(57)【要約】【課題】池や河川の雨水を濾過して、長期間に亘って農業用水や中水として利用できる清浄な水を保持すると共に、洪水の発生と、下流側への泥水の流出を防止した雨水濾過調整システムを提供するものである。【解決手段】貯水池２の近傍に、ピット７を形成してこの内側に芝生８を張ってこれを第１の濾過層９とし、この下層に砂や石を敷き詰めた第２の濾過層１１を形成し、上部に流入口１８を設け、下部側に流出口２０を設けた濾過水貯水槽１７を、前記第２の濾過層１１の下部に設けて濾過調整池１Ａを形成し、この濾過調整池１Ａから高さの順次低くなる場所に中間と最終濾過調整池１Ｂ、１Ｃを設置して、各濾過水貯水槽１Ａ、１Ｂ、１Ｃを通水管２２を介して順次接続し、貯水池２からの水５をピット７内に流入させて濾過した後、順次下流側の濾過調整池１Ｂ、１Ｃに導いて濾過するものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
池または河川の近傍に、ピットを形成してこのピットの内側に芝生を張ってこの芝生を第１の濾過層とし、この第１の濾過層の下層に、砂や石を敷き詰めた第２の濾過層を形成し、上部に流入口を設け、下部側に流出口を設けた濾過水貯水槽を、前記第２の濾過層の下部に設けて濾過調整池を形成し、この濾過調整池を高さの順次低くなる場所に複数ヶ所設置して、各濾過水貯水槽の流出口と下流側に設置した濾過調整池のピットとを通水管を介して順次接続し、池または河川からの水を濾過調整池のピット内に流入させて濾過した後、順次下流側の濾過調整池に導いて濾過することを特徴とする雨水濾過調整システム。
【請求項２】
請求項１の雨水濾過調整システムにおいて、更に最下流側に設置した最終濾過調整池の濾過水貯水槽内にポンプを設けて、これを第２の濾過層内に配管した地中散水管に接続し、濾過水貯水槽内の水を、地中散水管から第２の濾過層内に散水して濾過して、循環するループを繰り返すことにより、水を常時、流動させながら濾過するようにしたことを特徴とする雨水濾過調整システム。
【請求項３】
池または河川と濾過調整池のピットとの間にバルブを取付けた導水管を設け、更に必要に応じて濾過調整池内に導かれた導水管に散水管を設けて、ピット内に間欠的に水を流入または散水するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載の雨水濾過調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、池や河川の泥水を調整すると共に濾過して中水として利用できる雨水濾過調整システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
沖縄などの島は、サンゴ質の地盤の上に表土で覆われた状態となっており、一旦、大雨が降ると、地面の表土が流されて泥水（赤水）となって河川を流れ、また地中にしみ込んだ雨水がサンゴ質の地盤を急速に通過して下流側に流れて、河川の下流側で洪水となることがある。このように雨が降ると一気に海に流れ出してしまうので、農業用水の確保が難しい問題があった。このため貯水池（溜め池）を設けて雨水を貯めることも行なわれているが、晴天が続くと蒸発量も多くなり、また小さな貯水池では水質が劣化する問題もあった。
【０００３】
また本発明者は、芝生を張ったグランドの地中に濾過水貯水槽を設け、芝生を天然の濾過材として利用し、ここを第１の濾過層とし、更にこの下に砂や石で形成した第２の濾過層を設けて、濾過水貯水槽の水を前記濾過層内に埋設した地中散水管から濾過層内に散水して循環させ、これを繰り返して濾過することにより濾過水貯水槽内の水を清浄にして利用することができる雨水濾過調整システム（特許文献１）を先に開発した。しかしながらこれは、学校や工場、公園など芝生のグランドがある狭い範囲に降った雨水を濾過するシステムであり、池や河川など広い範囲に降って泥水となったものを大量に濾過するシステムではなかった。
【特許文献１】特開２００５ー１６２６９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記問題を改善し、雨水を濾過して、長期間に亘って農業用水や工業用水、中水として利用できる清浄な水を保持すると共に、洪水の発生と、下流側への泥水の流出を防止した雨水濾過調整システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の雨水濾過調整システムは、池または河川の近傍に、ピットを形成してこのピットの内側に芝生を張ってこの芝生を第１の濾過層とし、この第１の濾過層の下層に、砂や石を敷き詰めた第２の濾過層を形成し、上部に流入口を設け、下部側に流出口を設けた濾過水貯水槽を、前記第２の濾過層の下部に設けて濾過調整池を形成し、この濾過調整池を高さの順次低くなる場所に複数ヶ所設置して、各濾過水貯水槽の流出口と下流側に設置した濾過調整池のピットとを通水管を介して順次接続し、池または河川からの水を濾過調整池のピット内に流入させて濾過した後、順次下流側の濾過調整池に導いて濾過