(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
砕石層によって雨水浸透施設を構築し、同一の砕石層内に複数の泥溜め槽を配設すると共に、泥溜め槽はポーラスコンクリートからなり、複数の泥溜め槽が管によって連結され、相互に雨水を連通させることを特徴とする雨水浸透施設。
【請求項２】
砕石層によって雨水浸透施設を構築し、同一の砕石層内に泥溜め槽を配設すると共に、泥溜め槽はポーラスコンクリートからなり、泥溜め槽は隔壁によって複数に区分され、隔壁がポーラスコンクリートであって、隔壁をオーバーフローした雨水が区分された隣接する泥溜め部に流入することを特徴とする雨水浸透施設。
【請求項３】
前記泥溜め槽に浸透トレンチを連通させた浸透施設であって、浸透トレンチ管口にポーラスコンクリート製のふた若しくは不透水性のふたを嵌合させたことを特徴とする請求項１又は２記載の浸透施設。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、施工性に優れ、長期に渡って雨水浸透能力を確保することができる雨水施設に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、建物やアスファルトで覆われた都市域が、急速に拡大した結果、これまで保水・遊水機能を果たしてきた地表が減少することによって、豪雨等による河川流出時間が短縮し、洪水流出量のピークも増大して都市水害の危険性が増大してきた。また、雨水等の地下への浸透量の減少は、都市の浅層地の水位を低下させ、河川の平常時流量の減少や蒸発散量の減少を招くなど、自然界における水循環サイクルを乱している。このような背景において、降雨水を効果的に地下に浸透させることが求められている。
【０００３】
雨水の浸透施設としては、種々の浸透桝や浸透トレンチ、浸透側溝等の製品が提案され、孔やスリットを設けたコンクリート製品やプラスチック製品、或いはポーラスコンクリートからなる製品が既に用いられている。そして、上記の製品を地中に埋設すると共に、その周辺を例えば４号砕石（２０〜３０ｍｍ）などで充填し、集水した雨水をその底部や側面などから浸透させて浸透施設としている。しかしながら、上記浸透施設において、雨水と共に流入してくる土砂が堆積した場合、浸透能力が低下して、浸透施設としての機能を果たさなくなる欠点がある。
【０００４】
このため、浸透施設内に雨水が流れ込む手前でゴミや泥分を取り除くための集水桝が設けられることがある。例えば、実公昭６３−２０５４７公報には、集水用の雨水桝の内部に落ち葉やゴミ、あるいは土砂を捕捉するためのカゴ類が示されている。また、雨水桝と浸透施設を連通する管口には金網などからなるフィルターが設けられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
集水桝すなわち泥溜め用の桝にカゴ類を設けても、カゴの目を細かくするとカゴが短期間で目詰まりし、桝内へ雨水が流入するのが妨げられるため、カゴ類の目を荒くする必要がある。このため、落ち葉やビニール袋等の大きなゴミは捕捉することが可能であるが、流入する土砂の多くが、泥溜め用の桝に流入することはさけられない。また、桝の底部で雨水浸透させ、泥溜め桝内に雨水が滞留しない構造とすることも可能であるが、時間の経過と共に底部に堆積した土砂が雨水の浸透を妨げるようになる。従って、次第に雨水が滞留しやすくなり、降雨により軟弱化した土砂が、流入する雨水で攪拌され、泥溜め桝と接続された浸透桝に流れ込んでしまう。浸透施設としての機能を維持するには、泥溜め桝に堆積した土砂を煩雑に除去すれば良いが、保守管理が大変である等の問題点がある。
集水桝すなわち泥溜め用の桝にカゴ類を設けても、カゴの目を細かくするとカゴが短期間で目詰まりし、桝内へ雨水が流入するのが妨げられるため、カゴ類の目を荒くする必要がある。このため、落ち葉やビニール袋等の大きなゴミは捕捉することが可能であるが、流入する土砂の多くが、泥溜め用の桝に流入することはさけられない。また、泥溜め桝内に流入した土砂は、時間の経過と共に沈降し堆積する。泥溜め桝内には、雨水が滞留する構造のため、再び流入する雨水で攪拌され、泥溜め桝と接続された浸透桝に流れ込んでしまう。
