(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電物質が両側に配置された遮水材の漏水を検出する装置において、
遮水材は貯留構造物に配置され、
遮水材の一方の側の導電物質内に配置される第１電極と、
遮水材の他方の側の導電物質内に配置され、貯留構造物の全長に渡って引かれた直線状の第２電極と、
第２電極側の導電物質内の遮水材の近傍にメッシュ状に配置される複数の第３電極とを備え、
第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、直線状の第２電極を引いた方向では、電位分布の背景の傾きがない状態において、
第３電極により遮水材の近傍の電位を測定し、遮水材の漏水位置を求め得ることを特徴とする、
遮水材の漏水を検出する装置。
【請求項２】
請求項１に記載の遮水材の漏水を検出する装置において、
第２電極を複数本、ほぼ平行に配置し、
第１電極と一方の第２電極との間に電圧を印加し、第３電極により遮水材の近傍の電位を測定し、
第１電極と他方の第２電極との間に電圧を印加し、第３電極により遮水材の近傍の電位を測定し得ることを特徴とする、
遮水材の漏水を検出する装置。
【請求項３】
請求項２に記載の遮水材の漏水を検出する装置において、
第２電極を複数本、ほぼ交差するように配置し、
第１電極と一方の第２電極との間に電圧を印加し、第３電極により遮水材の近傍の電位を測定し、
第１電極と他方の第２電極との間に電圧を印加し、第３電極により遮水材の近傍の電位を測定し得ることを特徴とする、
遮水材の漏水を検出する装置。
【請求項４】
請求項１に記載の遮水材の漏水を検出する装置において、
遮水材は貯留構造物に配置され、
貯留構造物の周辺部に第２電極を対向するように複数組配置し、
第１電極と一方の対向する組の各第２電極のとの間に電圧を印加し、第３電極より遮水材の近傍の電位を測定し、
第１電極と他方の対向する組の各第２電極との間に電圧を印加し、第３電極より遮水材の近傍の電位を測定し得ることを特徴とする、
遮水材の漏水を検出する装置。
【請求項５】
導電物質が中間及び両側に配置された二重遮水材の漏水を検出する装置において、
遮水材は貯留構造物に配置され、
二重遮水材の一方の側の導電物質内に配置される第１電極と、
二重遮水材の中間の導電物質内に配置され、貯留構造物の全長に渡って引かれた直線状の第２電極と、
第２電極側の導電物質内の遮水材の近傍にメッシュ状に配置される複数の第３電極とを備え、
二重遮水材の他方の側の導電物質内に配置された直線状の第４電極とを備え、
第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、直線状の第２電極を引いた方向では、電位分布の背景の傾きがない状態において、第３電極により下部遮水材の近傍の電位を測定し、
第４電極と第２電極との間に電圧を印加し、直線状の第２電極を引いた方向では、電位分布の背景の傾きがない状態において、第３電極により上部遮水材の近傍の電位を測定し、
遮水材の漏水位置を求め得ることを特徴とする、
遮水材の漏水を検出する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遮水材の漏水の検査に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、埋立処分場ａなどに設置された遮水材の漏水を検知する場合、遮水材の内外に内部電流電極ｂと外部電流電極ｃを設置し、これら電極間に電圧を印加する。この電圧の印加により遮水材の近傍に図１６のように内部電流電極ｂを中心に電位勾配を有する電位分布（等電位線ｄの密度の変化）が発生する。このように背景となる電位分布に傾きが生じる。
【０００３】
