(57)【要約】【課題】外部水域から閉鎖性水域内に汚染された水塊が流入するのを抑制しながら、閉鎖性水域内の水の循環性を高めることができ、閉鎖性水域における水質を効果的に改善することが可能な水質改善装置、及び、水質改善施設、並びに、それらを用いた水質改善方法を提供する。【解決手段】外部水域６との間で相互に水が流出入する閉鎖性水域５の水質を改善する水質改善装置１であって、外部水域６と閉鎖性水域５との境界に設置され、外部水域６の底層水２Ａを閉鎖性水域５に導入する導水用カルバート１５が備えられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部水域との間で相互に水が流出入する閉鎖性水域の水質を改善する水質改善装置であって、
前記外部水域と前記閉鎖性水域との境界に設置され、前記外部水域の底層水を前記閉鎖性水域に導入する導水用カルバート、又は、導水管が備えられることを特徴とする、閉鎖性水域の水質改善装置。
【請求項２】
さらに、前記閉鎖性水域内に設置され、前記閉鎖性水域に浄化水を導入し、前記閉鎖性水域の水頭を高く保持させることで、前記外部水域から前記閉鎖性水域への水の流入を抑制する浄化水導入手段と、
前記外部水域と前記閉鎖性水域との境界に設置され、前記外部水域の表層水が前記閉鎖性水域に流入するのを抑制する表層水遮蔽手段と、
前記外部水域と前記閉鎖性水域との境界の水底に設置され、上げ潮時は前記外部水域の底層水を前記閉鎖性水域に導入するとともに、下げ潮時は前記閉鎖性水域の底層水が前記外部水域に流出するのを抑制するように制御する可動堰と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の閉鎖性水域の水質改善装置。
【請求項３】
さらに、前記外部水域と前記閉鎖性水域との境界に設置され、前記外部水域から前記閉鎖性水域への水の流入を抑制する水流カーテン発生手段が備えられることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の閉鎖性水域の水質改善装置。
【請求項４】
前記水流カーテン発生手段は、動力によって噴水流を発生させることを特徴とする、請求項３に記載の閉鎖性水域の水質改善装置。
【請求項５】
前記水流カーテン発生手段は、水温差、水中に含まれる塩分の密度差、又は、空気の混入によって水流を発生させることを特徴とする、請求項３に記載の閉鎖性水域の水質改善装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の水質改善装置を備えてなることを特徴とする、閉鎖性水域の水質改善施設。
【請求項７】
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の水質改善装置、又は、請求項６に記載の水質改善施設を用いて、閉鎖性水域の水質を改善することを特徴とする、閉鎖性水域の水質改善方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、閉鎖性水域の水質改善装置に関し、特に、湖沼、内湾、内海等の閉鎖性水域における水質を改善するための水質改善装置、及び、水質改善施設、並びに、それらを用いた水質改善方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば内海等の閉鎖性水域内においては、水質の著しい劣化が発生し易いということが問題となっていることから、このような閉鎖性水域内の水質を改善するための各種技術が提案されている。
【０００３】
閉鎖性水域とは、例えば、湖沼、内湾、内海等、自然あるいは人工的に形成された物理的な形状ゆえに、外部水域（外域）との間で水の出入りが少ない水域のことである。このような閉鎖性水域においては、一般に、環境汚染に対して脆弱で水質汚濁が進行しやすいため、生態系への悪影響が生じる可能性が高い。このため、人が汚染された雨水に接触することに伴う健康被害等の懸念もあることから、水際公園等としての親水利用が困難になる等の問題も生じ易い。
【０００４】
これまで、閉鎖性水域（海域）における水質を浄化して改善する方法としては、例えば、曝気法によって水を浄化する方法（例えば、特許文献１を参照）の他、撹拌や混合によって浄化する方法（例えば、特許文献２を参照）、あるいは、汚染物質を吸着させる方法（例えば、特許文献３）等が提案されている。また、閉鎖性水域の水質改善方法としては、上記の他、濾過によって汚染物質を除去する方法（例えば、特許文献４を参照）や、植生による方法（例えば、特許文献５を参照）等も提案されている。
【０００５】
上述した特許文献１〜５に開示された技術は、水質が比較的安定している状態の水域を対象とする場合には水質改善の効果が得られる。一方、特許文献１〜５の技術では、例えば、降雨に伴う雨水排水の浸入等によって発生する、急激な水質変化に対応する場合には、非定常的に大量の汚濁水塊が流入してくることから、効果的な対応をとることが難しいという問題がある。また、特許文献１〜５の技術では、大量の汚濁水塊の流入した場合の処理能力に対する負荷が大きすぎ、浄化処理が追いつかない等の問題がある。さらに、特許文献１〜５の技術を閉鎖性水域に適用した場合には、潮汐に伴う流入水により、浄化処理効果が低下する懸念もある。
