(57)【要約】【課題】  貯水池の底層部の貧酸素状態を解消することにより貯水池の水質の改善を図る。【解決手段】  貯水池１０の底層部１２の貧酸素状態を解消することにより、前記貯水池１０の水質を改善する水質改善システムであって、前記貯水池１０の近隣に設けられるとともに、冬期の降り積もった雪４を回収して貯蔵する貯蔵手段２と、該貯蔵手段２に貯蔵した雪４から得られる雪解け水５を、前記貯水池１０の河川１３からの流入口１４へ供給する供給手段６とを備える。供給手段６により、貯蔵手段２に貯蔵されている雪４から得られる雪解け水５を河川１３の流入口１４に供給することにより、雪解け水５が貯水池１０の底層部１２に供給されて底層部１２の既存の水１１と混合され、底層部１２の貧酸素状態が解消される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水池の底層部の貧酸素状態を解消することにより、前記貯水池の水質を改善する水質改善システムであって、
前記貯水池の近隣に設けられるとともに、冬期の降り積もった雪を回収して貯蔵する貯蔵手段と、該貯蔵手段に貯蔵した雪から得られる雪解け水を、前記貯水池の河川からの流入口へ供給する供給手段とを備えていることを特徴とする水質改善システム。
【請求項２】
前記貯蔵手段は、前記貯水池の近隣に形成された洞窟又は穴を利用し、該洞窟又は穴の内面及び開口部を断熱材で覆った冷温貯蔵室であることを特徴とする請求項１に記載の水質改善システム。
【請求項３】
前記供給手段は、前記冷温貯蔵室と前記河川の流入口との間に敷設される配管と、該配管を開閉させる開閉バルブであることを特徴とする請求項２に記載の水質改善システム。
【請求項４】
貯水池の底層部の貧酸素状態を解消することにより、前記貯水池の水質を改善する水質改善方法であって、
冬期に降り積もった雪を回収して貯蔵するとともに、夏期に前記雪から得られた雪解け水を前記貯水池の河川からの流入口に供給することにより、該雪解け水を密度流として前記貯水池の底層部に供給することを特徴とする水質改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水質改善システム及び水質改善方法に関し、特に、ダム貯水池等の底層部の貧酸素状態を解消するのに有効な水質改善システム及び水質改善方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水力発電所のダム貯水池においては、河川から栄養塩（窒素、リン、珪素等）を含んだ水が流入することにより富栄養化し、プランクトンが異常繁殖してアオコや赤潮が発生し、水質が悪化することがある。
【０００３】
また、ダム貯水池が富栄養化して水質が悪化すると、ダム貯水池の底層部が貧酸素状態になることによって鉄、マンガン等の金属イオンが溶出し、この金属イオンによって貯留されている水が黒色、赤色等に着色され、これがダム貯水池から流出することにより農業用水、工業用水、生活用水等の水質に影響を与えることがある。
【０００４】
このため、河川からダム貯水池に流入する水に含まれる栄養塩を除去することにより、ダム貯水池の水が富栄養化して水質が悪化するのを防止している。また、各種の方法によってダム貯水池の底層部の貧酸素状態を解消し、鉄、マンガン等の金属イオンにより貯留されている水が黒色、赤色等に着色されるのを防止している。
【０００５】
ダム貯水池等の底層部の貧酸素状態を解消する技術の例が特許文献１、２に記載されている。
特許文献１に記載の技術は、海、川、沼等の水面付近より取り入れた高酸素濃度の水を、浮体に搭載した曝気槽で爆気してより高酸素濃度とし、これをポンプで吸引して熱交換器に送って冷却して高密度化し、これを防熱された輸送管を通じて水底まで導いて水底付近の貧酸素水塊と接触させることにより、水質浄化を図るように構成したものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載の技術は、融雪水槽に融雪水を貯め、融雪水槽内に配置した熱交換装置により、表層水取得装置により取得した湖沼等からの酸素濃度の高い表層水を冷却し、この冷却水を湖沼等の底層部に放流装置を介して放流することにより、底層水及び底部土壌を浄化するように構成したものである。
【０００７】