【０００６】
また、桝の底部で雨水浸透させ、泥溜め桝内に雨水が滞留しない構造とすることも可能であるが、時間の経過と共に底部に堆積した土砂が雨水の浸透を妨げるようになる。従って、次第に雨水が滞留しやすくなり、降雨により軟弱化した土砂が、流入する雨水で攪拌され、泥溜め桝と接続された浸透桝に流れ込んでしまう。浸透施設としての機能を維持するには、泥溜め桝に堆積した土砂を煩雑に除去すれば良いが、保守管理が大変である等の問題点がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記に鑑み提案されたもので、請求項１に記載の浸透施設は、砕石層によって雨水浸透施設を構築し、同一の砕石層内に複数の泥溜め槽を配設すると共に、泥溜め槽はポーラスコンクリートからなり、複数の泥溜め槽が管によって連結され、相互に雨水を連通させることを特徴とする雨水浸透施設にある。
【０００８】
流出抑制を目的としている浸透施設は、通常の雨量に対しては過大な浸透能力を有しており、施設が雨水で満たされることが希である。従って、透水能力が大きい泥溜め槽を浸透施設内に設けることで、通常の降雨では泥溜め槽内に雨水が滞ることがなくなり、泥溜め槽内で雨水中の泥分の固液分離を確実に行うことが可能となる。
また、複数のポーラスコンクリートからなる泥溜め槽を浸透施設内に設置することによって、土砂に起因して泥溜めが閉塞し、浸透施設への雨水の流入が妨げられるような事故に対する安全性を高めることが可能となる。
さらに、洪水の虞のある降雨強度に対してもすなわち、ポーラスコンクリートからなる複数の泥溜め槽を浸透施設内に配設することで、流入した土砂が拡散しにくくなる。
【０００９】
浸透施設の砕石層の中に、孔やスリットを設けたコンクリート製品やプラスチック製品の泥溜め桝を配設した場合には、孔やスリットの大きさが概ね２０ｍｍ以上であることから、泥分が砕石層に流出してしまう。孔やスリットを土砂が通過しない大きさにすれば良いが実用的ではない。また、孔やスリットをフィルター材で覆うといった対策も考えられるが、主として強度の制約から浸透桝の孔やスリットの数及び面積は限られており、フィルター材の設置により、桝の透水性が低下し、泥溜め桝内に雨水が滞留しやすくなり、課題が解決されない。
【００１０】
本発明に係わる前記浸透施設によれば、ポーラスコンクリートからなる泥溜め槽は粒径が概ね０．３ｍｍ以上の土砂を槽内に留めることから、流入する土砂の大部分が槽内に留まることとなる。そして、堆積した土砂の上面は常にポーラスコンクリートと接しており、通常の降雨強度では雨水が滞留しにくいことから、堆積した土砂の容積が泥溜め槽の設計滞砂容積を越えない限り、流入する雨水で攪拌され、泥溜め槽と接続された別の槽に流れ込む虞がない。
一方、洪水の虞が生じるような降雨強度に対しては、砕石層内に雨水が滞留するため、泥溜め槽にも雨水が滞留する。この場合においても、複数の泥溜め槽が管によって連結され、相互に連通されていることから、通常は土砂が堆積していない槽内に雨水が流れ込むため、堆積した土砂の攪拌は生じない。従って、土砂の流出による浸透施設の雨水浸透能力の低下を防止することが可能となる。
【００１１】
浸透処理する雨量であるが、東京を例にすれば、年間に１４００ｍｍ程度の降雨があり、降雨日数は１００日前後である。１日に降る雨は平均で１５ｍｍ前後、５０ｍｍを超える雨量は年平均で４日前後、１００ｍｍを超える雨量は年平均で１日程度である。しかし、一般的な浸透施設は、数年に１回あるかないかの降雨強度５０ｍｍ／ｈ対応で施設の設計を行っている。これは、洪水を防ぐための設計であり、通常は１５ｍｍ／日程度の雨量を想定して泥溜め施設の検討を行えば十分と考えられる。