【０００６】
上述のような、大量の雨水排水が浸入した場合に発生する問題に対応するため、例えば、シルトフェンスによって閉鎖性水域に汚濁水塊が流入するのを抑制したり、あるいは、閉鎖性水域に浄化処理水を放流することによって汚染物質を希釈したりする方法も提案されている（例えば、特許文献６を参照）。しかしながら、特許文献６に記載の技術では、シルトフェンスにより、大量の水の流入が一定程度で抑制される効果は認められるものの、その効果は限定的である。また、特許文献６の技術では、閉鎖性水域への浄化処理水の放流による浄化効果を向上させるためには、浄化水を生成させる処理装置が過大となり、設置や稼働に係るコストが増大するという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−２０２０３８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５２２８８号公報
【特許文献３】特開２００８−０２３４０１号公報
【特許文献４】特開２００６−０２６６１６号公報
【特許文献５】特開２０１１−２５４７５９号公報
【特許文献６】特開２００５−０３６４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、外部水域から閉鎖性水域内に汚染された水塊が流入するのを抑制しながら、閉鎖性水域内の水の循環性を高めることができ、閉鎖性水域における水質を効果的に改善することが可能な水質改善装置、及び、水質改善施設、並びに、それらを用いた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】
【０００９】
まず、本発明における第一の発明は、外部水域との間で相互に水が流出入する閉鎖性水域の水質を改善する水質改善装置であって、前記外部水域と前記閉鎖性水域との境界に設置され、前記外部水域の底層水を前記閉鎖性水域に導入する導水用カルバート、又は、導水管が備えられることを特徴とする。
【００１０】
このような構成の閉鎖性水域の水質改善装置によれば、外部水域と閉鎖性水域との境界に設置され、外部水域の底層水を前記閉鎖性水域に導入する導水用カルバート、又は、導水管を備えているので、例えば、降雨後に外部水域における汚染度が高まった場合であっても、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制しながら、汚染度の低い外部水域の底層水を閉鎖性水域に導入することで水の循環性を高め、閉鎖性水域内において水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制し、水質を効果的に改善することができる。これにより、閉鎖性水域及びその周辺領域において、水質汚染等による生態系への影響を最小限に抑制でき、さらに、各種作業場や、人が水と触れ合う水際公園等として親水利用が可能になる。
【００１１】
なお、本発明において説明する閉鎖性水域とは、上述したように、湖沼、内湾、内海等、自然あるいは人工的に形成された物理的な形状ゆえに、外部水域（外域）との間で水の出入りが少ない水域のことであり、環境汚染に対して脆弱で水質汚濁が進行しやすい水域のことである。本発明は、このような閉鎖性水域における水質汚濁等を防止し、生態系への影響を抑制しながら、公園等における親水利用を可能にするものである。
【００１２】
また、本発明における第二の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の水質改善装置において、さらに、前記閉鎖性水域内に設置され、前記閉鎖性水域に浄化水を導入し、前記閉鎖性水域の水頭を高く保持させることで、前記外部水域から前記閉鎖性水域への水の流入を抑制する浄化水導入手段と、前記外部水域と前記閉鎖性水域との境界に設置され、前記外部水域の表層水が前記閉鎖性水域に流入するのを抑制する表層水遮蔽手段と、前記外部水域と前記閉鎖性水域との境界の水底に設置され、上げ潮時は前記外部水域の底層水を前記閉鎖性水域に導入するとともに、下げ潮時は前記閉鎖性水域の底層水が前記外部水域に流出するのを抑制するように制御する可動堰と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
このような構成の閉鎖性水域の水質改善装置によれば、閉鎖性水域に浄化水導入手段が設けられることで、閉鎖性水域の水頭を高く保持でき、外部水域から閉鎖性水域への水の流入を効果的に抑制することが可能になる。
また、外部水域と閉鎖性水域との境界に表層水遮蔽手段が設けられることで、特に汚染の著しい外部水域の表層水が閉鎖性水域に流入するのを抑制できる。
