(57)【要約】【課題】地下貯留槽の設計に関する知識がない人であっても、設置条件に基づいて、地下貯留槽の概要設計を容易に行うことが可能な地下貯留槽設計支援装置を提供する。【解決手段】雨水等を貯留する空隙を備えた滞水ユニットを、上下に積層すると共に、該積層した滞水ユニットを水平方向に縦横に配列して形成される地下貯留槽が設計支援の対象である地下貯留槽設計支援装置を、情報保持手段１、入力手段２、積層個数演算手段３、槽深さ演算手段４、安全係数演算手段５、設計良否判定手段６、及び、位置関係表示手段７により構成する。【選択図】図１
2007182709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雨水等を貯留する空隙を備えたサイズが同一の滞水ユニットを、上下に積層すると共に、該積層した滞水ユニットを水平方向に縦横に配列して形成される地下貯留槽が設計支援の対象である地下貯留槽設計支援装置であって、
前記滞水ユニットの縦ａ、横ｂ、及び、高さｃの寸法情報と、空隙率β(１＞β＞０)とを保持している情報保持手段と、
前記地下貯留槽の計画貯留量Ｖと、縦方向の前記滞水ユニットの配列個数ｍ、及び、横方向の前記滞水ユニットの配列個数ｎとが、入力情報として入力される入力手段と、
積層個数演算手段と、を備えると共に、
該積層個数演算手段は、深さ方向の前記滞水ユニットの積層個数をｑ、ＩＮＴ［ｆ(ｘ)］をｆ(ｘ)の演算結果の整数部のみの値とすると、前記情報保持手段により保持されている、ａ、ｂ、ｃ、及び、βと、前記入力手段により入力される、Ｖ、ｍ、及び、ｎとにより、ｑを、
ｑ＝ＩＮＴ[｛（Ｖ／β）／（ａ×ｂ×ｍ×ｎ）｝／ｃ ]＋ １
で求めることを特徴とする地下貯留槽設計支援装置。
【請求項２】
槽深さ演算手段を備えると共に、
該槽深さ演算手段は、前記地下貯留槽の槽深さをｈtとすると、前記情報保持手段により保持されているｃと、前記積層個数演算手段により演算されるｑとにより、ｈtを、
ｈt＝ｃ×ｑ
で求める請求項１記載の地下貯留槽設計支援装置。
【請求項３】
安全係数演算手段を備えると共に、
前記情報保持手段は、前記滞水ユニットの密度γt、及び、雨水の密度γwの情報を保持しており、
前記入力手段により、前記地下貯留槽が設置される場所の地表高さ(海抜)ＧL、地下水位(海抜)ｈw、土被(どかぶり)深さｈ、土砂密度γs、の情報が入力されると共に、
前記安全係数演算手段は、
設計深さをｈd、水没深さをＨo、貯留水位をＨi、土被荷重をＰs、滞水ユニットの自重による荷重をＰt、地下水位による浮力をＵo、貯留水による浮力をＵi、前記地下貯留槽に貯留水がなく空の場合にはＨi＝０、この場合の安全係数をＳ1、前記地下貯留槽が満水の場合にはＨi＝ｈt、この場合の安全係数をＳ2とすると、
前記情報保持手段により保持されている、β、γt、及び、γwと、
前記槽深さ演算手段により演算されるｈtと、
前記入力手段により入力される、ＧL、ｈw、ｈ、及び、γsとにより、
ｈd、Ｈo、Ｐs、Ｐt、Ｕo、Ｕi、Ｓ1、Ｓ2を、
ｈd＝ｈ＋ｈt
Ｈo＝ｈd−(ＧL−ｈw)
Ｐs＝γs×ｈ
Ｐt＝γt×(１−β)×ｈt
Ｕo＝γw×(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γw×Ｈi×(１−β)
Ｓ1＝(Ｐs＋Ｐt)／(Ｕo＋Ｕi)  (但し、Ｈi＝０)
Ｓ2＝(Ｐs＋Ｐt)／(Ｕo＋Ｕi)  (但し、Ｈi＝ｈt)
で求める請求項２記載の地下貯留槽設計支援装置。
【請求項４】
設計良否判定手段を備えると共に、
該設計良否判定手段は、前記安全係数演算手段により演算されるＳ1とＳ2のいずれか小さい方が、予め定められた所定の値より小さい場合は、「設計不良」と判定する請求項３記載の地下貯留槽設計支援装置。
【請求項５】
前記槽深さｈt、前記地表高さ(海抜)ＧL、前記地下水位(海抜)ｈw、前記土被深さｈ、前記設計深さｈd、及び、前記水没深さＨoの相互の関係である地下貯留槽高さ方向位置関係をグラフィックで表示する位置関係表示手段を備えると共に、
該位置関係表示手段は、各演算手段による演算が全て終了すると、前記地下貯留槽高さ方向位置関係を表示する請求項３又は４記載の地下貯留槽設計支援装置。
【請求項６】
必要土被演算手段を備えると共に、
前記情報保持手段は、前記滞水ユニットの密度γt、及び、雨水の密度γwの情報を保持しており、
前記入力手段により、前記地下貯留槽が設置される場所の地表高さ(海抜)ＧL、地下水位(海抜)ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、安全係数Ｓ、の情報が入力されると共に、
前記必要土被演算手段は、
設計深さをｈd、水没深さをＨo、貯留水位をＨi、滞水ユニットの自重による荷重をＰt、地下水位による浮力をＵo、貯留水による浮力をＵi、前記地下貯留槽に貯留水がなく空の場合にはＨi＝０、この場合の必要土被深さをｈ1、前記地下貯留槽が満水の場合にはＨi＝ｈt、この場合の必要土被深さをｈ2とすると、
前記情報保持手段により保持されている、β、γt、及び、γwと、
前記槽深さ演算手段により演算されるｈtと、
前記入力手段により入力される、ＧL、ｈw、ｈ、γs、及び、Ｓとにより、
ｈd、Ｈo、Ｐs、Ｐt、Ｕo、Ｕi、ｈ1、ｈ2を、
ｈd＝ｈ＋ｈt
Ｈo＝ｈd−(ＧL−ｈw)
Ｐt＝γt×(１−β)×ｈt
Ｕo＝γw×(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γw×Ｈi×(１−β)
ｈ1＝｛Ｓ×(Ｕo＋Ｕi) −Ｐt｝／γs    (但し、Ｈi＝０)
ｈ2＝｛Ｓ×(Ｕo＋Ｕi) −Ｐt｝／γs    (但し、Ｈi＝ｈt)
で求める請求項２記載の地下貯留槽設計支援装置。
【請求項７】
土被深さ良否判定手段を備えると共に、
該土被深さ良否判定手段は、前記入力手段により入力されるｈが、前記必要土被演算手段により演算されるｈ1とｈ2のいずれか大きい方より小さい場合は、「土被深さ不適切」と判定する請求項６記載の地下貯留槽設計支援装置。
【請求項８】
雨水等を貯留する空隙を備えたサイズが同一の滞水ユニットを、上下に積層すると共に、該積層した滞水ユニットを水平方向に縦横に配列して形成される地下貯留槽が設計支援の対象であり、コンピュータにより実行される地下貯留槽設計支援方法であって、
前記コンピュータは、前記滞水ユニットの縦ａ、横ｂ、及び、高さｃの寸法情報と、空隙率β(１＞β＞０)とが記憶されている記憶装置を備えており、
前記コンピュータにより実行されるステップであって、
前記地下貯留槽の計画貯留量Ｖと、縦方向の前記滞水ユニットの配列個数ｍ、及び、横方向の前記滞水ユニットの配列個数ｎとが、入力情報として入力される入力ステップと、
積層個数演算ステップと、を備えると共に、
該積層個数演算ステップは、深さ方向の前記滞水ユニットの積層個数をｑ、ＩＮＴ［ｆ(ｘ)］をｆ(ｘ)の演算結果の整数部のみの値とすると、前記コンピュータの記憶装置に記憶されている、ａ、ｂ、ｃ、及び、βと、前記入力ステップにより入力される、Ｖ、ｍ、及び、ｎとにより、ｑを、
ｑ＝ＩＮＴ[｛（Ｖ／β）／（ａ×ｂ×ｍ×ｎ）｝／ｃ ]＋ １
で求めることを特徴とする地下貯留槽設計支援方法。
【請求項９】
槽深さ演算ステップを備えると共に、