【００１２】
また、請求項２に記載の浸透施設は、砕石層によって雨水浸透施設を構築し、同一の砕石層内に泥溜め槽を配設すると共に、泥溜め槽はポーラスコンクリートからなり、泥溜め槽は隔壁によって複数に区分され、隔壁がポーラスコンクリートであって、隔壁をオーバーフローした雨水が区分された隣接する泥溜め部に流入することを特徴とする雨水浸透施設にある。
【００１３】
請求項１に示した浸透施設と同様に、洪水の虞が生じるような降雨強度があった場合でも、泥溜め槽が複数に区分され、相互に連通されていることから、通常の雨水が流れ込む泥溜め部からオーバーフローした雨水が、隣接の通常は土砂が堆積していない泥溜め部に流れ込む。従って、堆積した土砂の攪拌による流出を防止し、浸透施設の雨水浸透能力の低下を防止することが可能となる。
【００１４】
また、本発明の手段は、前記泥溜め槽に浸透トレンチを連通させた浸透施設であって、浸透トレンチ管口にポーラスコンクリート製のふた若しくは不透水性のふたを嵌合させたことを特徴とする請求項１又は２記載の浸透施設にある。
【００１５】
洪水の虞が生じるような降雨強度が発生し、泥溜め槽にも雨水が滞留した場合においても、泥溜め槽と連通するトレンチ管口は、ポーラスコンクリート製のふた若しくは不透水性のふたを嵌合させてあるため、土砂に対しては実質的に閉塞していることから、土砂が逆流する虞がない。浸透トレンチの砕石層はポーラスコンクリートと接しているので、管口が不透水性のふたで塞がれていても、雨水の移動が妨げられない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる雨水浸透施設について、より詳細に説明する。
【００１７】
図１に示したように、本発明に係わる雨水浸透施設１は、砕石層２と、複数の泥溜め槽３と、管４とからなるものである。
砕石層２としては、従来公知である４号砕石、５号砕石、６号砕石や２００５砕石等を適用することができ、バージンの骨材に限定されることなく、リサイクル骨材でも良い。
【００１８】
また、泥溜め槽３は、ポーラスコンクリート製の側壁３ａと底塊３ｂからなり、底塊は普通コンクリート製の枠内にポーラスコンクリート製の底板を落とし込んだものが好ましいが、直接ポーラスコンクリートの板を側壁内に嵌め込むものでも良い。図の側塊は円筒形で示しているが、角筒形でも良く、特に形状を限定するものではない。
【００１９】
ポーラスコンクリートは、コンクリート硬化体の空隙率が概ね５〜３０％となるように締め固めて硬化させたコンクリートであり、一般的には、セメント等の結合材に、粗骨材を配合し、水／セメント比が２０〜４０％の範囲において適切なコンシステンシーを得るように水を添加して練り混ぜたものである。使用する粗骨材は、５号砕石、６号砕石、７号砕石及び２００５砕石を使用することができる。
このときの硬化体の透水係数は、概ね１×１００〜１×１０―３ｃｍ／ｓの範囲であり、曲げ強度は概ね１．５〜６Ｎ／ｍｍ２の範囲となる。
【００２０】
また、管４は複数の泥溜め槽を連結し、相互に連通するためのものである。斯かる管としては一般的なコンクリート製、ポーラスコンクリート製、プラスチック製のいずれでも良く、所定の強度が満たされれば特に材質を限定するものではない。
【００２１】
図２に示した本発明に係わる雨水浸透施設１’は、砕石層２と、泥溜め槽３’とからなるものである。また、本図においては、浸透トレンチを連通させた浸透施設であり、浸透トレンチ管４’を泥溜め桝３’に連通し、浸透トレンチ管の口にふた５を嵌合させている。
【００２２】
泥溜め桝３’は、ポーラスコンクリート製の隔壁３’ｃに仕切られた複数の泥溜め部３’ａと底塊３’ｂからなり、底塊は普通コンクリート製の枠内にポーラスコンクリート製の底板を落とし込んだものが好ましいが、直接ポーラスコンクリートの板を泥溜め部内に嵌め込むものでも良い。
【００２３】