また、外部水域と閉鎖性水域との境界の水底に上記構成の可動堰が設けられることにより、汚染度の低い外部水域の底層水を閉鎖性水域に導入し、且つ、汚染度の低い閉鎖性水域の底層水が外部水域に流出するのを抑制するように制御できるので、閉鎖性水域内の水質をより効果的に改善することが可能になる。
【００１４】
また、本発明における第三の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の水質改善装置において、さらに、前記外部水域と前記閉鎖性水域との境界に設置され、前記外部水域から前記閉鎖性水域への水の流入を抑制する水流カーテン発生手段が備えられることを特徴とする。
【００１５】
このような構成の閉鎖性水域の水質改善装置によれば、外部水域から閉鎖性水域への水の流入を抑制する水流カーテン発生手段を備えているので、例えば、降雨後に外部水域における汚染度が高まった場合であっても、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制でき、外部水域が汚染されていない場合には、閉鎖性水域と外部水域との間での水の循環性を高めることが可能となる。
【００１６】
また、本発明における第四の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の水質改善装置において、前記水流カーテン発生手段が、動力によって噴水流を発生させることを特徴とする。
【００１７】
このような構成の閉鎖性水域の水質改善装置によれば、噴水流を発生させる水流カーテン発生手段を備えることで、装置を大型化することなく簡便な構成で、降雨後に外部水域における汚染度が高まった場合には、閉鎖性水域への流入を効果的に抑制できるとともに、外部水域が汚染されていない場合には直ちに閉鎖性水域と外部水域との間を開放することで、水の循環性をより高めることができる。これにより、閉鎖性水域内の水質をより効果的に改善することが可能になる。
【００１８】
また、本発明における第五の発明は、上記構成とされた閉鎖性水域の水質改善装置において、前記水流カーテン発生手段が、水温差、水中に含まれる塩分の密度差、又は、空気の混入によって水流を発生させることを特徴とする。
【００１９】
このような構成の閉鎖性水域の水質改善装置によれば、水流カーテン発生手段が、水温差、又は、水中に含まれる塩分の密度差によって水流を発生させる構成なので、上記同様、装置を大型化することなく簡便な構成で、外部水域の汚染度が高まった場合には閉鎖性水域への流入を効果的に抑制し、外部水域が汚染されていない場合には閉鎖性水域と外部水域との間を開放して水の循環性をより高めることができる。これにより、閉鎖性水域内の水質をより効果的に改善することが可能になる。
【００２０】
また、本発明における第六の発明は、閉鎖性水域の水質改善施設であって、上記した何れかの水質改善装置を備えてなることを特徴とする。
【００２１】
このような構成の閉鎖性水域の水質改善施設によれば、上記の閉鎖性水域の水質改善装置を備えてなる、例えば、建造物等の施設なので、上記同様、外部水域における汚染度が高まった場合に、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制しながら、汚染度の低い外部水域の底層水を閉鎖性水域に導入することで水の循環性を高め、閉鎖性水域内において水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制し、水質を効果的に改善することができる。これにより、閉鎖性水域及びその周辺領域において、水質汚染等による生態系への影響を最小限に抑制でき、さらに、各種作業場や、人が水と触れ合う水際公園等として親水利用が可能になる。
【００２２】
また、本発明における第七の発明は、閉鎖性水域の水質改善方法であって、上記した何れかの水質改善装置、又は、水質改善施設を用いて、閉鎖性水域の水質を改善することを特徴とする。
【００２３】
このような構成の閉鎖性水域の水質改善方法によれば、上記の閉鎖性水域の水質改善装置又は水質改善施設を用いて、閉鎖性水域の水質を改善する方法なので、上記同様、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制しながら、汚染度の低い外部水域の底層水を閉鎖性水域に導入することで水の循環性を高め、水質を効果的に改善することができる。これにより、閉鎖性水域及びその周辺領域において、水質汚染等による生態系への影響を最小限に抑制できるとともに、親水利用が可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る閉鎖性水域の水質改善装置によれば、外部水域と閉鎖性水域との境界に設置され、外部水域の底層水を前記閉鎖性水域に導入する導水用カルバートを備えているので、例えば、降雨後に外部水域における汚染度が高まった場合であっても、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制しながら、汚染度の低い外部水域の底層水を閉鎖性水域に導入することで水の循環性を高め、閉鎖性水域内において水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制し、水質を効果的に改善することが可能となる。
