(57)【要約】【課題】集中豪雨等における都市型洪水を抑制するための降雨排水制御システムを提供する。【解決手段】降雨排水制御システムは、底面と側面とを有し、底面に小孔が設けられた筒状小貯留槽と、小貯留槽の外側に配置され、下部に開口部が設けられた筒と、筒状小貯留槽を上下に移動させるための重りと、筒状小貯留槽と重りとを連結するための連結手段と、重りの重量を、連結手段を経由し筒状小貯留槽に伝達するための滑車と、を具え、筒状小貯留槽が上下することにより、開口部の開閉が行われることを特徴とする。【選択図】図２
2013028899.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面と側面とを有し、前記底面に小孔が設けられた筒状小貯留槽と、
前記小貯留槽の外側に配置され、下部に開口部が設けられた筒と、
前記筒状小貯留槽を上下に移動させるための重りと、
前記筒状小貯留槽と前記重りとを連結するための連結手段と、
前記重りの重量を、前記連結手段を経由し前記筒状小貯留槽に伝達するための滑車と、
を具え、
前記筒状小貯留槽が上下することにより、前記開口部の開閉が行われることを特徴とする降雨排水制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の降雨排水制御システムにおいて、
前記筒の外側に降雨貯留槽を配置してなる降雨排水制御システム。
【請求項３】
請求項１に記載の降雨排水制御システムにおいて、
前記筒の外側に配置された降雨貯留槽として、建築物の屋上床面を利用して降雨水を貯留することを特徴とする降雨排水制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集中豪雨等における都市型洪水を抑制するための降雨排水制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、いわゆる都市型洪水の発生頻度が高くなっている。これは、各地で都市化が進み、地表はコンクリート、アスファルト等の非保水材により不透水化され、降雨水が地中に浸透せず、降雨水の大部分が排水処理設備へ流入すること、および近年の異常気象により集中豪雨が多発していることが原因として挙げられる。
図１は、洪水の発生メカニズムを説明するための図であり、排水処理設備に対する洪水流量曲線Ａおよび降雨量の時間的変化を棒グラフで示す。洪水は、降雨量が排水処理設備の排水処理能力を上回る場合に発生するものである。それゆえ、排水処理設備の排水処理可能雨量Ｑを上回る降雨水（図１中斜線で示す部分）を一時的に貯留し、排水処理設備の排水処理能力を上回らない範囲で排水処理設備に降雨水を流出することができれば、洪水を防ぐことができる。
【０００３】
以上の点に鑑み、従来から豪雨時に排水処理設備へ流れ込む降雨量が急激に増加しないような工夫が提案されている。例えば、特許文献１では、支川に設けられ、調節水槽を有する貯水池が提案されている。また、特許文献２では、透水性を有する舗装材料により路面舗装を施す方法が提案されている。また、特許文献３では、大量降雨時には貯留槽に降雨水を貯留し、通常レベルの降雨時には、排水路に排水するシステムが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１０３２３号公報
【特許文献２】特開２００４−１９２９８号公報
【特許文献３】特開２００９−２８７１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した従来技術を実施するためには、いずれも大規模な工事等が必要なものである。また、特許文献３に記載の技術は、分水制御のための切換装置が不可欠であり、この切換装置は電力により動作するものであるため、停電時等には使用できないという問題点がある。また、いずれの従来技術にも、ビル等の建築物の屋上床面および壁面を降雨貯留槽として利用するという考え方は含まれていない。
そこで、本発明の目的は、極めて簡単な機構であり、大規模な工事等が不要であるとともに、電力を必要としない降雨排水制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）底面と側面とを有し、前記底面に小孔が設けられた筒状小貯留槽と、
前記小貯留槽の外側に配置され、下部に開口部が設けられた筒と、
前記筒状小貯留槽を上下に移動させるための重りと、
前記筒状小貯留槽と前記重りとを連結するための連結手段と、
前記重りの重量を、前記連結手段を経由し前記筒状小貯留槽に伝達するための滑車と、
を具え、