遮水材に漏水箇所があると、電位分布に歪みが発生し、その歪みから漏水位置ｅを知ることができる。しかし、背景となる電位分布に傾きがあると、図１７のように漏水による電位歪が背景により影響を受け、漏水位置ｅと電位分布歪の中心位置ｆがずれて、漏水位置を正確に特定することが困難になる。なお、背景となる電位分布に傾きがない場合の漏水位置の電位分布を図１８に示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、遮水材の漏水位置を簡単に見出せるようにすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は導電物質が両側に配置された遮水材の漏水を検出する装置において、遮水材は貯留構造物に配置され、遮水材の一方の側の導電物質内に配置される第１電極と、遮水材の他方の側の導電物質内に配置され、貯留構造物の全長に渡って引かれた直線状の第２電極と、第２電極側の導電物質内の遮水材の近傍にメッシュ状に配置される複数の第３電極とを備え、第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、直線状の第２電極を引いた方向では、電位分布の背景の傾きがない状態において、第３電極により遮水材の近傍の電位を測定し、遮水材の漏水位置を求め得ることを特徴とする遮水材の漏水を検出する装置、または導電物質が中間及び両側に配置された二重遮水材の漏水を検出する装置において、遮水材は貯留構造物に配置され、二重遮水材の一方の側の導電物質内に配置される第１電極と、二重遮水材の中間の導電物質内に配置され、貯留構造物の全長に渡って引かれた直線状の第２電極と、第２電極側の導電物質内の遮水材の近傍にメッシュ状に配置される複数の第３電極とを備え、二重遮水材の他方の側の導電物質内に配置された直線状の第４電極とを備え、第１電極と第２電極との間に電圧を印加し、直線状の第２電極を引いた方向では、電位分布の背景の傾きがない状態において、第３電極により下部遮水材の近傍の電位を測定し、第４電極と第２電極との間に電圧を印加し、直線状の第２電極を引いた方向では、電位分布の背景の傾きがない状態において、第３電極により上部遮水材の近傍の電位を測定し、遮水材の漏水位置を求め得ることを特徴とする、二重遮水材の漏水を検出する装置である。
【０００６】
【発明の実施の態様】
以下、図面を用いて本発明の実施の態様を説明する。
【０００７】
＜イ＞遮水材の漏水を検出する装置の概要
遮水材の漏水を検出する装置は、遮水シート２など電気絶縁性を示す遮水材で遮水工を形成した最終処分場をはじめとする遮水の検出が必要な場所、例えば貯留構造物１において、遮水工の内部と外部に電圧を加え、遮水工近傍に発生する特異な電位分布或いは電位差を捕らえることによって、漏水の原因となる遮水工の破損の有無及び破損位置を測定するものである。貯留構造物１の内部と外部とに電圧を加えるために、貯留構造物１の内外に電流電極、即ち内部電流電極１０と外部電流電極１１を配置する。なお、遮水材の両側の物質は、導電性を有する必要がある。
【０００８】
遮水材の一方の側に配置する電流電極、例えば、埋立地１の内部に配置する内部電流電極１０を線状の電極、即ち線電極にすると、図１に示すように、線電極を引いた方向（図１のＹ方向）の電位分布の背景の傾きがなくなり（同一の等電位線１４上にのる）、線電極と直角の方向（図１のＸ方向）の電位分布の傾きも点電極の場合と比較して少なくなる（等電位線の間隔が広くなる）。このため、線電極と同方向の電位分布の背景の傾きによる漏水位置のズレがなくなり、線電極と直角方向の位置ズレも減少する。
【０００９】
加えて、例えば大きな貯留構造物では、電位分布の背景の傾きが大きいと、内部電流電極１０から離れた場所では電位が下がってしまし、貯留構造物外部との電位差が小さくなり、遮水工に漏水が発生しても、漏水によって生じる電位歪みが小さく、感度が悪くなる。しかし、内部電流電極１０に線電極を用い、広い貯蔵構造物の全長に渡って引くことにより、線電極を引いた方向では電位分布の背景の傾きがなくなり、線電極と直交方向でもその傾きが小さくなるため、貯蔵構造物の全体に渡って、ほぼ同様の測定感度で漏水位置を検出することができる。
