(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雨水等の水を貯留して、その貯留水を所定の水位以下に制御するための水位制御手段を設けると共に、該貯留水の水面上に空気層を形成する貯留水槽と、該貯留水槽内に設置される土壌層支持構造体と、該土壌層支持構造体上に形成される植栽用土壌層と、上記貯留水槽内の貯留水を前記植栽用土壌層に給水する給水手段と、から構成される貯留緑化給水システムにおいて、
上記土壌支持構造体は、多数の開口を有する平板部材と該平板部材を支持する多数の支柱部材から成る土壌支持ユニットを多数並べて構成し、該土壌支持構造体上には樹木の根を水平方向に伸びさせるための透水シートを敷設するとともに、上記植栽用土壌層に樹木の根を固定する手段を設けたことを特徴とする貯留緑化給水システム。
【請求項２】
上記水位制御手段として、上記貯留水槽の側壁部の所定高さ位置にオリフィスを設けたことを特徴とする請求項１に記載の貯留緑化給水システム。
【請求項３】
上記樹木固定手段が、根絡み強化用不織布などの根絡み手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の貯留緑化給水システム。
【請求項４】
上記給水手段が、毛細管構造体から成ることを特徴とする請求項１、２または３に記載の貯留緑化給水システム。
【請求項５】
上記毛細管構造体が、多孔質粒状集合体であることを特徴とする請求項４に記載の貯留緑化給水システム。
【請求項６】
上記毛細管構造体を、上記土壌層支持構造体に取り付けることを特徴とする請求項４または５に記載の貯留緑化給水システム。
【請求項７】
上記毛細管構造体を上記土壌層支持構造体の一部として構成することを特徴とする請求項４または５に記載の貯留緑化給水システム。
【請求項８】
上記給水手段としてポンプを採用することを特徴とする請求項１に記載の貯留緑化給水システム。
【請求項９】
大気汚染物質を含む外部空気を上記空気層に導入するように構成したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８に記載の貯留緑化給水システム。
【請求項１０】
地中に構築した大規模な流出抑制施設の上に設置して、流入水の一部を該施設に排出せしめるように構成したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９に記載の貯留緑化給水システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、雨水を貯留して、この貯留水を土壌層に植栽された樹木や草花に効果的に給水する貯留緑化給水システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の貯留緑化給水システムとしては、例えば、図８に示すように、雨水を一時的に貯留することが可能な貯留水槽Ｅと、該貯留水槽Ｅ内に充填された粒子状空隙層Ｆと、該粒子状空隙層Ｆ上に設けられて樹木や草花等の植物を植栽する植栽用土壌層Ｇと、から構成されるものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、粒子状空隙層Ｆの材料の空隙率が小さいために貯留水量が少ないだけでなく、粒子状空隙層Ｆと植栽用土壌層Ｇが直接接しているために植物の根腐れが生じ易く、また、樹木を安定して植栽することが困難である等の問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、多量の貯水量を確保することができ、植栽された樹木等に対する給水メンテナンスが不要でランニングコストの低下を期待することができ、また、流出抑制施設として十分な機能を発揮することができる貯留緑化給水システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の貯留緑化給水システムは、雨水等の水を貯留して、その貯留水を所定の水位以下に制御するための水位制御手段を設けると共に、該貯留水の水面上に空気層を形成する貯留水槽と、該貯留水槽内に設置される土壌層支持構造体と、該土壌層支持構造体上に形成される植栽用土壌層と、上記貯留水槽内の貯留水を前記植栽用土壌層に給水する給水手段と、から構成される貯留緑化給水システムにおいて、上記土壌支持構造体は、多数の開口を有する平板部材と該平板部材を支持する多数の支柱部材から成る土壌支持ユニットを多数並べて構成し、該土壌支持構造体上には樹木の根を水平方向に伸びさせるための透水シートを敷設するとともに、上記植栽用土壌層に樹木の根を固定する手段を設けたことを特徴とする。また、上記水位制御手段として、上記貯留水槽の側壁部の所定高さ位置にオリフィスを設けたことを特徴とする。さらに、上記樹木固定手段が、根絡み強化用不織布などの根絡み手段であることを特徴とする。又更に、上記給水手段が、毛細管構造体から成ることを特徴とする。更に又、