前記筒状小貯留槽が上下することにより、前記開口部の開閉が行われることを特徴とする降雨排水制御システム。
【０００７】
（２）上記（１）に記載の降雨排水制御システムにおいて、
前記筒の外側に降雨貯留槽を配置してなる降雨排水制御システム。
【０００８】
（３）上記（１）に記載の降雨排水制御システムにおいて、
前記筒の外側に配置された降雨貯留槽として、建築物の屋上床面等を利用して降雨水を貯留することを特徴とする降雨排水制御システム。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の降雨排水制御システムは、大規模な工事を必要とせずに、既存の屋上床面等を降雨貯留槽として利用して都市の中心部にあるビルの屋上等に設置することができ、電力を必要としないため停電等で機能が停止することもなく、都市型洪水を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】洪水の発生メカニズムを説明するための図である。
【図２】本発明の降雨排水制御システムを示す図である。
【図３】（ａ）は筒状小貯留槽および筒の底面図であり、（ｂ）は筒状小貯留槽および筒の側面図である。
【図４】本発明の降雨排水制御システムにおいて、筒状小貯留槽内に降雨水が貯留している状態を示す図である。
【図５】本発明の降雨排水制御システムにおいて、筒状小貯留槽内および屋上床面に降雨水が貯留している状態を示す図である。
【図６】降雨量および流出量を経時的に示す図である。
【図７】本発明の降雨排水制御システムを実施した様子を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。
図２は、本発明の降雨排水制御システムを示す図である。降雨排水制御システム１０は、筒状小貯留槽１と、この筒状小貯留槽１の外側に配置された筒２と、この筒２の外側に配置された重り３と、筒状小貯留槽１および重り３を連結するための連結手段４と、筒状小貯留槽１の上部に設けられた第１の滑車５ａと、重り３の上部に設けられた第２の滑車５ｂと、を具える。
筒状小貯留槽１は、底面１ｔと側面１ｓとを有し、上部が開放されている円筒状である。また、図３（ａ）に、筒状小貯留槽１および筒２の底面図を示すように、底面１ｔの中央に小孔１ａが設けられている。
筒２は、上部および下部が開放されている円筒状である。また、図３（ｂ）に、筒状小貯留槽１および筒２の側面図を示すように、筒２の側面の下部に４つの開口部２ａが設けられている。
重り３の重量は、筒状小貯留槽１の重量と、筒状小貯留槽１内に貯留する所定量の水の重量とを足し合わせた重量と釣り合う。すなわち、重り３の重量は、筒状小貯留槽１の重量より重く、筒状小貯留槽１の重量と、筒状小貯留槽１に貯留する満杯の水の重量とを足し合わせた重量より軽く設定されている。また、重り３は筒状小貯留槽１を上下に移動させる働きをする。
連結手段４は、ロープあるいはベルト等とすることができる。
第１の滑車５ａおよび第２の滑車５ｂは、重り３の重量を、連結手段４を経由し筒状小貯留槽１に伝達する働きをする。
【００１２】
降雨排水制御システム１０は、ビル等の建築物の屋上床面１１の、排水ドレン１２上に設置されている。排水ドレン１２の上部には、落ち葉等のゴミが排水ドレン１２内に侵入するのを防止するための目皿１３が設けられている。また、降雨貯留槽壁面１４が設けられている。降雨貯留槽壁面１４として、屋上パラぺット等、壁面状物の利用も可能である。
【００１３】
図２、図４〜図６を用いて、降雨排水制御システム１０の作用について説明する。
図２は、筒状小貯留槽１が空の状態を示し、図４は、筒状小貯留槽１内に降雨水が貯留している状態を示し、図５は、筒状小貯留槽１内および屋上床面１１に降雨水が貯留している状態を示している。図６は、降雨排水制御システム１０を用いたときの排水ドレン１２内への流出量（線分Ｂ）および降雨量（棒グラフ）の時間的変化を示す。
【００１４】
はじめに、図６を参照しながら、降雨量（棒グラフ）に関して説明する。時刻Ｔ０で雨が降り始め、時刻Ｔ０から時刻Ｔ２までは、降雨量が増加している。時刻Ｔ２から時刻Ｔ５までは、降雨量は一定である。時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までは、降雨量が減少し、時刻Ｔ６において雨が止む。
【００１５】
次に、流出量（線分Ｂ）に関して説明する。時刻Ｔ０で雨が降り始めると、筒状小貯留槽１内に降った雨は、小孔１ａを通り排水ドレン１２内に流れ、屋上床面１１に降った雨は、開口部２ａを通り排水ドレン１２内に流れる。筒状小貯留槽１内への降雨量が小孔１ａの流出能力を超えると、流出されない降雨水が筒状小貯留槽１内へ貯留し始める。