該槽深さ演算ステップは、前記地下貯留槽の槽深さをｈtとすると、前記コンピュータの記憶装置により保持されているｃと、前記積層個数演算ステップにより演算されるｑとにより、ｈtを、
ｈt＝ｃ×ｑ
で求める請求項８記載の地下貯留槽設計支援方法。
【請求項１０】
安全係数演算ステップを備えると共に、
前記コンピュータの記憶装置には、前記滞水ユニットの密度γt、及び、雨水の密度γwの情報が記憶されており、
前記入力ステップにより、前記地下貯留槽が設置される場所の地表高さ(海抜)ＧL、地下水位(海抜)ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、の情報が入力されると共に、
前記安全係数演算ステップは、
設計深さをｈd、水没深さをＨo、貯留水位をＨi、土被荷重をＰs、滞水ユニットの自重による荷重をＰt、地下水位による浮力をＵo、貯留水による浮力をＵi、前記地下貯留槽に貯留水がなく空の場合にはＨi＝０、この場合の安全係数をＳ1、前記地下貯留槽が満水の場合にはＨi＝ｈt、この場合の安全係数をＳ2とすると、
前記コンピュータの記憶装置により記憶されている、β、γt、及び、γwと、
前記槽深さ演算ステップにより演算されるｈtと、
前記入力ステップにより入力される、ＧL、ｈw、ｈ、及び、γsとにより、
ｈd、Ｈo、Ｐs、Ｐt、Ｕo、Ｕi、Ｓ1、Ｓ2を、
ｈd＝ｈ＋ｈt
Ｈo＝ｈd−(ＧL−ｈw)
Ｐs＝γs×ｈ
Ｐt＝γt×(１−β)×ｈt
Ｕo＝γw×(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γw×Ｈi×(１−β)
Ｓ1＝(Ｐs＋Ｐt)／(Ｕo＋Ｕi)  (但し、Ｈi＝０)
Ｓ2＝(Ｐs＋Ｐt)／(Ｕo＋Ｕi)  (但し、Ｈi＝ｈt)
で求める請求項９記載の地下貯留槽設計支援方法。
【請求項１１】
設計良否判定ステップを備えると共に、
該設計良否判定ステップは、前記安全係数演算ステップにより演算されるＳ1とＳ2のいずれか小さい方が、予め定められた所定の値より小さい場合は、「設計不良」と判定する請求項１０記載の地下貯留槽設計支援方法。
【請求項１２】
前記コンピュータは、表示装置を備えると共に、
前記槽深さｈt、前記地表高さ(海抜)ＧL、前記地下水位(海抜)ｈw、前記土被深さｈ、前記設計深さｈd、及び、前記水没深さＨoの相互の関係である地下貯留槽高さ方向位置関係を、表示装置にグラフィックで表示する位置関係表示ステップを備えており、
該位置関係表示ステップは、各演算ステップによる演算が全て終了すると、前記地下貯留槽高さ方向位置関係を前記表示装置に表示する請求項１０又は１１記載の地下貯留槽設計支援方法。
【請求項１３】
必要土被演算ステップを備えると共に、
前記コンピュータの記憶装置には、前記滞水ユニットの密度γt、及び、雨水の密度γwの情報が記憶されており、
前記入力ステップにより、前記地下貯留槽が設置される場所の地表高さ(海抜)ＧL、地下水位(海抜)ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、安全係数Ｓ、の情報が入力されると共に、
前記必要土被演算ステップは、
設計深さをｈd、水没深さをＨo、貯留水位をＨi、滞水ユニットの自重による荷重をＰt、地下水位による浮力をＵo、貯留水による浮力をＵi、前記地下貯留槽に貯留水がなく空の場合にはＨi＝０、この場合の必要土被深さをｈ1、前記地下貯留槽が満水の場合にはＨi＝ｈt、この場合の必要土被深さをｈ2とすると、
前記コンピュータの記憶装置により記憶されている、β、γt、及び、γwと、
前記槽深さ演算ステップにより演算されるｈtと、
前記入力ステップにより入力される、ＧL、ｈw、ｈ、γs、及び、Ｓとにより、
ｈd、Ｈo、Ｐs、Ｐt、Ｕo、Ｕi、ｈ1、ｈ2を、
ｈd＝ｈ＋ｈt
Ｈo＝ｈd−(ＧL−ｈw)
Ｐt＝γt×(１−β)×ｈt
Ｕo＝γw×(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γw×Ｈi×(１−β)
ｈ1＝｛Ｓ×(Ｕo＋Ｕi) −Ｐt｝／γs    (但し、Ｈi＝０)
ｈ2＝｛Ｓ×(Ｕo＋Ｕi) −Ｐt｝／γs    (但し、Ｈi＝ｈt)
で求める請求項９記載の地下貯留槽設計支援方法。
【請求項１４】
土被深さ良否判定ステップを備えると共に、
該土被深さ良否判定ステップは、前記入力ステップにより入力されるｈが、前記必要土被演算ステップにより演算されるｈ1とｈ2のいずれか大きい方より小さい場合は、「土被深さ不適切」と判定する請求項１３記載の地下貯留槽設計支援方法。
【請求項１５】
請求項８〜請求項１４のいずれか１項に記載の地下貯留槽設計支援方法が有する各ステップを備えており、前記コンピュータが実行可能な地下貯留槽設計支援プログラム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の地下貯留槽設計支援プログラムが記録されたプログラム記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下貯留槽設計支援装置、地下貯留槽設計支援方法、該設計方法に基づく地下貯留槽設計支援プログラム及び該プログラムを記録したプログラム記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅地等では、集中豪雨等により、大量の雨水が滞留する恐れがあり、この雨水によって住居に浸水する恐れもある。そこで、大規模な宅地造成地等では、従来から、造成面積に見合う間隔や規模で調整池を造成している。この調整池は、例えば、地面を１ｍ程度掘下げて雨水等の貯留部を形成し、この貯留部に周囲の住宅地からの排水溝や道路の側溝を接続している。このような調整池は、集中豪雨等に際しては、余分な雨水等を一時貯留することにより、周囲の住宅地への雨水等の滞留や下水の河川への流出、或いは、これらに起因する河川の氾濫等を防止しようとするものである。
【０００３】
又、調整池としては、貯留部の周囲を透水シートで形成して、雨水等を徐々に地面に浸透させるように構成した浸透式の貯留部を用いたものもある。このように、貯留部の壁面を防水性シートで形成したり、透水性シートで形成したり、或いは下方を防水性シートで形成し上方を透水性シートで形成したりする等によって、調整池を、貯留施設、浸透施設、或いは、貯留浸透施設として機能させている。
【０００４】
上記のような雨水等の地下貯留槽は、さまざまなものが存在するが、一般的には、雨水等を貯留する空隙を備えた滞水ユニットを、上下に積層すると共に、該積層した滞水ユニットを水平方向に縦横に配列して形成されるタイプの地下貯留槽である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１記載の地下貯留槽は、複数の容器状部材を縦横かつ上下に配設して、最上部には、被覆手段を施したものである。又、図６及び図７に示すような凹凸状の形状をした滞水ユニットを、図８のように積層して形成した、図９に示すような地下貯留槽も考案されている。
【特許文献１】特公平４−２６６４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、滞水ユニットを上下に積層して構成した滞水ユニットを、水平方向に縦横に配列して形成される上述したタイプの地下貯留槽の概要設計は、従来、地下貯留槽の設置条件を基にして、手計算で貯留槽の深さを計算し、貯留槽の埋設状況（貯留槽の深さや土被(どかぶり)深さ等の高さ方向の位置関係）の概略の図を描き、その高さ方向の位置関係から、浮力計算等を行う等して、安全性を確認していた。この場合、必要な計算をそれぞれ手計算し、安全性が確認できるまで、貯留槽の表面の面積を変更したり、土被深さを変更したりしながら、全て手計算により概要設計を行っていた。そのため、間違うことも多かった。