【００１０】
＜ロ＞埋立地の中央に線電極を配置する場合（実施態様１）
最終処分場の埋立地１の中央に内部電流電極１０として１本の線電極を設置し、外部に１箇所外部電流電極１１を設置する。電位測定電極１２は図２に示すようにメッシュ状に遮水シート２の近傍に設置し、引出線２３を介して電位測定装置２０で各電位測定電極１２の電位を測定する。また、内部電流電極１０は、電位測定電極１２に電位を発生できる場所に配置されれば良く、例えば図３（図２の断面図）に示すように、埋立地の保護層３内に配置される。また、電位測定電極１２は、例えば保護層３内に配置され、引出線２３を介して電位測定装置２０に接続される。保護層３のの上部に廃棄物５が埋設される。
【００１１】
遮水シート２の漏水の測定は、内部電流電極１０と外部電流電極１１間に電源２１と電流計２２を接続し、電圧を加えて電流を流し、埋立地１内に発生した電位分布を電位測定装置２０により測定する。
【００１２】
遮水シート２に漏水がある場合、図４に示すように、漏水位置６を中心とした電位分布の歪みが発生するので、これを捕られることで遮水シート２の漏水の有無とその位置を検知する。
【００１３】
内部電流電極１０と外部電流電極１１との間に加える電圧は、電位分布が発生するものであれば良いが、例えば図５に示すように交差直流信号を用いる。
【００１４】
この場合、地中、或いはイオン化した液体中に電極（特に金属装の電極）を挿入した場合、分極電位が発生し、正確に電位分布を測定できなくなる恐れがある。この分極電位は直流であるため、測定信号の極性を交互に逆転させて測定することにより、分極電位の影響を受けずに電位分布を測定することができる。
【００１５】
例えば、電位＝｛（「正しい電位」＋「分極電位」）−（−「正しい電位」＋「分極電位」）｝／２＝（「正しい電位」＋「正しい電位」＋「分極電位」−「分極電位」）／２＝「正しい電位」となる。ここで、（「正しい電位」＋「分極電位」）は測定信号の正側の値であり、（−「正しい電位」＋「分極電位」）は、測定信号の負側の値である。
【００１６】
漏水を検知する場合に、全体の電位分布を測定し電位歪みを取らずに、各電位測定電極１２間の電位差を単に測定することにより、求めることも可能である。即ち、破損部では、漏水位置６を中心とした電位分布の歪みが発生するため、漏水位置６を中心として電位の変化が大きく、破損部近くの電位測定電極１２間の電位差が大きくなる。この特性を利用して漏水の有無とその位置を検知することができる。
【００１７】
＜ハ＞埋立地の対岸の２辺に線電極を設置する場合（実施態様２）
図６のように、最終処分場の埋立地１の端の保護層３に内部電流電極１０として２本、線状の電極を設置し、外部に１箇所外部電流電極１１を設置する。電位測定電極１２は実施態様１と同様にメッシュ状に設置する。
【００１８】
遮水シート２の漏水の測定は、まず、いずれか一方の内部電流電極１０を選択し、選択した内部電流電極１０と外部電流電極１１間に電圧を加え、埋立地１内に発生した電位分布を測定する。次に、もう一方の内部電流電極１０に切り換え、外部電流電極１１との間に電圧を加え、同様に電位分布を測定する。これら２回の測定から漏水位置６を求める。求め方として、例えば２回の測定の平均を取ることもできる。
【００１９】
遮水シート２に漏水がある場合、図７に示すように、漏水位置６を中心とした電位分布の歪みが発生するので、これを捕らえることで遮水シート２の漏水の有無とその位置を検知する。これにより、内部電流電極１０近傍に遮水シート２が漏水した場合でも、２本の内部電流電極１０で交互に測定するため、漏水を確実に検出することができる。
【００２０】
＜ニ＞埋立地に２方向（十字）に線電極を設置する場合（実施態様３）