【００２５】
また、本発明に係る閉鎖性水域の水質改善施設によれば、上記の閉鎖性水域の水質改善装置を備えてなる施設なので、上記同様に、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制しながら、汚染度の低い外部水域の底層水を閉鎖性水域に導入することで水の循環性を高め、閉鎖性水域内において水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制し、水質を効果的に改善することが可能となる。
【００２６】
さらに、本発明に係る閉鎖性水域の水質改善方法によれば、上記の閉鎖性水域の水質改善装置又は水質改善施設を用いて、閉鎖性水域の水質を改善する方法なので、上記同様、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制しながら、汚染度の低い外部水域の底層水を閉鎖性水域に導入することで水の循環性を高めることができる。これにより、閉鎖性水域内において水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制し、水質を効果的に改善することが可能となる。
【００２７】
従って、本発明に係る閉鎖性水域の水質改善装置及び水質改善施設、並びに、それらを用いた水質改善方法によれば、閉鎖性水域及びその周辺領域において、水質汚染等による生態系への影響を最小限に抑制できるとともに、例えば、各種作業場や、人が水と触れ合う水際公園等として親水利用が可能になるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態である閉鎖性水域の水質改善装置及び水質改善施設、並びに水質改善方法を模式的に説明する図であり、外部水域と閉鎖性水域との境界、並びに、閉鎖性水域内に水質改善装置が備えられた状態を示す、外部水域及び閉鎖性水域の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態である閉鎖性水域の水質改善装置及び水質改善施設、並びに水質改善方法を模式的に説明する図であり、上げ潮〜満潮時の状態を示す外部水域及び閉鎖性水域の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態である閉鎖性水域の水質改善装置及び水質改善施設、並びに水質改善方法を模式的に説明する図であり、下げ潮〜干潮時の状態を示す外部水域及び閉鎖性水域の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態である閉鎖性水域の水質改善装置、及び、水質改善施設、並びに、それらを用いた水質改善方法の一例を挙げ、その構成について図１〜図３を参照しながら詳述する。
【００３０】
本実施形態においては、図１〜図３に示すような、陸地１０側に設けられ、外部水域６との間で相互に海水（水）２が流出入するとともに、外部水域６よりも水底の浅い閉鎖性水域５に本発明を適用した例を挙げて説明する。本実施形態で説明する閉鎖性水域５とは、上述したように、湖沼、内湾、内海、あるいは運河等の、自然あるいは人工的に形成された物理的な形状ゆえに、外部水域（外域）６との間で水の出入りが少ない水域である。図示例の閉鎖性水域５は、水底５１が、外部水域６の水底６１よりも浅い位置にあるとともに、外部水域６側に向かって深くなる方向で緩やかに傾斜しており、外部水域６と間の境界が水底段差７とされている。閉鎖性水域５は、例えば、内湾における浅瀬の一部に水際公園として設けられる親水領域であり、人が立ち入って水と触れ合うことが可能な水域である。また、閉鎖性水域５が水際公園等である場合、陸地１０と閉鎖性水域５との境界から、外部水域６と閉鎖性水域５との境界までの距離は、公園としての一定の広さを有するように、例えば、２００〜数百メートル程度とされる。
【００３１】
本実施形態の水質改善装置１及び水質改善施設、並びに、水質改善方法は、特に、降雨後に外部水域６の汚染度が高まった場合に、汚染された水塊が閉鎖性水域５に流入するのを抑制しながら、汚染度の低い外部水域６の底層水２Ａを閉鎖性水域５に導入することで水の循環性を高め、閉鎖性水域５内において水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制し、水質を効果的に改善・維持することができるものである。
【００３２】
なお、本発明に係る水質改善施設は、以下に詳述するような本発明に係る水質改善装置１を備えてなる建造物等の各種施設なので、本実施形態においては、その詳細な説明を省略する。