【０００６】
又、地下貯留槽の提案の段階では、提案するいくつかのパターンについて、設置条件に基づき概要設計を行い、その内容を提示して説明するケースが多く、この場合は、提案する全てのパターンについて、手計算により概要設計を行う必要があり手間がかかっていた。又、計算を全て手計算で行うので、設計に関する知識が必要であり、特定の設計担当者しか設計することができなかった。又、一部の設置条件が変更になった場合も、再計算を行わなければならず、手間がかかっていた。そのため、設計に関する知識がない人であっても、設置条件に基づいて、地下貯留槽の概要設計を容易に行うことが可能な地下貯留槽設計支援装置が要望されていた。
【０００７】
そこで、この発明は、このような状況に対処するためになされたものであって、地下貯留槽の設計に関する知識がない人であっても、設置条件に基づいて、地下貯留槽の概要設計を容易に行うことが可能な地下貯留槽設計支援装置及び、地下貯留槽設計支援方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
まず、本発明の地下貯留槽設計支援装置について説明する。本発明の地下貯留槽設計支援装置は、地下貯留槽を設計支援の対象としている。この地下貯留槽は、雨水等を貯留する空隙を備えたサイズが同一の滞水ユニットを、上下に積層すると共に、この積層した滞水ユニットを水平方向に縦横に配列して形成される。図１は、本発明の地下貯留槽設計支援装置の構成を示したブロック図である。図１において、この地下貯留槽設計支援装置は、基本部分として、情報保持手段１、入力手段２、及び、積層個数演算手段３を備えている。
【０００９】
この内、情報保持手段１は、滞水ユニットの縦ａ、横ｂ、及び、高さｃの寸法情報と、空隙率β(１＞β＞０)とを保持する機能を有している。又、入力手段２は、地下貯留槽の計画貯留量Ｖと、縦方向の滞水ユニットの配列個数ｍ、及び、横方向の滞水ユニットの配列個数ｎとを、入力情報として入力する機能を有している。
【００１０】
そして、積層個数演算手段３は、深さ方向の滞水ユニットの積層個数をｑ、ＩＮＴ［ｆ(ｘ)］をｆ(ｘ)の演算結果の整数部のみの値とすると、情報保持手段１により保持されている、ａ、ｂ、及び、βと、入力手段２により入力された、Ｖ、ｍ、及び、ｎとにより、ｑを、
ｑ＝ＩＮＴ[｛（Ｖ／β）／（ａ×ｂ×ｍ×ｎ）｝／ｃ ]＋ １
で求める機能を有している。
【００１１】
上記の地下貯留槽設計支援装置が支援対象とする地下貯留槽では、滞水ユニットのサイズ及び構造から、１個の滞水ユニットで貯留される水の量が定まり、この滞水ユニットを積層し、配置して形成される地下貯留槽全体の貯留量は、この１個の滞水ユニットで貯留される水の量の整数倍である。しかし、地下貯留槽の設置条件に基づく計画貯留量Ｖは、必ずしも、上記の１個の滞水ユニットで貯留できる水の量の整数倍になるとは限らない。
【００１２】
そこで、計画貯留量Ｖから滞水ユニットの積層個数ｑを求める上記の式では、計画貯留量Ｖを、滞水ユニットの体積と空隙率との積に水平方向に配設される滞水ユニットの個数を掛けた値で除して、得られる商の少数点部である小数点以下を切り捨て、整数部のみを求め、この整数部に更に１(個)を加えて、積層個数ｑを求めている。即ち、商の少数点部は、１(個)よりも小さい値であるが、これを削除して代わりに１(個)を加えているので、この演算により得られる滞水ユニットの積層個数ｑの値は、計画貯留量Ｖを十分満足する値となる。
【００１３】
従って、上記の地下貯留槽設計支援装置によれば、入力手段２により、地下貯留槽の計画貯留量Ｖと、水平方向における縦方向の滞水ユニットの配列個数ｍ、及び、横方向の滞水ユニットの配列個数ｎとを入力することで、確実に計画貯留量Ｖを十分満足する滞水ユニットの積層個数を求めることができる。
【００１４】
又、上記の地下貯留槽設計支援装置において、図１に示す槽深さ演算手段４を備えると共に、この槽深さ演算手段４が、地下貯留槽の槽深さをｈtとすると、情報保持手段１により保持されているｃと、上記の積層個数演算手段３により演算されたｑとにより、ｈtを、
ｈt＝ｃ×ｑ
で求めるようにするのが理に適っており、妥当である。
【００１５】
又、上記の地下貯留槽設計支援装置において、更に、次のようにすることにより、上記の地下貯留槽設計支援装置で地下貯留槽の安全性を計算することができる。即ち、上記の地下貯留槽設計支援装置に、図１に示す安全係数演算手段５を備えると共に、情報保持手段１は、滞水ユニットの密度γtと、雨水の密度γwの情報を保持する。又、入力手段２により、地下貯留槽が設置される場所の地表高さ(海抜)ＧL、地下水位(海抜)ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、の情報が入力されるようにする。
【００１６】
そして、上記の安全係数演算手段５において、設計深さをｈd、水没深さをＨo、貯留水位をＨi、土被荷重をＰs、滞水ユニットの自重による荷重をＰt、地下水位による浮力をＵo、貯留水による浮力をＵi、地下貯留槽に貯留水がなく空の場合にはＨi＝０、この場合の安全係数をＳ1、地下貯留槽が満水の場合にはＨi＝ｈt、この場合の安全係数をＳ2とする。
【００１７】
そうして、情報保持手段１により保持されている、β、γt、及び、γwと、上記の槽深さ演算手段４により演算されるｈtと、入力手段２により入力された、ＧL、ｈw、ｈ、及び、γsとにより、ｈd、Ｈo、Ｐs、Ｐt、Ｕo、Ｕi、Ｓ1、Ｓ2を、
ｈd＝ｈ＋ｈt
Ｈo＝ｈd−(ＧL−ｈw)
Ｐs＝γs×ｈ
Ｐt＝γt(１−β)×ｈt
Ｕo＝γw(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γwＨi(１−β)
Ｓ1＝(Ｐs＋Ｐt)／(Ｕo＋Ｕi)  (但し、Ｈi＝０)
Ｓ2＝(Ｐs＋Ｐt)／(Ｕo＋Ｕi)  (但し、Ｈi＝ｈt)
で求めるようにするのである。
【００１８】
上記の地下貯留槽設計支援装置では、手計算では複雑な地下貯留槽の安全係数を、地下貯留槽が設置される場所の地表高さＧL、地下水位ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、の情報を入力手段２により入力することで、容易、且つ、迅速に求めることができる。
【００１９】
又、上記の地下貯留槽設計支援装置に、図１に示す設計良否判定手段６を備えるようにしてもよい。この設計良否判定手段６は、上記の安全係数演算手段５により演算されたＳ1とＳ2のいずれか小さい方が、予め定められた所定の値より小さい場合は、「設計不良」と判定する手段である。このようにすることにより、入力手段２により入力された入力情報に基づく設計が不良であるか否かを、容易、且つ、迅速に判定することができる。
【００２０】
又、上記の地下貯留槽設計支援装置に、図１に示す位置関係表示手段７を備えるのが好ましい。この位置関係表示手段７は、上記の各演算手段による演算が全て終了すると、槽深さｈt、地表高さ(海抜)ＧL、地下水位(海抜)ｈw、土被深さｈ、設計深さｈd、及び、水没深さＨoの相互の関係である地下貯留槽高さ方向位置関係をグラフィックで表示する手段である。