上記毛細管構造体が、多孔質粒状集合体であることを特徴とする。また、上記毛細管構造体を、上記土壌層支持構造体に取り付けることを特徴とする。さらに、上記毛細管構造体を上記土壌層支持構造体の一部として構成することを特徴とする。またさらに、上記給水手段としてポンプを採用することを特徴とする。さらにまた、大気汚染物質を含む外部空気を上記空気層に導入するように構成したことを特徴とする。また、地中に構築した大規模な流出抑制施設の上に設置して、流入水の一部を該施設に排出せしめるように構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１において、１は貯留水槽であって、側壁部１ａと底壁部１ｂから構成されている。上記側壁部１ａは、全体を一体形成しても、又、各辺などの部分を組み付けて構成しても、いずれでもよい。また、側壁部１ａにより囲まれる貯留水槽１の平面形状は、三角形、四角以上の多角形、円形、楕円形や、道路の分離帯などに設ける細長い形状など、いずれでもよい。さらに、側壁部１ａの構成材としては、（鉄筋）コンクリート、合成樹脂、陶器、金属、木材など、所定の強度を有する材料であればいずれでもよい。一方、上記底壁部１ｂは、所定の支持強度を有し、本発明システムを支持し得るものであれば、ビルの屋上、高架橋の上下、道路の分離帯、一般の公園や緑地の地面など、いずれでもよい。さらに、上記側壁部１ａおよび底壁部１ｂは、地面を掘削して形成した穴の側面および底面であっても良い。
【０００７】
上記側壁部１ａと底壁部１ｂから構成される貯留水槽１に貯水機能を持たせる手段としては、図２に示すように、内側面に防水シート１ｃを張装したり、防水剤を吹き付ける方法、また、特に側壁部１ａや底壁部１ｂそのものが遮水機能を有する場合には、それらの接続部分に防水処理を施す方法等、いずれの手段でもよい。上記実施例では、貯留水槽１を側壁部１ａと底壁部１ｂにより構成したが、本発明の貯留水槽はこれに限定するものではなく、側壁部１ａと底壁部１ｂを一体形成した構造でもよい。この場合、遮水や防水処理を省略することができる。
【０００８】
図１において、２は土壌層支持構造体であって、図３に示すような、土壌層支持ユニット２ａを上記貯留水槽１内に多数並べて（必要に応じて積み重ね）、構成されている。図３から明らかなように、上記土壌層支持ユニット２ａは、平板部材２ａ′と多数の支柱部材２ａ″から構成されている。さらに、平板部材２ａ′は、多数の開口Ｐを有する平板部２ａ′−１と、格子状あるいは網目状の補強リブ２ａ′−２と、上記支柱２ａ″の上端部が嵌合する嵌合筒部２ａ′−３を有し、合成樹脂により成形されている。Ｐ′は後述する給水手段６を嵌挿する孔である。
【０００９】
上記支柱２ａ″は、上記平板部材２ａ′を支持して、その下に大きな貯留空間を構成するように、一体的に組み付けられる。これらの土壌層支持ユニット２ａは、適当な連結手段により相互に連結されるか、あるいは単に並立させる。上記土壌層支持ユニット２ａの具体例としては、商品名：「アクアトラップ」株式会社明治ゴム化成製のものがある。本発明の土壌層支持構造体２としては、上記実施例に限定するものではなく、空隙率が大きくて、後述する植栽用土壌層や植物などの荷重に耐え得る構造強度を有する構造体であればいずれでもよく、従来販売され又公知のこの種の構造体のいずれでもよい。上記土壌層支持構造体２の材質は金属、コンクリート、陶器、木など、又、その形状も箱形、ブロック状、柱梁構造など、いずれでもよいが、軽量で高強度な構造物を一体成形あるいは部分成形してこれらを組付けて一体構成するのに適した合成樹脂製が好ましい。
【００１０】