ところで、特許文献１に記載の技術は、海、川、沼等の水面に浮かべた状態に設置する浮体、浮体に搭載する曝気槽、ポンプ、熱交換器等の装置が必要になるため、全体としての構造が複雑になり、設備費が高く付くとともに、運転費用が高く付く。
【０００８】
また、特許文献２に記載の技術は、湖等の表層水を取得する表層水取得装置、取得した表層水を冷却する熱交換装置、冷却した表層水を湖沼等の底層部に放流させる放流装置が必要になるため、全体としての構造が複雑になり、設備費が高く付くとともに、運転費用が高く付く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平８−９８２２号公報
【特許文献２】特開２００７−５４７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、設備費用を安く抑えることができるとともに、運転費用を削減することができる水質改善システム及び水質改善方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、貯水池の底層部の貧酸素状態を解消することにより、前記貯水池の水質を改善する水質改善システムであって、前記貯水池の近隣に設けられるとともに、冬期の降り積もった雪を回収して貯蔵する貯蔵手段と、該貯蔵手段に貯蔵した雪から得られる雪解け水を、前記貯水池の河川からの流入口へ供給する供給手段とを備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の水質改善システムによれば、冬期に貯蔵手段に貯蔵しておいた雪を、夏期に雪解け水として供給手段により河川の流入口に供給することにより、酸素を豊富に含み、水温が低く、かつ、密度が大きい雪解け水が貯水池の底層部に供給され、底層部の既存の水と混合されることにより、底層部の貧酸素状態が解消され、貯水池の水質が改善されることになる。
【００１３】
また、本発明において、前記貯蔵手段は、前記貯水池の近隣に形成された洞窟又は穴を利用し、該洞窟又は穴の内面及び開口部を断熱材で覆った冷温貯蔵室であることとしてもよい。
【００１４】
本発明の水質改善システムによれば、貯水池の近隣に形成された洞窟又は穴を利用して冷温貯蔵室を構成することができるので、冷温貯蔵室を新たに設置する場合に比べて、冷温貯蔵室の設置に要する費用を大幅に削減することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記供給手段は、前記冷温貯蔵室と前記河川の流入口との間に敷設される配管と、該配管を開閉させる開閉バルブであることとしてもよい。
【００１６】
本発明による水質改善システムによれば、供給手段は、冷温貯蔵室と河川の流入口との間に配管を敷設して、配管を開閉させる開閉バルブを設ければよいので、供給手段の設置に要する費用を削減することができる。また、動力を必要としないので、運転に要する費用を削減することができる。
【００１７】
また、本発明の水質改善方法は、貯水池の底層部の貧酸素状態を解消することにより、前記貯水池の水質を改善する水質改善方法であって、冬期に降り積もった雪を回収して貯蔵するとともに、夏期に前記雪から得られた雪解け水を前記貯水池の河川からの流入口に供給することにより、該雪解け水を密度流として前記貯水池の底層部に供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
以上、説明したように、本発明の水質改善システム及び水質改善方法によれば、設備費を安く抑えることができるとともに、運転費用を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による水質改善システム及び水質改善方法の一実施の形態の全体を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明による水質改善システム及び水質改善方法の一実施の形態が示されている。
本実施の形態の水質改善システム及び水質改善方法は、例えば、水力発電所のダム貯水池の水質改善に有効なものであって、ダム貯水池（以下、「貯水池」という。）の底層部の貧酸素状態を解消することにより、貯水池の水質改善を図るものである。
【００２１】
本実施の形態の水質改善システム１は、貯水池１０に隣接する場所に設置されて、冬期に降り積もった雪４を回収して、夏期まで低温の雪解け水５として貯蔵しておく貯蔵手段２と、貯蔵手段２に貯蔵しておいた雪解け水５を夏期に河川１３の貯水池１０への流入口１４に供給する供給手段６とを備えている。