【００２１】
このようにすることにより、入力手段２により入力した入力情報に基づく地下貯留槽高さ方向位置関係を、容易、且つ、迅速に確認することができる。
【００２２】
又、上記の地下貯留槽設計支援装置において、次のようにすることにより、上記の地下貯留槽設計支援装置で地下貯留槽の必要土被深さを計算することができる。即ち、上記の地下貯留槽設計支援装置に必要土被演算手段を備えると共に、情報保持手段は、滞水ユニットの密度γt、及び、雨水の密度γwの情報を保持する。又、入力手段により、地下貯留槽が設置される場所の地表高さ(海抜)ＧL、地下水位(海抜)ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、安全係数Ｓ、の情報が入力されるようにする。
【００２３】
そして、上記の必要土被演算手段において、設計深さをｈd、水没深さをＨo、貯留水位をＨi、滞水ユニットの自重による荷重をＰt、地下水位による浮力をＵo、貯留水による浮力をＵi、地下貯留槽に貯留水がなく空の場合にはＨi＝０、この場合の必要土被深さをｈ1、地下貯留槽が満水の場合にはＨi＝ｈt、この場合の必要土被深さをｈ2とする。
【００２４】
そうして、情報保持手段により保持されている、β、γt、及び、γwと、上記の槽深さ演算手段により演算されるｈtと、入力手段により入力された、ＧL、ｈw、ｈ、γs、及び、Ｓとにより、ｈd、Ｈo、Ｐs、Ｐt、Ｕo、Ｕi、ｈ1、ｈ2を、
ｈd＝ｈ＋ｈt
Ｈo＝ｈd−(ＧL−ｈw)
Ｐt＝γt×(１−β)×ｈt
Ｕo＝γw×(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γw×Ｈi×(１−β)
ｈ1＝｛Ｓ×(Ｕo＋Ｕi) −Ｐt｝／γs    (但し、Ｈi＝０)
ｈ2＝｛Ｓ×(Ｕo＋Ｕi) −Ｐt｝／γs    (但し、Ｈi＝ｈt)
で求めるようにするのである。
【００２５】
上記の地下貯留槽設計支援装置では、手計算では複雑な地下貯留槽の必要土被深さを、地下貯留槽が設置される場所の地表高さＧL、地下水位ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、及び、安全係数Ｓの情報を上記の入力手段により入力することで、容易、且つ、迅速に求めることができる。
【００２６】
又、上記の地下貯留槽設計支援装置に、土被深さ良否判定手段を備えるようにしてもよい。この土被深さ良否判定手段は、入力手段により入力されるｈが、必要土被演算手段により演算されるｈ1とｈ2のいずれか大きい方より小さい場合は、「土被深さ不適切」と判定する手段である。このようにすることにより、入力手段により入力された土被深さｈが、適切か否かを、容易、且つ、迅速に判定することができる。  次に、本発明の地下貯留槽設計支援方法について説明する。本発明の地下貯留槽設計支援方法は、コンピュータにより実行される地下貯留槽設計支援方法であり、上記の本発明の地下貯留槽設計支援装置と同様、上述した地下貯留槽を設計支援の対象としている。
【００２７】
上記のコンピュータは、滞水ユニットの縦ａ、横ｂ、及び、高さｃの寸法情報と、空隙率β(１＞β＞０)とが記憶されている記憶装置を備えている。又、本発明の地下貯留槽設計支援方法は、基本部分として、上記のコンピュータにより実行されるステップである、入力ステップと積層個数演算ステップとを備えている。
【００２８】
この内、入力ステップは、地下貯留槽の計画貯留量Ｖと、縦方向の滞水ユニットの配列個数ｍ、及び、横方向の滞水ユニットの配列個数ｎとを、入力情報として入力する機能を有している。
【００２９】
又、積層個数演算ステップは、深さ方向の滞水ユニットの積層個数をｑ、ＩＮＴ［ｆ(ｘ)］をｆ(ｘ)の演算結果の整数部のみの値とすると、コンピュータの記憶装置に記憶されている、ａ、ｂ、ｃ、及び、βと、入力ステップにより入力された、Ｖ、ｍ、及び、ｎとにより、ｑを、
ｑ＝ＩＮＴ[｛（Ｖ／β）／（ａ×ｂ×ｍ×ｎ）｝／ｃ ]＋ １
で求める機能を有している。
【００３０】
又、上記の地下貯留槽設計支援方法に、槽深さ演算ステップを備えると共に、この槽深さ演算ステップは、地下貯留槽の槽深さをｈtとすると、コンピュータの記憶装置により保持されているｃと、上記の積層個数演算ステップにより演算されたｑとにより、ｈtを、
ｈt＝ｃ×ｑ
で求めるようにするのが妥当である。
【００３１】
又、上記の地下貯留槽設計支援方法において、更に、次のようにすることにより、上記の地下貯留槽設計支援方法で地下貯留槽の安全性を計算することができる。即ち、上記の地下貯留槽設計支援方法に安全係数演算ステップを備えると共に、コンピュータの記憶装置には、滞水ユニットの密度γtと、雨水の密度γwの情報が記憶される。又、入力ステップにより、地下貯留槽が設置される場所の地表高さ(海抜)ＧL、地下水位(海抜)ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、の情報が入力されるようにする。
【００３２】
そして、安全係数演算ステップにおいて、設計深さをｈd、水没深さをＨo、貯留水位をＨi、土被荷重をＰs、滞水ユニットの自重による荷重をＰt、地下水位による浮力をＵo、貯留水による浮力をＵi、地下貯留槽に貯留水がなく空の場合にはＨi＝０、この場合の安全係数をＳ1、地下貯留槽が満水の場合にはＨi＝ｈt、この場合の安全係数をＳ2とする。
【００３３】
そうして、コンピュータの記憶装置により記憶されている、β、γt、及び、γwと、上記の槽深さ演算ステップにより演算されたｈtと、入力ステップにより入力された、ＧL、ｈw、ｈ、及び、γsとにより、ｈd、Ｈo、Ｐs、Ｐt、Ｕo、Ｕi、Ｓ1、Ｓ2を、
ｈd＝ｈ＋ｈt
Ｈo＝ｈd−(ＧL−ｈw)
Ｐs＝γs×ｈ
Ｐt＝γt×(１−β)×ｈt
Ｕo＝γw×(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γw×Ｈi×(１−β)
Ｓ1＝(Ｐs＋Ｐt)／(Ｕo＋Ｕi)  (但し、Ｈi＝０)
Ｓ2＝(Ｐs＋Ｐt)／(Ｕo＋Ｕi)  (但し、Ｈi＝ｈt)
で求めるようにするのである。
【００３４】
又、上記の地下貯留槽設計支援方法に、設計良否判定ステップを備えるようにしてもよい。この設計良否判定ステップは、上記の槽深さ演算ステップにより演算されたＳ1とＳ2のいずれか小さい方が、予め定められた所定の値より小さい場合は、「設計不良」と判定するステップである。
【００３５】
又、上記の地下貯留槽設計支援方法において、コンピュータに表示手段を備えると共に、上記の地下貯留槽設計支援方法に位置関係表示ステップを備えるのが好ましい。この位置関係表示ステップは、上記の各演算ステップによる演算が全て終了すると、槽深さｈt、地表高さ(海抜)ＧL、地下水位(海抜)ｈw、土被深さｈ、設計深さｈd、及び、水没深さＨoの相互の関係である地下貯留槽高さ方向位置関係を、表示装置に表示するステップである。
【００３６】