上記土壌層支持構造体２の上面には、不織布などの透水性シート２ｂが敷設され、更に、その上に植栽用土壌層３が形成される。透水性シート２ｂは、水や空気は通すが土壌粒子を通さないシートであればいずれでもよい。植栽用土壌層３を形成するのに使用される土壌としては、通常の土壌を用いることができるが、多孔質粒状の人工土壌を用いるのが好ましい。多孔質粒状の人工土壌は、例えば、塩基性交換容量の高い物質と、保水力の高い物質と、緩効性肥料の全部または一部を含む多孔物であって、軽量で、保水力が高く、保肥力に優れており、しかも透水性、通気性が良好で、根の伸長の妨げにもならないという特徴を有する。
このような特徴を有する人工土壌として、例えば、商品名「ガーデンロード」（株式会社クレアテラ製）等を用いることができる。本実施例では、植栽用土壌層３は、上記側壁部１ａの上方延長部分として形成されている土壌層囲い１ａ′により囲まれているが、この土壌層囲い１ａ′は別構造としてもよい。
【００１１】
図４は、貯留水槽１内の貯留水Ｗの水位を一定以下に制御するするための手段（水位制御手段）の一例を示すもので、上記側壁部１ａの所望高さ位置にオリフィス４を設けて、水位がこの位置を越えようとすると排水して、水位がそれ以上、上昇しないようにする。従って、上記貯留水Ｗの水面と、上記植栽用土壌層３との間には空気層Ａが形成される。なお、集中的な降水の場合には、オリフィス４の排水能力を超えて水位が一時的に上昇するが、上記空気層Ａから植栽用土壌層３までの空間を活用して多量の水を貯留することができる。上記オリフィス４の高さを越えた水は、このオリフィス４の水量制御機能により徐々に排水されて流出抑制がなされる。やがて水位は最終的にオリフィス４の高さになり、空気層Ａが確実かつ安定して確保されることになる。また、上記オリフィス４の上方には、オーバーフロー管５が設けられていて、短時間に多量の雨が降って、上記植栽用土壌層３からも溢れてしまうような場合には、このオーバーフロー管５から確実かつ迅速に排水を行い、植栽用土壌層３から土壌流出しないようにする。さらに、水位を感知してポンプ（図示せず）を作動せしめ、強制排水する制御手段を設けてもよい。また、大雨が予知される場合には、オリフィス４より低い位置の貯留水もポンプにより事前に強制排水せしめて、更に多量の雨水を貯留することができるように予め準備しておいてもよい。
【００１２】
再び、図１において、６は給水手段であって、その下端部は貯留水槽１の底部付近に位置すると共に、その上部は植栽用土壌層３内に達するようにし、毛細管力により貯留水槽１内の貯留水が植栽用土壌層３まで上昇して給水される毛細管構造となっている。本実施例の給水手段６としての毛細管構造は、土壌を充填した筒状の布袋を上記土壌層支持ユニット２ａの平板部材２ａ′から吊設して設けられているが、上記土壌充填布袋を土壌層支持ユニット２ａの支柱部材２ａ″の中空内に充填してもよい。また、上記土壌充填布袋に代えて、不織布等の布や繊維束あるいは中空糸束等の細いチューブ束など毛細管力機能を有するものであればいずれでもよい。さらに、該支柱部材２ａ″土壌層支持構造体２の一部を毛細管構造としてもよい。又更に、上記排水用のポンプとは別の或いは兼用の揚水ポンプを設けて給水させてもよい。
【００１３】
上記植栽用土壌層３には、各種の植物の植栽が可能であるが、特に、樹木を植栽する場合には、これを安定して固定する必要がある。図５は、樹木Ｔの根Ｒを固定する手段の一例を示すもので、根部Ｒを取り囲む保持フレーム７と、該保持フレーム７に連結された索体８と、該索体８の下端部を上記土壌層支持構造体２に固定するアンカーパーツ９から構成されている（図６（Ａ）参照）。また、上記索体８の下端部を固定する別の方法としては、図６（Ｂ）に示すように、土壌層支持構造体２上に敷設した被覆固定部材１０に固定する方法があるが、これらに限定するものではない。上記被覆固定部材１０は、網状、格子状部材またはパンチングメタル等の板状部材であり、上記土壌層支持構造体２上に一定面積以上で敷設され、植栽土壌の荷重で抑えられることにより、あるいは土壌層支持構造体２に連結されて、強固な固定部材としての機能を発揮する。上記被覆固定部材１０は土壌層支持構造体２上に単に敷設するだけでなく、適当な固定具により一体化させてもよい。また、上記樹木Ｔの根Ｒを上記被覆固定部材１０や土壌層支持構造体２に絡ませて、更に安定的に固定させるようにしてもよい。さらに、根Ｒが貯留水槽１内に侵入して貯留水を腐敗させ、水質悪化を引き起こす恐れがある場合には、上記土壌層支持構造体２の上部に根絡み強化用不織布（図示せず）を１層または数層敷設することにより、根Ｒをこれに積極的に絡ませて、根Ｒが伸びるのを防止するようにしてもよい。