図８のように埋立地１に縦方向と横方向に内部電流電極（縦）１０１と内部電流電極（横）１０２を２本、線状に設置し、外部に１箇所外部電流電極１１を設置する。縦方向と横方向に設置する内部電流電極１０１、１０２は、直接接触しないように交差する部分は、上下方向に距離を離し、保護層３を間に挾む対策や、交差部の線間に絶縁層を挾むなどの対策を取る。電位測定電極１２は実施態様１と同様にメッシュ状に設置する。
【００２１】
遮水シート２の漏水の測定は、まず、いずれか一方の内部電流電極１０１（又１０２）を選択し、選択した内部電流電極１０１（又１０２）と外部電流電極１１間に電圧を加え、埋立地１内に発生した電位分布を測定する。次に、もう一方の内部電流電極１０２（又１０１）に切り換え、外部電流電極１１との間に電圧を加え、同様に電位分布を測定する。これら２回の測定から電位分布の歪みを捕らえて、漏水の有無を検知する。
【００２２】
漏水の位置は、縦方向の線電極を用いた場合の電位分布から、縦方向の漏水位置成分を検出し、横方向の線電極を用いた場合の電位分布から、横方向の漏水位置成分を検出することにより漏水位置を検知する。
【００２３】
図４に漏水のある場合の縦方向の線電極（図９と対応させて、図４の内部電流電極１０を内部電流電極（縦）１０１とする）による電位分布を示しており、図９に漏水のある場合の横方向の内部電流電極（横）１０２による電位分布を示している。このように、電位分布の背景の傾きにより、内部電流電極１０から離れる方向に若干ずれて発生するが、内部電流電極１０と同方向（平行する方向）には、ズレがない。このことから、漏水位置を決定する横方向と縦方向の２成分に対して、縦方向に引いた内部電流電極１０を用いて縦方向の位置成分を検知し、横方向に引いた内部電流電極１０を用いて横方向の位置成分を検知することにより、電位分布の背景の傾きによる影響を全く受けずに漏水の位置を特定することができる。
【００２４】
＜ホ＞埋立地の４辺に線電極を設置する場合（実施態様４）
図１０のように、最終処分場の埋立地１に縦方向と横方向にそれぞれ２本づつの内部電流電極（縦）１０１、内部電流電極（横）１０２を設置し、外部に１箇所外部電流電極１１を設置する。縦方向と横方向に設置する内部電流電極（縦）１０１と内部電流電極（横）１０２は、直接接触しないように交差する部分は上下方向に離し、保護層３を間に挾む対策や交差部の線間に絶縁層を挾むなどの対策をする。電位測定電極１２は実施態様１と同様にメッシュ状に設置する。
【００２５】
遮水シート２の漏水の測定は、いずれか一本の内部電流電極１０を選択し、選択した内部電流電極１０と外部電流電極１１間に電圧を加え、埋立地１内に発生した電位分布を測定する。これをそれぞれの内部電流電極１０を用いて４回繰り返し、漏水位置を求める。求め方として、例えば内部電流電極（縦）１０１を用いた２回の測定と、内部電流電極（横）１０２を用いた２回の測定についてそれぞれ平均を取る。得られた内部電流電極（縦）１０１を用いた結果と内部電流電極（横）１０２を用いた結果から、電位分布の歪みを捕らえて、漏水の有無を検知する。
【００２６】
漏水の位置は、内部電流電極（縦）１０１を用いた場合の電位分布から、縦方向の漏水位置成分を検出し、内部電流電極（横）１０２を用いた場合の電位分布から、横方向の漏水位置成分を検出する。
【００２７】
図７（図１１と対応させて、図７の内部電流電極１０を内部電流電極（縦）１０１とする）と図１１に、遮水シート２に漏水がある場合の縦方向と横方向の電位分布をそれぞれ示す。電位分布の歪みは、縦方向と横方向のいずれの内部電流電極１０を用いた場合でも、電位分布の背景の傾きにより、近い方の内部電流電極１０から離れる方向に僅かズレて発生するが、電流電極と同方向にはずれない。このため、漏水位置を決定する横方向と縦方向の２成分に対して、内部電流電極（縦）１０１を用いた測定結果から縦方向の位置成分を検知し、内部電流電極（横）１０２を用いた測定結果から横方向の位置成分を検知することによって、電位分布の背景の傾きを全く受けず、漏水位置を特定することができる。
