河川表流水を増加させ、水不足を解消することができるとともに、降雨期には、雨水貯留管Ｂに雨水を貯留し、増水しても洪水などのおそれが殆どない河川下流部や沿岸海域に直接放流することができるので、特に河川中・下流部での増水量を極力抑えることができ、同流域での洪水を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の送排水システムの一実施形態を示す説明図
【図２】図１の実施形態を構成する雨水貯留管と処理水輸送管の断面斜視図
【図３】本発明の送排水システムが備える検出・制御系の一実施形態を示す説明図
【符号の説明】
【００２０】
１  放流部
２  処理水移送ポンプ
３  処理水放流ライン
３ａ  分岐管
４  浄化設備
５  降雨量検出手段
６  貯留状況検出手段
７  雨水集水量予測手段
８  運転制御装置
Ａ  下水処理場
Ｂ  雨水貯留管
Ｃ  処理水輸送管
【図１】
2005256433.tif 000003
【図２】
2005256433.tif 000004
【図３】
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