又、上記の地下貯留槽設計支援方法において、次のようにすることにより、上記の地下貯留槽設計支援方法で地下貯留槽の必要土被深さを計算することができる。即ち、上記の地下貯留槽設計支援方法に必要土被演算ステップを備えると共に、コンピュータの記憶装置には、滞水ユニットの密度γt、及び、雨水の密度γwの情報が記憶される。又、入力ステップにより、地下貯留槽が設置される場所の地表高さ(海抜)ＧL、地下水位(海抜)ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、安全係数Ｓ、の情報が入力されるようにする。
【００３７】
そして、必要土被演算ステップにおいて、設計深さをｈd、水没深さをＨo、貯留水位をＨi、滞水ユニットの自重による荷重をＰt、地下水位による浮力をＵo、貯留水による浮力をＵi、地下貯留槽に貯留水がなく空の場合にはＨi＝０、この場合の必要土被深さをｈ1、地下貯留槽が満水の場合にはＨi＝ｈt、この場合の必要土被深さをｈ2とする。
【００３８】
そうして、コンピュータの記憶装置により記憶されている、β、γt、及び、γwと、槽深さ演算ステップにより演算されるｈtと、入力ステップにより入力される、ＧL、ｈw、ｈ、γs、及び、Ｓとにより、ｈd、Ｈo、Ｐs、Ｐt、Ｕo、Ｕi、ｈ1、ｈ2を、
ｈd＝ｈ＋ｈt
Ｈo＝ｈd−(ＧL−ｈw)
Ｐt＝γt×(１−β)×ｈt
Ｕo＝γw×(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γw×Ｈi×(１−β)
ｈ1＝｛Ｓ×(Ｕo＋Ｕi) −Ｐt｝／γs    (但し、Ｈi＝０)
ｈ2＝｛Ｓ×(Ｕo＋Ｕi) −Ｐt｝／γs    (但し、Ｈi＝ｈt)
で求めるようにするのである。
【００３９】
又、上記の地下貯留槽設計支援方法に、設計良否判定ステップを備えるようにしてもよい。この設計良否判定ステップは、入力ステップにより入力されるｈが、必要土被演算ステップにより演算されるｈ1とｈ2のいずれか大きい方より小さい場合は、「土被深さ不適切」と判定する手段である。このようにすることにより、入力ステップにより入力された土被深さｈが、適切か否かを、容易、且つ、迅速に判定することができる。  上記の各地下貯留槽設計支援方法によれば、上述した地下貯留槽設計支援装置を使用して得られる作用、効果と同様の作用、効果を得ることができる。
【００４０】
本発明の地下貯留槽設計支援プログラムは、上記の各地下貯留槽設計支援方法が有する各ステップを備えたプログラムであって、上記のコンピュータが実行可能なプログラムである。又、本発明のプログラム媒体は、上記の地下貯留槽設計支援プログラムが記録されたプログラム媒体である。
【発明の効果】
【００４１】
本発明によれば、地下貯留槽の計画貯留量Ｖと、水平方向における縦方向の滞水ユニットの配列個数ｍ、及び、横方向の滞水ユニットの配列個数ｎとを入力することで、確実に計画貯留量Ｖを十分満足する滞水ユニットの積層個数を求めることができる。
【００４２】
又、手計算では複雑な地下貯留槽の安全係数を、地下貯留槽が設置される場所の地表高さＧL、地下水位ｈw、土被深さｈ、土砂密度γsの情報を入力することで、容易、且つ、迅速に求めることができる。又、入力した入力情報に基づく設計が不良であるか否かを、容易、且つ、迅速に判定することができる。又、設計のやり直しの際にも、容易、且つ、迅速に各演算を行うことができる。又、入力した入力情報に基づく地下貯留槽高さ方向位置関係を、グラフィック表示により、容易、且つ、迅速に確認することができる。
【００４３】
又、手計算では複雑な地下貯留槽の必要土被深さを、地下貯留槽が設置される場所の地表高さＧL、地下水位ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、及び、安全係数Ｓの情報を上記の入力手段により入力することで、容易、且つ、迅速に求めることができる。又、入力された土被深さｈが、適切か否かを、容易、且つ、迅速に判定することができる。
【００４４】
従って、地下貯留槽の設計に関する知識がない人であっても、設置条件に基づいて、地下貯留槽の概要設計を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置について、図面を参照しながら詳しく説明する。本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置は、地下貯留槽の設計支援を行う装置である。本実施の形態では、設計支援の対象として前述した図９に示す地下貯留槽２０を用いる。
【００４６】
本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置の装置のハードウエアとしては、ワークステーションや高性能のパソコン等が用いられる。これらのワークステーションやパソコン等を用いた地下貯留槽設計支援装置は、一般に、図２に示すような構成である。即ち、本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置１０は、図２において、ＣＰＵ１１、メモリ１２、キーボード１３、マウス１４、表示装置１５、及び、プリンタ１６で構成されている。
【００４７】
上記の地下貯留槽設計支援装置１０のメモリ１２には、本実施の形態で必要なＯＳを含む各種ソフトウエアが搭載されており、本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置１０の機能は、これらのソフトウエアを実行することにより実現される。即ち、前述した、情報保持手段１、入力手段２、積層個数演算手段３、槽深さ演算手段４、安全係数演算手段５、設計良否判定手段６、位置関係表示手段７、必要土被演算手段、及び、土被深さ良否判定手段は、これらのソフトウエアと上記のハードウエアとの協働で実現される。
【００４８】
図９は、本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置の設計支援の対象である前述の地下貯留槽２０の構造を示した断面図である。図９において、この地下貯留槽２０は、地表２５から地中２６に穴を掘って、基礎コンクリート２２を打ち、その上に保護シート２３と遮水シート２４又は透水シートを敷くと共に、この遮水シート２４又は透水シートの上に、図６及び図７に示すサイズ及び形状が同一の滞水ユニット２１を、図８に示すように上下に積層し、この積層した滞水ユニット２１を水平方向に縦横に配列して貯留槽を形成し、この貯留槽の側面を遮水シート２４又は透水シートで覆った後、掘り出した土を埋め戻し、貯留槽を埋設して完成する。
【００４９】
尚、図９では遮水シート２４を用いているが、このように遮水シート２４を用いると、雨水を貯留する機能を備えた地下貯留槽２０となる。しかし、透水シートを用いると、雨水透水機能を備えた雨水透水槽となり、或いは、下方を防水性シートで覆い上方を透水性シートで覆うことにより、両者の機能を共に有する雨水貯留透水槽とすることもできる。
【００５０】
この地下貯留槽２０には、集水桝２８に連結されている導水管２９が連結される。集水桝２８は、道路等に設けられている側溝等と導水管２７で連結されており、雨水等が集水桝２８に集められる。この雨水等が更に、導水管２９を通って、上記の地下貯留槽２０に流れ込む仕組みになっている。この地下貯留槽２０は、雨水貯留用に使用されるほか、工場排水や農業排水等の貯留用にも使用することができる。
【００５１】