【００２８】
＜ヘ＞二重遮水シートの場合（実施態様５）
図１２のように、上部遮水シート２０１と下部遮水シート２０２の二重遮水シートを設けた埋立地１において、埋立地１の端の上部と下部の遮水シート２０１、２０２間にシート間電流電極１００として２本の線電極を設置し、外部に１箇所外部電流電極１１を設置する。電位測定電極１２は実施態様１と同様にメッシュ状に設置する。電極の設置状況は、図１３（図１２のXIII −XIIIの断面図）、図１４（図１２のXIV−XIVの断面図）、図１５（図１２のXV −XV の断面図）に示す。なお、二重遮水シートの間にも、導電性の物質が配置される必要がある。
【００２９】
下部遮水シート２０２の漏水の測定は、一方のシート間電流電極１００を選択し、選択したシート間電流電極１００と外部電流電極１１間に電圧を加え、二重遮水シートの間の物質の電位分布を測定する。次に、もう一方のシート間電流電極１００と外部電流電極１１間に電圧を加え、同様に電位分布を測定する。この２回の測定の平均を取る。下部遮水シート２０２に漏水があると、図７のような電位分布形状が得られる
【００３０】
切替スイッチ２３を切り替えて、同様にシート間電流電極１００の対抗する電極として内部電流電極１０を用い、シート間電流電極１００と内部電流電極１０間に電圧を加えた場合は、上部遮水シート２０１の漏水の有無とその位置が検知できる。
【００３１】
また、この実施態様に限らず、上記実施態様１及び３、４も同様に上部遮水シート２０１と下部遮水シート２０２間にシート間電流電極１００を設置することにより、二重遮水シート構造に適用できる。
【００３２】
更に、図１２と同様の電極配置によって、下部遮水シート２０２がない一重遮水シート構造に対して、電位測定電極１２を遮水シート下に設置した場合も、電極１０、１２、１００、（１１は省略）を用いることによって、電位測定電極１２を遮水シート上に設置した場合と同様の効果が期待できる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、次のような効果を得ることができる。
＜イ＞線状の電流電極を使用することにより、漏水位置を電位分布の背景の傾きによる影響を受けずに正確に求めることができる。
＜ロ＞最終処分場などの貯留施設が大きくなっても、線状の電流電極を使用することにより、電位分布の背景の傾きが少なくなるため、電流電極から離れた場所でも電圧降下の影響が少なく、貯蔵構造物の全体に渡って、ほぼ同様の測定感度で遮水工の破損を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】線状の電流電極を配置した貯留構造物の電位分布図
【図２】電流電極と電位測定電極の配置図
【図３】図２のIII  −III  の断面図
【図４】線状の電流電極（横）を配置した電位分布図
【図５】電流電極間に印加する電気信号
【図６】２本の線状電流電極の配置図
【図７】埋立地の両側に線状電流電極（縦）を配置した電位分布図
【図８】交差した線状電流電極の配置図
【図９】埋立地の中央部に線状の電流電極（縦）を配置した電位分布図
【図１０】埋立地の４辺に設けた線状電流電極の配置図
【図１１】埋立地の両側に線状電流電極（横）を配置した電位分布図
【図１２】二重遮水シートの場合の電極の配置図
【図１３】図１２のXIII−XIIIの断面図
【図１４】図１２のXIV−XIVの断面図
【図１５】図１２のXV−XVの断面図
【図１６】従来の点電流電極の場合の電位分布図
【図１７】電位分布に背景の傾きがある場合の電位分布図
【図１８】電位分布に背景の傾きがない場合の電位分布図
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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