【００２２】
貯蔵手段２は、例えば、貯水池１０の近隣の斜面、地面等に自然に形成された洞窟、穴等を利用して形成した冷温貯蔵室２であって、洞窟、穴等の内面及び開口部を断熱材３で覆うことにより蓄熱性を付与し、冬期に回収した雪４を夏期まで貯蔵できるように構成したものである。
【００２３】
冷温貯蔵室２は、自然に形成された洞窟、穴等を利用するのが好ましいが、貯水池１０の近隣に洞窟、穴等がない場合には、人工的に近隣の斜面や地面等に穴等を形成し、或いは近隣の地面上に石造等の貯蔵室を形成し、これに断熱処理を施して冷温貯蔵室２として使用すればよい。
【００２４】
なお、洞窟、穴等が斜面、地面等の深い位置に形成されている場合には、そのままでも内部を低温に保つことができるので、内面に断熱材３を設けることになく、回収した雪４を夏期まで貯蔵することができる。
【００２５】
供給手段６は、冷温貯蔵室２と河川１３の流入口１４との間に敷設される配管７と、配管７を開閉させる開閉バルブ８とから構成され、開閉バルブ８を開くことにより、冷温貯蔵室２に貯蔵された雪４から得られた雪解け水５が配管７を通じて河川１１の流入口１２に供給される。
【００２６】
なお、冷温貯蔵室２が貯水池１０よりも低所にある場合には、冷温貯蔵室２又は配管７の途中に揚水ポンプ（図示せず）を設け、揚水ポンプの作動によって冷温貯蔵室２から雪解け水５を吸い上げて河川１１の流入口１２に供給するように構成すればよい。
【００２７】
上記のように構成した本実施の形態の水質改善システム１により貯水池１０の水質改善を図るには、まず、冬期に貯水池１０の周辺に降り積もった雪４を回収して冷温貯蔵室２内に投入して、夏期まで冷温貯蔵室２内に貯蔵しておく。
【００２８】
そして、夏期に貯水池１０に貯留されている水１１が河川１２から流入する栄養塩等によって富栄養化し、貯水池１０の底層部１２が貧酸素状態となった場合に、開閉バルブ８を開くことにより、雪４から得られた雪解け水５を冷温貯蔵室２から配管７内に流出させ、配管７を通じて河川１３の流入口１４に供給する。
【００２９】
雪解け水５は、酸素を豊富に含み、水温が低く、密度が大きい性質を有しているので、河川１３の流入口１４に雪解け水５を供給すると、密度流として流入口１４から貯水池１０の底層部１２の傾斜に沿って流下し、底層部１２の全体に行き渡り、酸素を豊富に含む雪解け水５が底層部１２の既存の水１１と混合されることにより、底層部１２の貧酸素状態が解消され、貯水池１０の水質が改善される。
【００３０】
以上説明したように、本実施の形態の水質改善システム１にあっては、雪を貯蔵する冷温貯蔵室と、冷温貯蔵室から河川の流入口に雪解け水を供給する配管及び開閉バルブを設置するだけの簡易な設備で、雪解け水を河川の流入口に供給して底層部１２の貧酸素状態を解消できるので、水質改善に要する設備費を安く抑えることができる。
【００３１】
また、動力を必要とすることなく、冷温貯蔵室内の雪解け水を配管を通じて河川の流入口に供給することができるので、貯水池の水質改善に要する運転費用を削減することができる。
【００３２】
また、貯水池の近隣の斜面、地面等に形成された洞窟、穴等を冷温貯蔵室として利用することができるので、冷温貯蔵室の設置に要する費用を削減することができる。
【００３３】
さらに、冬期に貯水池の周囲に降り積もった雪を回収し、雪から得られる低温の雪解け水を利用しているので、貯水池の貧酸素状態を解消するための冷水を新たに製造する必要はなく、省エネルギー化を図ることができる。
【００３４】
なお、前記の説明においては、本発明の水質改善システム及び水質改善方法を水力発電所のダム貯水池の水質を改善する場合に適用したが、その他の各種の貯水池、湖沼等の水質を改善するのに本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  水質改善システム
２  貯蔵手段（冷温貯蔵室）
３  断熱材
４  雪
５  雪解け水
６  供給手段
７  配管
８  開閉バルブ
１０  貯水池
１１  水
１２  底層部
１３  河川
１４  流入口
【図１】
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