図６は、上記の地下貯留槽２０に使用されている滞水ユニット２１の形状を示したものであり、図６(ａ)は滞水ユニット２１の正面図、図６(ｂ)は側面図、そして、図６(ｃ)は底面図である。又、図７は、滞水ユニット２１の底面側から見た斜視図であり、図８は、積層された状態における滞水ユニット２１の底面側から見た斜視図である。図８及び図９から分かるように、滞水ユニット２１は、向きを一段毎に９０度回転させて上下に積層されている。
【００５２】
即ち、滞水ユニット２１のサイズは、図６に示すように、縦ａ、横ｂ、及び、高さｃ１であるが、滞水ユニット２１の図６(ａ)に示す頂部２１ａは、当該滞水ユニット２１の上に、向きを変えて積層されている滞水ユニット２１の図６(ｂ)に示す底面２１ｂに設けられた深さｃ２の凹部２１ｃと嵌合する。又、滞水ユニット２１の図６(ａ)に示す底面２１ｂには、深さｃ２の凹部２１ｄが設けられており、この凹部２１ｄ内には、当該滞水ユニット２１の下に、向きを変えて積層されている滞水ユニット２１の図６(ｂ)に示す頂部２１ａが挿入されて、この凹部２１ｄと嵌合する。
【００５３】
従って、積層された状態における滞水ユニット２１の１個の高さは、図６に示すように、滞水ユニット２１の高さｃ１から、上記の深さｃ２を減算したｃとするのが妥当である。そこで、地下貯留槽設計支援装置１０における演算に対する情報としては、滞水ユニット２１の１個の高さとしては、ｃを用いる。
【００５４】
次に、上記の地下貯留槽設計支援装置１０の動作について説明する。上記の地下貯留槽設計支援装置１０は、上述したように、地下貯留槽２０の設計支援を行う装置である。この設計支援として、まず、上記の地下貯留槽２０を構成する滞水ユニット２１に関する情報を、予め、地下貯留槽設計支援装置１０のメモリ１２にメモリ保持情報として記憶させる。そして、設計の対象である地下貯留槽２０の設置条件に基づいて、設計条件を入力情報としてこの地下貯留槽設計支援装置１０のキーボード１３やマウス１４を用いて入力する。すると、この地下貯留槽設計支援装置１０が、地下貯留槽の設計に必要な情報である演算情報を演算して出力する。即ち、地下貯留槽設計支援装置１０の動作は、メモリ保持情報、及び、入力情報を用いて、演算情報を演算により求めることである。そして、地下貯留槽設計支援装置１０が演算した演算情報を用いて、更に、ＣＡＤ装置等を用いて、地下貯留槽２０の設計が進められる。
【００５５】
本実施の形態では、上記の地下貯留槽設計支援装置１０により行われる設計支援の種類としては、設定された設置条件に基づき設計される地下貯留槽に対する安全係数を最終的に求めて、設計の良否を判定する設計良否判定支援グループと、安全係数を予め設定し、この設定された安全係数に基づく必要土被深さを演算して、設置条件における土被深さが適切か否かを判定する土被深さ適否判定支援グループとにグループ分けしている。
【００５６】
まず、設計良否判定支援グループについて説明する。図３は、設計良否判定支援グループに関する上記のメモリ保持情報、入力情報、及び、演算情報を示したテーブルである。図３において、メモリ保持情報には、滞水ユニット２１に関する、縦ａ、横ｂ、高さｃの寸法情報、空隙率β、密度γtと、雨水の密度γwとがある。入力情報には、滞水ユニット２１に関する、縦方向配列個数ｍ、横方向配列個数ｎと、地下貯留槽２０の計画貯留量Ｖと、設置場所に関する、地表高さＧL、地下水位ｈw、土被深さｈ、土砂密度γsとがある。そして、演算情報には、滞水ユニット２１の積層個数ｑと、地下貯留槽２０に関する、槽深さｈt、設計深さｈd、水没深さＨo、貯留水位Ｈi、土被荷重Ｐs、滞水ユニット２１の自重による荷重Ｐt、地下水位による浮力Ｕo、貯留水による浮力Ｕi、及び、安全係数Ｓ1、Ｓ2とがある。
【００５７】
この内、メモリ保持情報における滞水ユニット２１の空隙率β(１＞β＞０)とは、滞水ユニット２１の全体の体積に対する空隙部分の容積の比率である。
【００５８】
又、入力情報における滞水ユニット２１の縦方向配列個数ｍとは、水平方向に縦横に配列される滞水ユニット２１の縦方向配列個数であり、同様に、横方向配列個数ｎとは、横方向配列個数である。又、設置場所の地表高さＧLとは、地下貯留槽２０が設置される場所の海抜０からの高さであり、地下水位ｈwとは、地下貯留槽２０が設置される場所における海抜０から地下水の表面までの高さであり、土被深さｈとは、地表面から地下貯留槽２０の上面までの深さである。
【００５９】
又、演算情報における地下貯留槽２０の槽深さｈtとは、地下貯留槽２０の上面から底面までの深さであり、設計深さｈdとは、地表面から地下貯留槽２０の底面までの深さであり、水没深さＨoとは、地下貯留槽２０が地下水の層に浸っている場合のこの地下水の表面から地下貯留槽２０の底面までの深さである。又、貯留水位Ｈiとは、地下貯留槽２０に雨水等を貯留している場合の地下貯留槽２０の底面から貯留水の上面までの高さであり、土被荷重Ｐsとは、地表面から地下貯留槽２０の上面までの土の重量による荷重であり、滞水ユニット２１の自重による荷重Ｐtとは、滞水ユニット２１の重力による荷重である。又、地下水位による浮力Ｕoとは、地下貯留槽２０が設置される場所における地下水が地下貯留槽２０に及ぼす浮力であり、貯留水による浮力Ｕiとは、地下貯留槽２０に貯留される水が地下貯留槽２０に及ぼす浮力である。そして、安全係数Ｓとは、地下貯留槽２０が、埋設された地中内に安定して存在し得るか否かを表す指標であり、Ｓ1は、地下貯留槽２０に貯留水がなく空の状態における安全係数であり、Ｓ2は、地下貯留槽２０が満水の状態における安全係数である。
【００６０】
図４は、地下貯留槽設計支援装置１０における設計良否判定支援グループに関する動作を示したフローチャートである。この地下貯留槽設計支援装置１０の設計良否判定支援グループに関する動作は、入力ステップ(Ｓ１)、積層個数演算ステップ(Ｓ３)、槽深さ演算ステップ(Ｓ４)、安全係数演算ステップ(Ｓ５)、設計良否判定ステップ(Ｓ６)、及び、位置関係表示ステップ(Ｓ７)で構成されている。
【００６１】
地下貯留槽設計支援装置１０のキーボード１３やマウス１４により、動作開始が指示されると、まず、入力ステップ(Ｓ１)が実行される。入力ステップ(Ｓ１)では、図３に記載されている上述した入力情報が、地下貯留槽設計支援装置１０のキーボード１３やマウス１４により入力される。この入力ステップ(Ｓ１)は、全ての入力情報の入力が終了するまで継続される(Ｓ２)。
【００６２】
入力ステップ(Ｓ１)が終了すると、積層個数演算ステップ(Ｓ３)に移行する。積層個数演算ステップ(Ｓ３)では、地下貯留槽２０を構成する滞水ユニット２１が上下方向に積層される個数である積層個数ｑを演算する。この演算は、ＩＮＴ［ｆ(ｘ)］をｆ(ｘ)の演算結果の整数部のみの値とすると、上記のメモリ保持情報及び入力情報に基づき、
ｑ＝ＩＮＴ[｛（Ｖ／β）／（ａ×ｂ×ｍ×ｎ）｝／ｃ ]＋ １
で演算される。上記の演算結果は、地下貯留槽設計支援装置１０の表示装置１５に表示されると共に、プリンタ１６で印刷することもできる。
【００６３】
上記の地下貯留槽２０では、滞水ユニット２１の大きさ及び構造から、１個の滞水ユニット２１で貯留できる水の量が定まり、滞水ユニット２１を積層し、配置して形成される地下貯留槽２０全体の貯留量は、この１個の滞水ユニット２１で貯留できる水の量の整数倍である。しかし、地下貯留槽２０の設置条件に基づく計画貯留量Ｖは、必ずしも、１個の滞水ユニット２１で貯留できる水の量の整数倍になるとは限らない。
【００６４】