トレンチ管は管が有孔あるいは透水性の空隙を有するもので、砕石を介して集水した雨水を地中に浸透させる施設を浸透トレンチという。該トレンチ管口のふたは、ポーラスコンクリート製のふた若しくは不透水性のふたであるが、不透水性のふたの材質はプラスチック類、ゴム類、普通のコンクリート等のいずれでも良く、不透水性であれば特に材質を限定するものではない。
【００２４】
斯かる構成による雨水浸透施設によれば、ポーラスコンクリートからなる泥溜め槽に流入する土砂の大部分が留まることとなる。そして、堆積した土砂の上面は常にポーラスコンクリートと接しており、通常の降雨強度では雨水が滞留しにくいことから、堆積した土砂の容積が槽の設計滞砂容積を越えない限り、流入する雨水で攪拌され、泥溜め槽と接続された別の槽に流れ込む虞がない。
一方、洪水の虞が生じるような降雨強度に対しても、通常は土砂が堆積していない槽内に雨水が流れ込むため、堆積した土砂の攪拌は生じない。従って、土砂の流出に起因して施設の雨水浸透能力が低下することを防止することが可能となる。
【００２５】
また、浸透トレンチを連通させる場合においても、土砂が逆流する虞がない。よってメンテナンスの頻度を少なくすることが可能で、長期に渡って雨水浸透能力を維持することができ、より多くの雨水浸透量を確保することができる。
【００２６】
【実施例】
図１に示す泥溜め槽を有する雨水浸透施設を実施した。まず、関東ローム層を幅４ｍ×４ｍ、高さ１．５ｍの大きさとなるように、四面体状に掘削した後、現位置浸透試験を行い、現地盤の透水係数は２×１０−４ｃｍ／ｓ程度と推定された。
次いで、底から４０ｃｍの高さまで４号砕石で埋め戻し、内径が５０ｃｍ、高さが６０ｃｍの円筒形のポーラスコンクリートよりなる側塊を４個、砕石上面に方形となるように適宜配設した。側塊は天端より３０ｃｍ下がった点を中心に削孔して、内径１００ｍｍの塩ビ管で側塊を４個、管で連通した。また、側塊にはポーラスコンクリートからなる底塊を嵌め込み泥溜め槽とした。
再度、側塊の外周と掘削層の間を側塊の天端まで４号砕石で埋め戻して浸透施設とした。
【００２７】
ポーラスコンクリートの材料および配合を示す。
セメント：普通ポルトランドセメント、密度＝３．１６ ｇ／ｃｍ３
粗骨材：６号砕石、密度＝２．６４ｋｇ／Ｌ
目標空隙率：２５％、Ｗ／Ｃ：２８％
単位量（ｋｇ／ｍ３）＝水：８４、セメント：３００、粗骨材：１５０７
【００２８】
上記施設とは別に、泥分（最大粒径５ｍｍ）を５ｋｇ含んだ濁水１ｍ３を、上記ポーラスコンクリートからなる泥溜め槽の上から１時間かけて注入した。側塊および底塊から浸みだした濁水を水槽で受けて、泥溜め槽から砕石層に流入する泥分の量と粒度の調査を行った。
この結果は、泥分の約５％がポーラスコンクリートからなる泥溜め槽から流出し、最大粒径は概ね０．３ｍｍと推定された。
【００２９】
社団法人  雨水貯留浸透技術協会編  雨水浸透施設技術指針（案）調査・計画編に基づき上記浸透施設の単位設計浸透量を求めてみる。ここで、設計水頭  Ｈ＝０．９ｍとする。
単位設計浸透量  Ｑ＝０．８１×３６００／１００×２×１０−４×２６．６８＝０．１５６ｍ３／ｈｒ      となる。
また、砕石の空隙を４０％とすると施設の貯留量Ｑ’は、概算で施設容積の４０％。
すなわち 施設の貯留量 Ｑ’＝１６×０．４＝６．４ｍ３である。
従って、上記浸透施設の貯留浸透量Ｑｔは Ｑｔ＝Ｑ＋Ｑ’＝６．５５６ｍ３／ｈｒである。
本施設により、約１３０ｍ２の面積の雨水処理が可能となる。（降雨強度ｉ＝５０ｍｍ／ｈｒ対応）
【００３０】
社団法人  雨水貯留浸透技術協会編  雨水浸透施設技術指針（案）調査・計画編から雨水中の濁質濃度  ７４．８ｍｇ／Ｌ  （住宅・都市整備公団資料）とすると
東京地区においては年間  １４００ｍｍ／年×１３０ｍ２×７．４８ｍｇ／Ｌ＝１３．６ｋｇ／年の堆砂量を見込む必要がある。
【００３１】
泥分（最大粒径５ｍｍ）を１５ｋｇ含んだ濁水２ｍ３を（１５ｍｍ／日降雨相当分）前記の泥溜め槽３１上から２４時間かけて注入した。本試験中に、桝内に濁水が滞ることなく、また、泥溜め槽３１から濁水が別の泥溜め槽に流れ込むこともなく、砕石中で貯留浸透された。