【００３３】
［水質改善装置（水質改善施設）］
以下に、本実施形態の閉鎖性水域の水質改善装置１について詳述する。
本実施形態の水質改善装置１は、外部水域６と閉鎖性水域５との境界に設置され、外部水域６の底層水２Ａを閉鎖性水域５に導入する導水用カルバート１５が備えられるものである。
【００３４】
また、図１〜図３に示す例においては、本実施形態の水質改善装置１は、閉鎖性水域５内に設置される浄化水導入手段１２と、外部水域６と閉鎖性水域５との境界に設置される表層水遮蔽手段１３と、外部水域６と閉鎖性水域５との境界の水底に設置される可動堰１４とが備えられている。また、図示例の水質改善装置１は、外部水域６と閉鎖性水域５との境界に設置され、外部水域６から閉鎖性水域５への水の流入を抑制する水流カーテン発生手段１１が備えられている。
【００３５】
さらに、図示例の水質改善装置１は、上述の水流カーテン発生手段１１、浄化水導入手段１２、表層水遮蔽手段１３、可動堰１４、及び、導水用カルバート１５の各々との間で、例えば、有線あるいは無線通信等によって各種制御信号等の送受信を行い、上記の各手段の動作制御を行うための制御手段１６が備えられている。
【００３６】
導水用カルバート１５は、上述したように、外部水域６と閉鎖性水域５との境界に設置され、図１〜図３に示す例のように、外部水域６と閉鎖性水域５との間で内部空間１５ａが連通するように設置される。このような、導水用カルバート１５としては、従来から暗渠用等に用いられるカルバートを何ら制限無く採用することができる。
【００３７】
本実施形態の水質改善装置１においては、導水用カルバート１５を備えることにより、汚染度の低い外部水域６の底層水２Ａを閉鎖性水域５に導入することで水の循環性を高め、閉鎖性水域５内の水質をより効果的に改善することが可能になる。従って、閉鎖性水域５及びその周辺領域において、生態系への影響を最小限に抑制でき、水際公園等としての親水利用が実現できるものである。
さらには、導水用カルバート１５を備えることで、後述するような閉鎖性水域５の水頭を高く保持できる効果が、より顕著に得られる。
【００３８】
本実施形態の導水用カルバート１５は、例えば、入水口１５ｂ又は吐水口１５ｃに、図示略の開閉蓋等を設けた構成を採用しても良い。この場合には、例えば、上げ潮時には開閉蓋を開放することで、外部水域６の底層水２Ａを閉鎖性水域５に導入し、下げ潮時には開閉蓋を閉鎖することで、閉鎖性水域５に導入した汚染度の低い底層水２Ａが外部水域６に流出するのを抑制することができる。
【００３９】
また、導水用カルバート１５の吐水口１５ｃ側を、図示例のような上向きに配置することで、仮に、閉鎖性水域５に導入された底層水２Ａが外部水域６側に向かうような逆流現象が生じた場合でも、吐水口１５ｃから上向きに底層水２Ａが吐出されることで、逆流に対する抵抗力を発現させることができる。これにより、閉鎖性水域５に導入された汚染度の低い底層水２Ａが外部水域６に流出するのを抑制することが可能となる。
【００４０】
また、導水用カルバート１５を用いて外部水域６から閉鎖性水域５に底層水２Ａを導入するにあたっては、例えば、ポンプ等の動力を用いた構成を採用しても良い。このように、動力を用いた構成を採用した場合には、上述のような構成の導水用カルバート１５を用いることなく、入水口と吐水口とが同様の開口を有する導水用カルバートを用いた場合であっても、閉鎖性水域５に底層水２Ａと効率的に導入することが可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、導水用カルバート１５に代えて、図示略の導水管を採用することも可能であり、このような構成であっても上記同様の効果が得られる。また、この場合に用いる導水管としても、従来から各種導水用途で用いられているものを何ら制限無く採用することができる。
【００４２】
次に、水流カーテン発生手段１１は、上述したように、外部水域６と閉鎖性水域５との境界に設置され、図１〜図３に示す例では、水底段差７付近において、上述の導水用カルバート１５の近傍に設置されている。本実施形態で用いる水流カーテン発生手段１１としては、特に限定されないが、例えば、図示略のモータを動力としてプロペラ等で噴水流を生じさせる構成を採用することで、図１中に示すような、底層水２Ａ側から表層水２Ｂ側に向けて噴流する水流カーテンＡを発生させることができる。
【００４３】
また、水流カーテン発生手段としては、上記の噴水流を発生させる構成の他、例えば、水温差を利用して水流を発生させる構成を採用することもできる。この場合、例えば、水流カーテン発生手段を水面付近に設置し、この水流カーテン発生手段から海水２中に冷却水を吐出させることで、海水２よりも水温の低い浄化冷却水が表層水２Ｂ側から底層水２Ａ側に向けて沈み込む。このような冷却水の沈み込みによる水流により、外部水域６と閉鎖性水域５との間に水流カーテンを発生させることができる。
【００４４】