そこで、計画貯留量Ｖから滞水ユニット２１の積層個数ｑを求める上記の式では、計画貯留量Ｖを、滞水ユニット２１の体積と空隙率との積に水平方向に配設される滞水ユニット２１の個数を掛けた値で除して、得られる商の少数点部である小数点以下を切り捨て、整数部のみを求め、この整数部に更に１(個)を加えて、積層個数ｑを求めている。即ち、商の少数点部は、１(個)よりも小さい値であるが、これを削除して代わりに１(個)を加えているので、この演算により得られる滞水ユニット２１の積層個数ｑの値は、計画貯留量Ｖを十分満足する値となる。
【００６５】
積層個数演算ステップ(Ｓ３)が終了すると、槽深さ演算ステップ(Ｓ４)に移行する。槽深さ演算ステップ(Ｓ４)では、地下貯留槽２０の槽深さｈtを演算する。この演算は、上記の積層個数演算ステップ(Ｓ３)で演算された滞水ユニット２１の積層個数ｑと、上記のメモリ保持情報及び入力情報とに基づき、
ｈt＝ｃ×ｑ
で演算される。上記の演算結果は、地下貯留槽設計支援装置１０の表示装置１５に表示されると共に、プリンタ１６で印刷することもできる。
【００６６】
槽深さ演算ステップ(Ｓ４)が終了すると、安全係数演算ステップ(Ｓ５)に移行する。安全係数演算ステップ(Ｓ５)では、上記の地下貯留槽２０の安全係数Ｓ1，Ｓ2が演算されるが、この安全係数の演算に必要な演算を安全係数の演算の前に行う。これらの演算は、上記の槽深さ演算ステップ(Ｓ４)で演算された地下貯留槽２０の槽深さｈtと、上記のメモリ保持情報及び入力情報とに基づき行われる。以下に、これらの演算の内容について説明する。
【００６７】
まず、最初に、下記の演算を行う。
ｈd＝ｈ＋ｈt
Ｈo＝ｈd−(ＧL−ｈw)
Ｐs＝γs×ｈ
Ｐt＝γt(１−β)×ｈt
【００６８】
次に、上記で求められたＰs、及び、Ｐtを用いると共に、貯留水位Ｈi＝０として、地下貯留槽２０に貯留水がなく空の場合の下記の演算を行って、この場合の安全係数Ｓ1を求める。
Ｕo＝γw(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γwＨi(１−β)
Ｓ1＝(Ｐs＋Ｐt)／(Ｕo＋Ｕi)
【００６９】
次に、上記で求められたＰs、及び、Ｐtを用いると共に、貯留水位Ｈi＝槽深さｈtとして、地下貯留槽２０が満水の場合の下記の演算を行って、この場合の安全係数Ｓ2を求める。
Ｕo＝γw(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γwＨi(１−β)
Ｓ2＝(Ｐs＋Ｐt)／(Ｕo＋Ｕi)
【００７０】
上記の演算結果は、地下貯留槽設計支援装置１０の表示装置１５に表示されると共に、プリンタ１６で印刷することもできる。
【００７１】
安全係数演算ステップ(Ｓ５)が終了すると、設計良否判定ステップ(Ｓ６)に移行する。設計良否判定ステップ(Ｓ６)では、上記の安全係数演算ステップ(Ｓ５)により演算されたＳ1とＳ2のいずれか小さい方が、予め定められた所定の値以上の場合は、「設計良」、予め定められた所定の値よりも小さい場合は、「設計不良」と判定する。この結果は、地下貯留槽設計支援装置１０の表示装置１５に表示される。又、プリンタ１６で印刷することもできる。
【００７２】
「設計不良」と判定された場合は、設計の対象である地下貯留槽２０の設置条件の少なくとも一部を変更することにより設計条件を変更し、この変更された設計条件を入力情報として、上記の各ステップを最初からやり直す。
【００７３】
このやり直しの方法としては、入力情報の土被深さｈの値を変更して行うのが、一般的である。この方法によれば、地下貯留槽２０のサイズを変えずに、地下貯留槽２０が埋設される深さを変えるだけでよいので、地下貯留槽２０が設置される深さに制約条件がない場合は、便宜である。
【００７４】
設計良否判定ステップ(Ｓ６)が終了すると、位置関係表示ステップ(Ｓ７)に移行する。位置関係表示ステップ(Ｓ７)では、槽深さｈt、地表高さＧL、地下水位ｈw、土被深さｈ、設計深さｈd、及び、水没深さＨoの相互の関係である地下貯留槽高さ方向位置関係をグラフィックで、地下貯留槽設計支援装置１０の表示装置１５に表示する。図５は、この地下貯留槽高さ方向位置関係をグラフィックで表示した例を示したものである。又、この地下貯留槽高さ方向位置関係は、プリンタ１６で印刷することもできる。
【００７５】
次に、土被深さ適否判定支援グループに関する地下貯留槽設計支援装置１０の動作について説明する。図１０は、土被深さ適否判定支援グループに関する上記のメモリ保持情報、入力情報、及び、演算情報を示したテーブルである。図１０に示すメモリ保持情報、入力情報、及び、演算情報は、上述した設計良否判定支援グループの図３に示すメモリ保持情報、入力情報、及び、演算情報とほとんど同じであり、異なるのは、入力情報として、地下貯留槽に関する安全係数Ｓが追加された点、及び、演算情報として、地下貯留槽に関する安全係数Ｓ1，Ｓ2が削除されて、必要土被深さｈ1，ｈ2が追加された点である。安全係数Ｓは予め設定される値であり、一般的には、1.2 が用いられる。必要土被深さｈ1，ｈ2は、予め設定された上記の安全係数Ｓを用いて演算される値であり、設定された設置条件に基づき設計された地下貯留槽に必要な土被深さである。
【００７６】
図１１は、地下貯留槽設計支援装置１０における土被深さ適否判定支援グループに関する動作を示したフローチャートである。この地下貯留槽設計支援装置１０の適否判定支援グループに関する動作は、入力ステップ(Ｓ１１)、積層個数演算ステップ(Ｓ１３)、槽深さ演算ステップ(Ｓ１４)、必要土被深さ演算ステップ(Ｓ１５)、及び、土被深さ適否判定ステップ(Ｓ１６)で構成されている。
【００７７】
入力ステップ(Ｓ１１)は、設計良否判定支援グループに関する図３のフローチャートの入力ステップ(Ｓ１)とほとんど同じであり、この入力ステップ(Ｓ１)と異なる点は、入力情報として、図３のフローチャートの入力ステップ(Ｓ１)で入力される入力情報以外に、地下貯留槽に関する安全係数Ｓを加える点である。この入力ステップ(Ｓ１１)は、全ての入力情報の入力が終了するまで継続される(Ｓ１２)。
【００７８】
入力ステップ(Ｓ１１)が終了すると、積層個数演算ステップ(Ｓ１３)に移行するが、積層個数演算ステップ(Ｓ１３)は、設計良否判定支援グループに関する図３のフローチャートの積層個数演算ステップ(Ｓ３)と全く同じである。又、積層個数演算ステップ(Ｓ１３)に続いて行われる槽深さ演算ステップ(Ｓ１４)も、図３のフローチャートの槽深さ演算ステップ(Ｓ４)と又く同じである。
【００７９】
槽深さ演算ステップ(Ｓ１４)が終了すると、必要土被深さ演算ステップ(Ｓ１５)に移行する。必要土被深さ演算ステップ(Ｓ１５)では、上記の地下貯留槽２０の必要土被深さｈ1，ｈ2が演算されるが、この必要土被深さの演算に必要な演算を必要土被深さの演算の前に行う。これらの演算は、設計良否判定支援グループに関する図３のフローチャートの安全係数演算ステップ(Ｓ５)と略同じである。即ち、まず、最初に、下記の演算を行う。
ｈd＝ｈ＋ｈt
Ｈo＝ｈd−(ＧL−ｈw)
Ｐt＝γt(１−β)×ｈt
【００８０】
次に、上記で求められたＰtを用いると共に、貯留水位Ｈi＝０として、地下貯留槽２０に貯留水がなく空の場合の下記の演算を行って、この場合の必要土被深さｈ1を求める。