することを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の請求項２記載の雨水濾過調整システムは、請求項１の雨水濾過調整システムにおいて、更に最下流側に設置した最終濾過調整池の濾過水貯水槽内にポンプを設けて、これを第２の濾過層内に配管した地中散水管に接続し、濾過水貯水槽内の水を、地中散水管から第２の濾過層内に散水して濾過して、循環するループを繰り返すことにより、水を常時、流動させながら濾過するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項３記載の雨水濾過調整システムは、池または河川と濾過調整池のピットとの間にバルブを取付けた導水管を設け、更に必要に応じて濾過調整池内に導かれた導水管に散水管を設けて、ピット内に間欠的に水を流入または散水するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る請求項１記載の雨水濾過調整システムによれば、短時間に大量の雨が降ると、池や河川から水が溢れて濾過調整池のピット内に流入して、ピット内に溜まると芝生が水没した状態となる。ピット内に溜った水は、第１の濾過層となる芝生の葉の間を通って地中に浸透して根を通過し、更に砂や石で形成された第２の濾過層を通過して、濾過水貯水槽内に流入する。次に濾過水貯水槽に貯められた水は通水管を通って隣接する濾過調整池のピットに流入して、ピット内の芝生が水没した状態となり、再び芝生で形成された第１の濾過層を通って、更に砂や石で形成された第２の濾過層を通過して濾過水貯水槽内に貯められる。
【０００９】
このように複数の濾過調整池を通過する間に水が順次濾過され、最終の濾過水貯水槽に貯められた水は、長期の保存が可能で農業用水や工業用水あるいはトイレなどの中水、防火用水や災害時の給水タンクとして利用することができる。更に芝生の根には好気性の微生物が繁殖し、これが砂や土の間を移動することにより空隙が形成されるので長期間に亘って目詰まりを防止して濾過作用を維持することができる。
【００１０】
また請求項２記載の雨水濾過調整システムによれば、濾過水貯水槽内の水を地中に埋設した地中散水管から第２の濾過層内に散水して、循環するループを繰り返すことにより、水は常時、流動しながら濾過され、また第２の濾過層から濾過水貯水槽に滴下する水の衝撃により、波動が水全体に伝達されるので、水は腐敗することがなく、長期間の保存性に優れ、災害用の飲料水を確保する上でも有効なシステムである。
【００１１】
また請求項３記載の雨水濾過調整システムによれば、バルブを開放して池や河川の水をピットに導き、ピット内が満水状態になったらバルブを閉じて導水を停止し、また間欠的に散水してピットの水が濾過されて無くなったら、再び導水または散水して濾過するようにすれば、集中豪雨で水が溢れた時だけではなく、常時、池や河川の水を濾過して中水とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下本発明の実施の一形態を図１ないし図３を参照して詳細に説明する。図において１Ａは第１の濾過調整池を示すもので貯水池２の近傍に設置されている。貯水池２には図３に示すように、畑３の用水路４から水５が流れ込むようになっている。第１の濾過調整池１Ａは図１に示すように、地面６を掘ってピット７を形成し、このピット７の内側に芝生８を張って、この芝生８で第１の濾過層９が形成されている。
【００１３】
この第１の濾過層９の下層には、防水シート１０で囲って、この内側に砂や石を敷き詰めた第２の濾過層１１が形成されている。この第２の濾過層１１は、例えば最上層にバクテリアを多く含む川砂１２を敷き、この下層に川石１３を設け、この下層に多孔質で透水性がありバクテリアの繁殖に効果的な火山石１４を設け、最下層に含水性に富む、例えば発泡させた黒曜石１５を層状に設けて形成されている。
【００１４】
更に第２の濾過層１１の下部にはコンクリートで形成された濾過水貯水槽１７が埋設されている。この濾過水貯水槽１７の上面には複数個の流入口１８が形成され、これに対応して防水シート１０の底部に孔１９が開孔されている。また濾過水貯水槽１７の下部側壁には流出口２０が開孔し、ここに通水管２２を介して集水桝２３に接続されている。
【００１５】
また上記第１の濾過調整池１Ａより低い位置に中間濾過調整池１Ｂが設置され、通水管２２を介して接続されている。更に中間濾過調整池１Ｂより低い位置に最終濾過調整池１Ｃが設置され、同様に通水管２２で接続されている。前記中間濾過調整池１Ｂと最終濾過調整池１Ｃは、濾過調整池１Ａと同様にピット７の内側に芝生８を張った第１の濾過層９と、下層に砂や石を敷き詰めた第２の濾過層１１と、この下部に設けた濾過水貯水槽１７とからそれぞれ構成されている。
【００１６】