さらに、約１日経過後に、６．６ｍ３の濁水（濁質濃度を約１００ｍｇ／Ｌに調整）を上記の泥溜め槽に約１時間かけて注入した。途中で槽の水位が上昇し、泥溜め槽３１から濁水が別の槽３２に流入するようになった。
【００３２】
試験の翌々日、浸透施設濁水が浸透処理され、桝内に水位が確認されなくなった後、各槽に堆積した泥分を目視により観察した。その結果、槽３２には土砂の堆積が認められたが槽３３、３４にはほとんど土砂の堆積がなかった。
【００３３】
【比較例】
実施例１と同様に、関東ローム層を幅４ｍ×４ｍ、高さ１．８ｍの大きさとなるように、四面体状に掘削した。また、現地盤の透水係数も同等と推定された。
次いで、底から４０ｃｍの高さまで４号砕石で埋め戻し、内径が５０ｃｍ、高さが１２０ｃｍの円筒形の透水有孔枡を１個配設した。再度、桝の外周と掘削層の間を実施例１と同様の砕石高さ（１ｍ）となるように埋め戻して浸透施設とした。またこの砕石上面に内径が５０ｃｍ、高さが６０ｃｍの底抜け桝を設置し、天端より３０ｃｍ下がった点を中心に削孔して、透水有孔枡と内径１００ｍｍの塩ビ管で連結した。砕石上面を透水性のシートで覆い、発生土で埋め戻し、これを浸透施設とした。
【００３４】
実施例１と同様に、泥分（最大粒径５ｍｍ）を１５ｋｇ含んだ濁水２ｍ３を（１５ｍｍ／日降雨相当分）前記の底抜け桝の上面から２４時間かけて注入した。本試験中に、底抜け桝内では、浸透処理することができずに、透水有孔枡に流れ込んだ後に砕石中で貯留浸透された。この時点では、実施例の約半分の量の土砂が底抜け桝に観察された。透水有孔枡にはほとんど、土砂の堆積はみられなかった。
さらに、約１日経過後に、６．６ｍ３の濁水（濁質濃度を約１００ｍｇ／Ｌに調整）を上記の底抜け桝に約１時間かけて注入した。底抜け桝内では、浸透処理することができずに、透水有孔枡に流れ込んだ後に、有孔桝の水位も上昇してきた。
【００３５】
試験の翌々日、浸透施設濁水が浸透処理され、桝内に水位が確認されなくなった後、各桝に堆積した泥分を目視により観察した。その結果、底抜け桝に堆積していた土砂のほとんどが浸透有孔桝へ流出し、浸透有孔桝内の土砂も実施例１と比較すると約１／２程度であり残りは砕石中に流入したと考えられる。
【００３６】
約１年相当分の土砂を泥溜めに流入させた結果
実施例  土砂の約５％が、砕石層に流入した。
比較例  土砂の約半分が、砕石層に流入した。
本試験においては、浸透能力の低下は確認されていないが、流入した土砂量の違いから、長期的には、比較例において浸透能力が著しく低下することが予想される。
実施例の雨水浸透施設は、年１回程度の土砂の排出を行うことにより、長期的に浸透能力が維持される。
【００３７】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る泥溜め槽を有する雨水浸透施設によれば、浸透施設の砕石層内に土砂が流入するのを防止することができ、雨水浸透能力の低下を防止することが可能となる。、従って、メンテナンスの頻度をあげることなく長期に渡って、雨水を浸透処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の雨水浸透施設の実施例の構成を示した斜視図である。
【図２】本発明の雨水浸透施設の一実施例の構成を示した斜視図である。
【符号の説明】
１    雨水浸透施設
２    砕石層
３    泥溜め層
３ａ  側壁
３ｂ  底塊
４  管
１’  雨水浸透施設
２’トレンチ部分の砕石層
３’泥溜め層
３’ａ  泥溜め部
３’ｂ  底塊
３’ｃ  隔壁
４’  浸透トレンチ管
５    ふた
３１  複数の泥溜め層の一つ
３２  複数の泥溜め層の一つ
３３  複数の泥溜め層の一つ
３４  複数の泥溜め層の一つ
【図１】
0004510325.tif 000002
【図２】
0004510325.tif 000003