あるいは、水流カーテン発生手段として、水中における塩分の密度差を利用して水流を発生させる構成を採用することもできる。この場合、例えば、水流カーテン発生手段を水底側に設置し、この水流カーテン発生手段から海水２中に浄化水を吐出させることで、塩分を多く含まず、海水２よりも比重の軽い浄化水は、底層水２Ａ側から表層水２Ｂ側に向けて上昇する。このような浄化水の上昇水流により、外部水域６と閉鎖性水域５との間に水流カーテンを発生させることができる。
【００４５】
あるいは、水流カーテン発生手段として、空気を混入させた水を利用して水流を発生させる構成を採用することもできる。この場合、例えば、水流カーテン発生手段を水底側に設置し、この水流カーテン発生手段から海水２中に空気を混入させた水を吐出させることで、この水が、底層水２Ａ側から表層水２Ｂ側に向けて上昇する。このような水の上昇水流により、外部水域６と閉鎖性水域５との間に水流カーテンを発生させることができる。
【００４６】
本実施形態の水質改善装置１においては、導水用カルバート１５に加え、さらに、外部水域６から閉鎖性水域５への水の流入を抑制する水流カーテン発生手段を備えた構成を採用することにより、例えば、降雨後に外部水域６の汚染度が高まった場合には、図示例のような水流カーテンＡを発生させることで、外部水域６に存在する汚染された水塊が閉鎖性水域５に流入するのを抑制する。一方、外部水域６が汚染されていない場合には、水流カーテンＡの発生を停止させ、閉鎖性水域５と外部水域６との間での海水２の循環性を高めることができる。これにより、閉鎖性水域５内において水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制できる効果が、装置を大型化することなく簡便な構成で得られる。
【００４７】
ここで、水流カーテン発生手段１１により、外部水域６の表層水２Ｂが閉鎖性水域５側に流入しないように抑制されている場合には、導水用カルバート１５の入水口１５ｂ側から底層水２Ａが流入するので、外部水域６の底層水２Ａを閉鎖性水域５に向けて効率的に導入することが可能となる。
【００４８】
また、図１〜図３に示す外部水域６及び閉鎖性水域５の縦断面図において、海水２が陸地１０側に向かう際の流速は、一般に、表層水２Ｂ側ほど速い一方で、底層水２Ａ側は遅いという特徴がある。本実施形態においては、まず、水流カーテン発生手段１１により、流速の速い表層水２Ｂを外部水域６内に止めれば、導水用カルバート１５の入水口１５ｂから取り込まれる底層水２Ａの流速が高められるので、閉鎖性水域５に底層水２Ａを効率的に導入することが可能になる。
【００４９】
なお、水流カーテン発生手段１１としては、上述したような、海水２中における鉛直方向での水流を発生させるものには限定されず、例えば、動力を用いた噴水流により、外部水域６と閉鎖性水域５との間に水平方向の水流を生じさせることで、水平方向の水流カーテンを発生させる構成であってもよい。
【００５０】
また、詳細を後述するが、海水２中の汚染度合いは、特に表層水２Ｂにおいて顕著となる。このため、水流カーテン発生手段１１によって水流カーテンＡを発生させる際には、特に、表層水２Ｂが閉鎖性水域５に流入しないように、水流カーテンＡの方向等を調整することがより好ましい。
【００５１】
また、本実施形態の水質改善装置１に備えられる水流カーテン発生手段１１は、上記のような水流を発生させる構成に加え、さらに、外部水域６から閉鎖性水域５に流入する海水２の汚染度合いに応じて、海水２に消毒薬剤を投入する構成を採用することも可能である。この場合、例えば、従来から汚染水の浄化処理用途に用いられている消毒薬剤等を何ら制限無く適用することができ、例えば、塩素や二酸化塩素、過酸化水素等の投入による消毒方法を採用することができる。さらに、本実施形態では、海水２が汚染されている場合の消毒手段としては、上記の消毒薬剤の投入の他、紫外線照射やオゾン処理等の方法も挙げられ、海水２の汚染状況に合わせて適切な方法を採用することができる。
【００５２】
次に、浄化水導入手段１２は、図１〜図３中に示すように、閉鎖性水域５内の水底５１に設置され、海水２中において閉鎖性水域５に浄化水Ｂを導入するものである。このような浄化水導入手段１２としては、特に限定されないが、例えば、図示略のポンプ手段を用いて外部から浄化水を導入する構成を採用することができる。
【００５３】
上記構成の浄化水導入手段１２が閉鎖性水域５に設置されることで、図１中に示すように、閉鎖性水域５の水頭を高く保持することができる。これにより、外部水域６から閉鎖性水域５への水の流入を効果的に抑制できるので、特に、降雨時における雨水排水の流入等で外部水域６の汚染度が高まった際に、閉鎖性水域５に汚染された水塊が流入するのを抑制することが可能となる。
【００５４】
次に、表層水遮蔽手段１３は、外部水域６と閉鎖性水域５との境界に設置されるものであり、例えば、従来公知のシルトフェンス等の遮蔽物から構成される。図１等に示す例の表層水遮蔽手段１３は、海水２の水面に浮かべられたフロート部１３ａから、シルトフェンス１３ｂが海水２中に垂れ下がる構成とされており、シルトフェンス１３ｂの先端１３ｃが、底層水２Ａと表層水２Ｂとの境界付近に配置されている。