次に上記構成の雨水濾過調整システムの作用について説明する。良い天気が続いている状態では各濾過調整池１Ａ、１Ｂ、１Ｃのピット７内は図１に示すように乾燥した状態で、芝生８が露出して太陽光線を受けながら生長している。雨が降ると畑３の用水路４から雨水５が貯水池２に流れ込んでここに貯められる。台風などの集中豪雨により短時間に大量の雨が降ると、図２に示すように貯水池２から水５が溢れて第 1の濾過調整池１Ａのピット７内に雨水５が流入する。雨水５がピット７内に溜まると芝生８が水没した状態となる。
【００１７】
ピット７内に溜った雨水５は、第１の濾過層９となる芝生８の葉の間を通って地中に浸透して根を通過し、更に砂や石で形成された第２の濾過層１１を通過して、防水シート１０に沿って流れ、この底部に開口した孔１９から、濾過水貯水槽１７の上部に形成した流入口１８を通って濾過水貯水槽１７内に流入する。
【００１８】
この過程で、芝生８に降った雨は、第１の濾過層９となる芝生８の葉や根で、透水速度が遅くなり、絡み合った根や、細かい土や砂で、土砂２５やゴミが濾過される。更にこの下の第２の濾過層１１を構成する最上層の川砂１２で、雨水に含まれる大気中の粉塵などは濾過されて、この下層の透水作用のある川石１３を通過し、更にこの下層の多孔質で透水性のある火山石１４を通過し、最後に含水性に富む発泡させた黒曜石１５を通過して濾過水貯水槽１７に流入し、この濾過過程で雨水５はかなり浄化される。またバクテリアを多く含む川砂１２や、バクテリアの繁殖に効果的な火山石１４を通過する時に、雨水に含まれる有機物がバクテリアにより分解される。
【００１９】
このように雨水５に含まれる土砂２５やゴミなどは大部分がこの第１の濾過調整池１Ａで除去され、濾過水貯水槽１７に貯められた水５は流出口２０から、通水管２２を通り集水桝２３を経て、隣接する中間濾過調整池１Ｂのピット７に流入する。
【００２０】
中間濾過調整池１Ｂのピット７に水５が流入してピット７内に溜まると、芝生８が水没した状態となり、第１の濾過層９となる芝生８の葉の間を通って地中に浸透して根を通過し、更に砂や石で形成された第２の濾過層１１を通過する間に再度濾過されて濾過水貯水槽１７内に流入する。
【００２１】
更に中間濾過調整池１Ｂの濾過水貯水槽１７に貯められた水５は流出口２０から通水管２２を通り集水桝２３を経て、隣接する最終濾過調整池１Ｃのピット７に流入する。ここでもピット７内に溜まった水５は、第１の濾過層９となる芝生８の葉の間を通って地中に浸透して根を通過し、更に砂や石で形成された第２の濾過層１１を通過する間に濾過されて濾過水貯水槽１７内に流入する。
【００２２】
このように、ポンプなど動力を一切使用せず、落差だけで第１濾過調整池１Ａと中間濾過調整池１Ｂおよび最終濾過調整池１Ｃを通過する間に水５が順次濾過される。最終の濾過水貯水槽１７に貯められた水５は、長期の保存が可能で農業用水や工業用水あるいはトイレなどの中水として利用される。また防火用水や災害時の給水タンクとしても利用することができる。また雨が降らない日が続くとピット７内の水５が無くなり、芝生８が再び露出して生長を続ける。
【００２３】
このように貯水池２から溢れた水５が複数の濾過調整池１Ａ、１Ｂ、１Ｃに貯水されて順次濾過されるので、豪雨時に河川の水位を低く調整して洪水を防止することができると共に、土砂２５をピット７内で捕集して下流への流出を防止することができる。また濾過水貯水槽１７は地中に埋設されているので、ゴミや塵の侵入を防止できると共に、ここに貯められた水５は大気中に蒸発しにくく、蒸発による水５の減少も少なくすることができる。
【００２４】
また数年経過して濾過調整池１Ａ、１Ｂ、１Ｃのピット７内に次第に土砂２５が堆積し、ピット７の底が浅くなってきた時には、堆積した土砂２５と芝生８を掘り出して新たな芝生８を植える。この掘り出した土砂２５は、肥料分を多く含むので、畑や水田の土壌改良材としても有効利用することができる。
【００２５】
図４は本発明の他の実施の形態を示すもので、最終濾過調整池１Ｃの濾過水貯水槽１７の底部に、嫌気性バクテリアの住み家となる石を敷き詰めた濾過材２６と、ポンプ２７が設けられ、このポンプ２７は第２の濾過層１１内に埋設した地中散水管２８に接続されている。
【００２６】
この雨水濾過調整システムは、最終濾過調整池１Ｃの濾過水貯水槽１７の底部に敷き詰めた濾過材２６が嫌気性バクテリアの住み家となっているので、ここに触れて水中に含まれている有機物が分解される。この濾過材２６を通過した水５はポンプ２７により地中散水管２８に導かれてここから砂や石で形成された第２の濾過層１１内に散水され、ここで濾過された水は、再び流入口１８から濾過水貯水槽１７内に流入する。
【００２７】
このように濾過水貯水槽１７から第２の濾過層１１を循環するループを繰り返すことにより、水５は常時、流動しながら濾過され、また第２の濾過層１１から濾過水貯水槽１７に滴下する水５の衝撃により、波動が水全体に伝達されるので、水は腐敗することがなく、長期間の保存性に優れ、災害用の飲料水を確保する上でも有効なシステムである。またこの場合、水５は僅かでも流動していれば良いので、ポンプ２７は少量ずつ汲み上げて循環させるか、間欠的に運転すれば良い。このため使用するポンプ２７もソーラー発電でまかなえる程度の動力の小さな小型のもので十分である。