さらに降雨が続き筒状小貯留槽１に降雨水が貯留し続けると、時刻Ｔ３において、筒状小貯留槽１の重量と、筒状小貯留槽１内に貯留している降雨水の重量とを足し合わせた重量が、重り３の重量を上回る。すると、筒状小貯留槽１が下降し始め、時刻Ｔ４において、筒状小貯留槽１が筒２の開口部２ａを完全に塞ぐ（図４参照）。
筒２の開口部２ａが完全に塞がれると、屋上床面１１に降った雨は、開口部２ａを通り排水ドレン１２内に流れることができない。それゆえ、時刻Ｔ４以降は、屋上床面１１に降った雨は、屋上床面１１と降雨貯留槽壁面１４とで形成された降雨貯留槽に貯留することになる（図５参照）。時刻Ｔ４以降は、降雨水は、筒状小貯留槽１の小孔１ａからのみ流出し、その流出量はＱ１で一定になる。さらに小孔１ａからの流出を上回る降雨が続けば、筒状小貯留槽１は満杯となり、降雨水の大半は、降雨貯留槽壁面１４で囲まれた屋上床面１１に貯留されていくことになる。
時刻Ｔ５において、降雨量が減少し、時刻Ｔ６において雨が止むと、筒状小貯留槽１内の貯留水量が減少し始める。
やがて時刻Ｔ７において、筒状小貯留槽１の重量と、筒状小貯留槽１内に貯留している降雨水の重量とを足し合わせた重量が、重り３の重量を下回る。すると、筒状小貯留槽１が上昇し始め、筒２の開口部２ａが開くので、屋上床面１１と降雨貯留槽壁面１４とで形成された降雨貯留槽の貯留水が、筒２の開口部２ａから流出し始める。
時刻Ｔ８において、筒２の開口部２ａが完全に開き、図２の状態に戻る。
【００１６】
筒状小貯留槽１の小孔１ａの大きさ、数、筒２の開口部２ａの大きさ、数、重り３の重量を選択することにより、貯留・流出時刻および流出量を制御することができる。
例えば、小孔１ａが小さい場合、小孔１ａからの流出量は少なく、筒状小貯留槽１に降雨水が貯留するスピードが上がり、時刻Ｔ０から時刻Ｔ３までの時間は短くなり、時刻Ｔ３から時刻Ｔ７までの時間は長くなる。
また、重り３が重い場合、時刻Ｔ０から時刻Ｔ３までの時間までの時間は長くなり、時刻Ｔ３から時刻Ｔ７までの時間は短くなる。なお、重り３はフック等を利用して簡単に取り替え可能であることが好ましい。
また、筒２の開口部２ａの開口面積が小さい場合、単位時間当たりの流出量は減少し、一方、開口部２ａの開口面積が大きい場合、単位時間当たりの流出量は増加する。
複数の降雨排水制御システム１０を用いる場合、降雨排水制御システム１０毎に排水処理設備への流出量を制御することにより、排水処理設備への流出量の全体を制御することもできる。なお、降雨排水制御システム１０が設置される地域の気象データ等を参考にすることにより、重り３の重量等を決定することができる。
【００１７】
以上の通り、本発明の降雨排水制御システム１０を用いると、大量の降雨時には、降雨水を貯留し、大量降雨が収まってしばらくしたのちに、降雨水を排水処理設備へ流出させることができる。すなわち、豪雨時に、大量の雨水が急激に排水処理設備に流入することを防止するため、都市型洪水を抑制することができるのである。また、電力を必要としないため停電等で機能が停止することもないという利点を併せて有する。
既存の設備であるビル等の屋上床面１１を降雨貯留槽として利用するため、大規模な工事は必要なく、本発明の降雨排水制御システム１０をきわめて簡単に設置することができる。
ビル等の屋上床面１１上に複数の排水ドレン１２が設けられている場合、本発明の降雨排水制御システム１０を設置しない排水ドレン１２は塞ぐ必要がある。
【００１８】
図７は、本発明の降雨排水制御システムを実施した様子を示す写真である。既存の設備であるビル等の屋上床面１１および屋上パラペットを降雨貯留槽壁面１４として利用した降雨貯留槽である。なお、図７には、降雨排水制御システム１０は記載されていない。
【００１９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、筒状小貯留槽１および筒２は、円筒状ではなく角筒状とすることもできる。筒状小貯留槽１の外周面と筒２の内周面とは、接触していなくてもよい。
【符号の説明】
【００２０】
１    筒状小貯留槽
１ａ  小孔
１ｓ  側面
１ｔ  底面
２    筒
２ａ  開口部
３    重り
４    連結手段
５ａ  第１の滑車
５ｂ  第２の滑車
１０  降雨排水制御システム
１１  屋上床面
１２  排水ドレン
１３  目皿
１４  降雨貯留槽壁面
【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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