【００５５】
本実施形態の水質改善装置１は、外部水域６と閉鎖性水域５との境界に上記構成の表層水遮蔽手段１３が設けられることで、外部水域６の汚染度が高まった際、特に汚染が顕著となる表層水２Ｂが閉鎖性水域５に流入するのを効果的に抑制することが可能となる。
【００５６】
一般に、雨水排水等に起因する菌類等による汚染は、特に、海水２中の表層水２Ｂにおいて顕著である。このため、本実施形態においては、上述のような表層水遮蔽手段１３を設けることで、外部水域６から閉鎖性水域５内に表層水２Ｂが流れ込むのを抑制することが、閉鎖性水域５内においてより効果的且つ効果的に水質を改善できる観点から好ましい。
【００５７】
次に、可動堰１４は、外部水域６と閉鎖性水域５との境界の水底に設置される、開閉動作が可能な堰であり、図示例においては、閉鎖性水域５の水底５１に設置されている。可動堰１４としては、特に限定されないが、例えば、図１〜図３中に示したフレキシブルマウンドのような、動力や空気による膨張によって上面側（海水側）が隆起する構造のものの他、可倒式の邪魔板等のような構成を採用することができる。
【００５８】
本実施形態においては、例えば、図２に示すような上げ潮時には、可動堰１４を縮小（倒伏）状態として、外部水域６における汚染度の低い底層水２Ａを閉鎖性水域５に導入する（図２中に矢印で示す上げ潮Ｕ参照）。一方、図３に示すような下げ潮時には、可動堰１４を膨張（起立）状態として、閉鎖性水域５に流入した底層水２Ａが外部水域６に流出するのを抑制する（図３中に矢印で示す下げ潮Ｄ参照）。このように、可動堰１４により、外部水域６と閉鎖性水域５との間における、汚染度の低い底層水２Ａの流出入を制御することで、閉鎖性水域５内の水質をより効果的に改善することが可能になる。
【００５９】
なお、本実施形態の水質改善装置１においては、導水用カルバート１５のみを備えた構成とした場合であっても、閉鎖性水域５の水質改善効果が十分に得られるが、導水用カルバート１５に加え、さらに、上記の水流カーテン発生手段１１、浄化水導入手段１２、表層水遮蔽手段１３、可動堰１４を適宜組み合わせた場合には、最適な水流の制御が可能になる。即ち、導水用カルバート１５をはじめとする上記各手段を適宜組み合わせ、これらの動作を制御手段１６によって適正に制御することにより、外部水域６における汚染度の低い底層水２Ａを閉鎖性水域５に効率的に導入できるので、閉鎖性水域５の水質改善をより効率的に実施することが可能になる。
【００６０】
また、図１〜図３に示す例の水質改善装置１は、図示の都合上、導水用カルバート１５に加え、水流カーテン発生手段１１、浄化水導入手段１２、表層水遮蔽手段１３、可動堰１４を全て備えた状態で示しているが、上述したように、例えば、導水用カルバート１５のみを備える等、それぞれ、単独で設置された構成とした場合であっても、各構成を備えることによる十分な水質改善効果を得ることが可能である。
【００６１】
［水質改善方法］
本実施形態の閉鎖性水域５の水質改善方法は、上述したような水質改善装置１、又は、水質改善装置１が備えられた水質改善施設を用いて、閉鎖性水域５の水質を改善する方法である。
このような閉鎖性水域の水質改善方法について、図１〜図３に示すような、上記にて詳述した各構成を備える水質改善装置１を用いた一例を挙げて説明する。
【００６２】
まず、降雨時、図示略の河川等から汚染度の高い雨水排水が外部水域６に流入すると、汚染された水塊は、主として表層水２Ｂとなる一方、底層水２Ａにおいては汚染度が高くなるのが抑制された状態となる。この際、水質改善装置１は、図示略の水質検出手段により、海水２中の汚染度合いを検出・監視する。
【００６３】
ここで、外部水域６における汚染度の低い底層水２Ａは、例えば、上げ潮時の潮流や、ポンプ等の動力により、導水用カルバート１５を通じて、閉鎖性水域５に導入される。
【００６４】
次に、外部水域６において、海水２、特に表層水２Ｂの汚染度合いが高まっていることが検出された場合、制御手段１６は、水流カーテン発生手段１１に対して、水流カーテンＡの発生動作を行うように制御する。図示例における水流カーテン発生手段１１は、導水用カルバート１５上に設けられており、上方に向けて水流カーテンＡを発生させることで、主として外部水域６の表層水２Ｂが閉鎖性水域５に流入するのを抑制するように作用する。この際、汚染度の低い外部水域６の底層水２Ａについては、水流カーテンＡによる移動抑制の影響を受けないため、導水用カルバート１５を通じて閉鎖性水域５内に導入される。
【００６５】
そして、例えば、降雨から一定以上の時間が経過し、図示略の水質検出手段によって外部水域６における汚染度合いが低下したことが検出された場合には、制御手段１６は、水流カーテン発生手段１１に対して水流カーテンＡの発生動作を停止させるように制御する。これにより、外部水域６と閉鎖性水域５の間は、海水２の循環性がより高い状態となる。