【００２８】
図５は本発明の他の実施の形態を示すもので、貯水池２と第１の濾過調整池１Ａのピット７との間に導水管２９を設け、ここにバルブ３０を設けたものである。これはバルブ３０を開放して貯水池２内の水５をピット７に導き、ピット７内が満水状態になったらバルブ３０を閉じて導水を停止し、ピット７内の水５が濾過されて無くなったら、再び導水して濾過するようにすれば、常時、貯水池２の水５を濾過して中水とすることができる。
【００２９】
なお上記説明では３段階の濾過調整池１Ａ、１Ｂ、１Ｃを設置した場合について示したが、２段階または４段階以上設置しても良い。また上記説明では貯水池２から溢れた水５を濾過する場合について示したが、天然の池や河川の脇に設置して大雨で河川から溢れた水５を導いて濾過しても良く、また貯水池２や河川との間に沈殿池を設けて、ここで一旦、浮遊物を沈殿させてから第１の濾過調整池１Ａに導くようにしても良い。また図４に示す最終濾過調整池１Ｃ内を循環する水５にカルシウム除去剤を添加して、水中に含まれるカルシウム分を除去するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の一形態による雨水濾過調整システムの構成を示す断面図である。
【図２】図１の雨水濾過調整システムにより水を濾過している状態を示す断面図である。
【図３】図２の雨水濾過調整システムの構成を示す平面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態による雨水濾過調整システムの最終濾過調整池の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態による雨水濾過調整システムの第１の濾過調整池の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      第１の濾過調整池                                    
１Ｂ    中間濾過調整池                                      
１Ｃ    最終濾過調整池                                      
２      貯水池                                              
３      畑                                                  
４      用水路                                              
５      水                                                  
６      地面                                                
７      ピット                                              
８      芝生                                                
９      第１の濾過層                                        
１０    防水シート                                          
１１    第２の濾過層                                        
１２    川砂                                                
１３    川石                                                
１４    火山石                                              
１７    濾過水貯水槽                                        
１８    流入口                                              
１９    孔                                                  
２０    流出口                                              
２２    通水管    
２５    土砂              
２６    濾過材          
２７    ポンプ          
２８    地中散水管      
２９    導水管            
３０    バルブ        
【図１】
2007144265.tif 000003
【図２】
2007144265.tif 000004
【図３】
2007144265.tif 000005
【図４】
2007144265.tif 000006
【図５】
2007144265.tif 000007