Ｕo＝γw(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γwＨi(１−β)
ｈ1＝｛Ｓ×(Ｕo＋Ｕi) −Ｐt｝／γs
【００８１】
次に、上記で求められたＰtを用いると共に、貯留水位Ｈi＝槽深さｈtとして、地下貯留槽２０が満水の場合の下記の演算を行って、この場合の必要土被深さｈ2を求める。
Ｕo＝γw(Ｈo−Ｈi)  (但し、Ｕo＜＝０の場合は  Ｕo＝０)
Ｕi＝γwＨi(１−β)
ｈ2＝｛Ｓ×(Ｕo＋Ｕi) −Ｐt｝／γs
【００８２】
上記の演算結果は、地下貯留槽設計支援装置１０の表示装置１５に表示されると共に、プリンタ１６で印刷することもできる。
【００８３】
必要土被深さ演算ステップ(Ｓ１５)が終了すると、土被深さ適否判定ステップ(Ｓ１６)に移行する。土被深さ適否判定ステップ(Ｓ１６)では、上記の設置場所に関する入力情報である土被深さｈが、上記の必要土被深さ演算ステップ(Ｓ１５)により演算されたｈ1とｈ2のいずれか大きい方より小さい場合は、「土被深さ不適切」と判定する。この結果は、地下貯留槽設計支援装置１０の表示装置１５に表示される。又、プリンタ１６で印刷することもできる。
【００８４】
「土被深さ不適切」と判定された場合は、設計の対象である地下貯留槽２０の設置条件の少なくとも一部を変更することにより設計条件を変更し、この変更された設計条件を入力情報として、上記の各ステップを最初からやり直す。
【００８５】
このやり直しの方法としては、入力情報の土被深さｈの値を変更して行うのが、一般的である。この方法によれば、地下貯留槽２０のサイズを変えずに、地下貯留槽２０が埋設される深さを変えるだけでよいので、地下貯留槽２０が設置される深さに制約条件がない場合は、便宜である。
【００８６】
上記の地下貯留槽設計支援装置１０によれば、地下貯留槽２０の計画貯留量Ｖと、水平方向における縦方向の滞水ユニット２１の配列個数ｍ、及び、横方向の滞水ユニット２１の配列個数ｎとを地下貯留槽設計支援装置１０へ入力することで、確実に計画貯留量Ｖを十分満足する滞水ユニット２１の積層個数を求めることができる。
【００８７】
又、手計算では複雑な地下貯留槽２０の安全係数を、地下貯留槽２０が設置される場所の地表高さＧL、地下水位ｈw、土被深さｈ、土砂密度γsの情報を入力することで、容易、且つ、迅速に求めることができる。又、入力した入力情報に基づく設計が不良であるか否かを、容易、且つ、迅速に判定することができる。又、設計のやり直しの際にも、容易、且つ、迅速に各演算を行うことができる。又、入力した入力情報に基づく地下貯留槽高さ方向位置関係を、グラフィック表示により、容易、且つ、迅速に確認することができる。
【００８８】
又、手計算では複雑な地下貯留槽の必要土被深さを、地下貯留槽が設置される場所の地表高さＧL、地下水位ｈw、土被深さｈ、土砂密度γs、及び、安全係数Ｓの情報を上記の入力手段により入力することで、容易、且つ、迅速に求めることができる。又、入力された土被深さｈが、適切か否かを、容易、且つ、迅速に判定することができる。
【００８９】
従って、地下貯留槽の設計に関する知識がない人であっても、設置条件に基づいて、地下貯留槽の概要設計を容易に行うことができる。
【００９０】
上記の本実施の形態では、図６及び図７に示すような、サイズ及び形状が同一で積層可能な滞水ユニット２１を積重ねた地下貯留槽を、地下貯留槽設計支援装置１０の設計支援の対象としている。しかし、設計支援の対象の地下貯留槽に使用される滞水ユニットとしては、このようなものには限られず、サイズが同一で積層可能であれば、滞水ユニットの形状が異なっていてもよく、このような、サイズが同一で形状が異なる複数種類の滞水ユニットを積重ねて形成される地下貯留槽も、本発明における地下貯留槽設計支援装置の設計支援の対象とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の地下貯留槽設計支援装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置の構成を示したブロック図である。
【図３】本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置の設計良否判定支援グループに関するメモリ保持情報、入力情報、及び、演算情報を示したテーブルである。
【図４】本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置の設計良否判定支援グループに関する動作を示したフローチャートである。
【図５】本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置で表示される地下貯留槽高さ方向位置関係のグラフィック図である。
【図６】本実施の形態における設計支援の対象である地下貯留槽に使用される滞水ユニットの、(ａ)は正面図、(ｂ)は側面図、そして、(ｃ)は底面図である。
【図７】本実施の形態における設計支援の対象である地下貯留槽に使用される滞水ユニットの底面側から見た斜視図である。
【図８】本実施の形態における設計支援の対象である地下貯留槽に使用される積層された滞水ユニットの底面側から見た斜視図である。
【図９】本実施の形態における設計支援の対象である地下貯留槽の構造を示した断面図である。
【図１０】本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置の土被深さ適否判定支援グループに関するメモリ保持情報、入力情報、及び、演算情報を示したテーブルである。
【図１１】本実施の形態における地下貯留槽設計支援装置の土被深さ適否判定支援グループに関する動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００９２】
１  情報保持手段
２  入力手段
３  積層個数演算手段
４  槽深さ演算手段
５  安全係数演算手段
６  設計良否判定手段
７  位置関係表示手段
１０  地下貯留槽設計支援装置
１１  ＣＰＵ
１２  メモリ
１３  キーボード
１４  マウス
１５  表示装置
１６  プリンタ
２０  地下貯留槽
２１  滞水ユニット
２１ａ  頂部
２１ｂ  底面
２１ｃ  凹部
２１ｄ  凹部
２２  基礎コンクリート
２３  保護シート
２４  遮水シート
２５  地表
２６  地中
２７  導水管
２８  集水桝
２９  導水管
ａ  滞水ユニットの縦
ｂ  滞水ユニットの横
ｃ  滞水ユニットの高さ
Ｖ  地下貯留槽の計画貯留量
ｍ  縦方向の滞水ユニットの配列個数
ｎ  横方向の滞水ユニットの配列個数
ｑ  滞水ユニットの積層個数
ｈt  地下貯留槽の槽深さ
β  滞水ユニットの空隙率
γt  滞水ユニットの密度
γw  雨水の密度
ＧL  地下貯留槽が設置される場所の地表高さL
ｈw  地下水位
ｈw  土被深さ
γs  土砂密度
ｈd  設計深さ
Ｈo  水没深さ
Ｈi  貯留水位
Ｐs  土被荷重
Ｐt  滞水ユニットの自重による荷重
Ｕo  地下水位による浮力
Ｕi  貯留水による浮力
Ｓ1  安全係数
Ｓ2  安全係数
【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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