【００６６】
本実施形態の水質改善方法においては、より効果的に汚染度の高い表層水２Ｂの流入を抑制し、汚染度の低い底層水２Ａを閉鎖性水域５に導入するため、上述の導水用カルバート１５や、水流カーテン発生手段１１に加え、さらに、浄化水導入手段１２、表層水遮蔽手段１３、可動堰１４等を適宜併用することが好ましい。
【００６７】
例えば、外部水域６における表層水２Ｂの汚染度合いの高まりが検出された際、制御手段１６が、上記の水流カーテン発生手段１１を動作させるのと同時に、浄化水導入手段１２を動作させ、閉鎖性水域５内に浄化水を導入することで、閉鎖性水域５における水頭が上昇するので、外部水域６から表層水２Ｂが流入するのをより効果的に抑制することが可能となる。また、シルトフェンス１３ｂ等からなる表層水遮蔽手段１３を併用した場合には、さらに効果的に、汚染度の高い表層水２Ｂが閉鎖性水域５に流入するのを抑制することが可能となる。
【００６８】
さらに、可動堰１４を併用することで、汚染度の低い底層水２Ａの閉鎖性水域５への導入を、より細やかに制御することが可能になるので、外部水域６と閉鎖性水域５との間での海水２の循環性をより高めることが可能になる。
【００６９】
本実施形態の水質改善方法によれば、上記の水質改善装置１又は該水質改善装置１を備えた水質改善施設によって閉鎖性水域５内の水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制することで、閉鎖性水域５の水質を効果的に改善することができる。
【００７０】
［作用効果］
以上説明したように、本実施形態の閉鎖性水域の水質改善装置１によれば、外部水域６と閉鎖性水域５との境界に設置され、外部水域６の底層水２Ａを閉鎖性水域５に導入する導水用カルバート１５を備えているので、例えば、降雨後に外部水域６における汚染度が高まった場合であっても、汚染された水塊が閉鎖性水域に流入するのを抑制しながら、汚染度の低い外部水域の底層水を閉鎖性水域に導入することで水の循環性を高め、閉鎖性水域内において水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制し、水質を効果的に改善することが可能となる。
【００７１】
また、本実施形態の水質改善施設によれば、上記の閉鎖性水域の水質改善装置を備えてなる各種建造物等の施設なので、上記同様に、汚染された水塊が閉鎖性水域５に流入するのを抑制しながら、汚染度の低い外部水域６の底層水２Ａを閉鎖性水域５に導入することで水の循環性を高め、閉鎖性水域５内において水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制し、水質を効果的に改善することが可能となる。
【００７２】
さらに、本実施形態の水質改善方法によれば、上記の閉鎖性水域の水質改善装置１又は水質改善施設を用いて、閉鎖性水域５の水質を改善する方法なので、上記同様、汚染された水塊が閉鎖性水域５に流入するのを抑制しながら、汚染度の低い外部水域６の底層水２Ａを閉鎖性水域５に導入することで水の循環性を高めることができる。これにより、閉鎖性水域５内において水質汚染や底質汚染が生じるのを抑制し、水質を効果的に改善することが可能となる。
【００７３】
従って、本実施形態の閉鎖性水域の水質改善装置１及び水質改善施設、並びに、それらを用いた水質改善方法によれば、閉鎖性水域５及びその周辺領域において、水質汚染等による生態系への影響を最小限に抑制できるとともに、例えば、各種作業場や、人が水と触れ合う水際公園等として親水利用が可能になるという優れた効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明の閉鎖性水域の水質改善装置及び水質改善施設、並びに、それらを用いた水質改善方法によれば、上記構成を採用することで、特に、湖沼、内湾、内海等の閉鎖性水域に外部水域から汚染された水塊が流入するのを抑制できるとともに、閉鎖性水域内の水の循環性を高めることができ、閉鎖性水域における水質を効果的に改善できる。これにより、例えば、海辺の親水公園や、各種作業場所等の閉鎖性水域における環境保全が可能になり、環境保全への寄与度が高いものである。
【符号の説明】
【００７５】
１…水質改善装置
１１…水流カーテン発生手段
１２…浄化水導入手段
１３…表層水遮蔽手段
１３ａ…フロート部
１３ｂ…シルトフェンス
１３ｃ…先端
１４…可動堰
１５…導水用カルバート
１５ａ…内部空間
１５ｂ…入水口
１５ｃ…吐水口
１６…制御手段
２…海水（水）
２Ａ…底層水
２Ｂ…表層水
５…閉鎖性水域
５１…水底
６…外部水域
６１…水底
７…水底段差
１０…陸地
Ａ…水流カーテン
Ｂ…浄化水
Ｕ…上げ潮
Ｄ…下げ潮。
【図１】
2016016358.tif 000003
【図２】
2016016358.tif 000004
【図３】
2016016358.tif 000005