【００１４】
本実施例の貯留緑化給水システムは以上のように構成されているので、本システム上に降り注ぐ雨水は植栽用土壌層３内に浸透して、植物の根に吸収されたり、下方の貯留水槽１内に浸透降下する。また、本貯留水槽１内には別の場所に降り注いだ雨水を導入する。特に、高架橋の下に設置する場合には、直接の降雨を期待することができないので、例えば、高架橋上に降った雨を導入するのが好ましい。貯留水としては、上記雨水に限定するものではなく、適宜排水を導入してもよい。また、渇水のため不足する場合には、水道水や河川水などを補給してもよい。
【００１５】
貯留水槽１内の貯留水Ｗは、給水手段６の毛管力により植栽用土壌層３に導入され、植物の根から吸収される。貯留水Ｗ上には空気層Ａが存在するため、植物が根腐されを起こす心配がないだけでなく、集中豪雨などで短時間に多量の雨が降った場合に、この空気層Ａや植栽用土壌層３にまで雨水を一時的に貯留することができるので、流出抑制施設としての機能も兼ね備えることができる。
【００１６】
上記植栽用土壌層３の土壌は、常時適当な土壌水分や土壌空気等を一定に且つ自動的に保持していて土壌微生物が棲息できる環境にあるので、この土壌微生物により大気汚染物質であるＮＯｘ等の有害ガスを効果的に浄化することが期待できる。特に交通量の多い道路沿いに設置する場合には、トラックなどの交通機関から排出されるＮＯｘ等の排ガスを、本発明システムの植栽用土壌層３中に積極的に導入し、浄化することが可能である。この場合、ＮＯｘ等の有害ガスを貯留水面と植栽用土壌層３の間の空気層Ａに導入するのが効果的である。
【００１７】
本発明システムを特に中高層のビルの屋上に設置する場合には、階下への遮熱効果があるだけでなく、いわゆるヒートアイランド現象を効果的に防止することができ、また、貯留水槽１内の多量の貯留水や植栽用土壌層の慣性効果により、地震時における制震や、強風時における制振機能を発揮することができる。
【００１８】
図７は、本発明システムの適用例を示すもので、地中に構築した大規模な流出抑制施設１１の上部に、本発明の貯留緑化給水システムを設置して、流入水の全部あるいは一部を貯留水槽１内に貯留し、その一部をオリフィスやオーバーフロー管から流出抑制施設１１内に排出せしめるようになっている。なお、上記流出抑制施設１１は、第７図の右半断面で示すような雨水調整池１１ａの構造あるいは左半断面で示すような雨水浸透槽１１ｂであり、これらの上部は、駐車場などにも利用される。
【００１９】
【発明の効果】
１）植物への水補給に雨水等を有効利用することができるので、給水メンテナンスが不要になり、水道水補給などによるランニングコストの低下が期待できる。
２）過密都市で頻発する都市型洪水対策としても期待できる。
３）緑化および治水の双方を解決することが求められる場合に、大いに効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明システムの一実施例を示す一部切欠き断面図である。
【図２】図１の実施例の貯留水槽の構成説明図である。
【図３】図１の実施例の土壌支持ユニットの平面図（Ａ）、そのイ−イ断面図（Ｂ）およびロ−ロ断面図である。
【図４】図１の貯留水位制御手段の実施例を示した説明図である。
【図５】樹木の固定手段の一実施例を示す説明図である。
【図６】樹木の固定手段の更に具体的な実施例を示した説明図である。
【図７】本発明の貯留緑化給水システムの流出抑制施設への適用例を示す説明図である。
【図８】従来の貯留緑化システムの説明図である。
【符号の説明】
１  貯留水槽
１ａ  側壁部
１ａ′土壌層囲い
１ｂ  底壁部
２  土壌層支持構造体
２ａ  土壌層支持ユニット
２ａ′平板部材
２ａ′−１  平板部
２ａ′−２  補強リブ部
２ａ′−３  嵌合筒部
２ａ″支柱部材
３  植栽用土壌層
４  オリフィス
５  オーバーフロー管
６  給水手段
７  保持フレーム
８  索体
９  アンカーパーツ
１０  被覆固定部材
１１  流出抑制施設
１１ａ  雨水調整池
１１ｂ  雨水浸透槽
Ａ  空気層
Ｒ  根部
Ｔ  樹木
【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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