(57)【要約】【課題】ファーストフラッシュ現象にも対応することのできる雨水貯留浸透処理システムを提供する。【解決手段】  本発明に係る多機能型雨水貯留浸透処理システムは、集水マスと、前記集水マスから排出される水を受ける施設分離槽と、前記施設分離槽から排出される水を受ける貯留槽と、土壌浸透機能を備えることを特徴とする。本発明に係る多機能型雨水貯留浸透処理システムの前記集水マスは、間仕切板によって少なくとも２つの空間に仕切られることを特徴とする。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集水マスと、
前記集水マスから排出される水を受ける施設分離槽と、
前記施設分離槽から排出される水を受ける貯留槽と、土壌浸透機能を備える多機能型雨水貯留浸透処理システム。
【請求項２】
前記集水マスは、間仕切板によって少なくとも２つの空間に仕切られる請求項１記載の多機能型雨水貯留浸透処理システム。
【請求項３】
前記施設分離槽は、少なくとも３枚の間仕切板によって４つの空間に仕切られる請求項１記載の多機能型雨水貯留浸透処理システム。
【請求項４】
前記集水マスにおいて仕切られた前記２つの空間の少なくともいずれかに充填材が充填されてなる請求項２記載の多機能型雨水貯留浸透処理システム。
【請求項５】
前記施設分離槽において仕切られた前記４つの空間の少なくともいずれかにガラスカレットが充填されてなる請求項３記載の多機能型雨水貯留浸透処理システム。
【請求項６】
前記施設分離槽において仕切られた前記４つの空間の少なくともいずれかに＋イオン及び−イオンの少なくともいずれかを溶出する多孔板を有している請求項３記載の多機能型雨水貯留浸透処理システム。
【請求項７】
雨水浸透時の土壌間隙中の空気、ガスを大気中に放出する均圧管を設けている請求項１記載の多機能型雨水貯留浸透処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多機能型雨水貯留浸透処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、雨水の流出を抑制する方法（雨水流出抑制方法）は、調整池方式と貯留浸透方式に大別され、土地利用のための開発には貯留浸透方式が多く採用されている。貯留浸透方式とは、貯留槽を地上に設置する又は地下に埋設して雨水を貯留し、雨水の土壌への浸透処理と雨水の利用を行う方法である。すなわち、この方式によれば、洪水対策と同時に雨水を有効利用することができる。
【０００３】
貯留浸透方式に関する技術としては、例えば、下記特許文献１に記載の技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６２４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、従来の雨水流出抑制方法は、広域から集水し調整池や貯留槽等を設け、下水道、河川、湖沼に放流する方式が主流である。しかしながら、この排水手法は、洪水対策を主目的として整備が進められてきたために、河川、湖沼の水質悪化要因の一つとされている初期降雨時に発生するいわゆるファーストフラッシュ現象（初期降雨時、地表面に堆積した物質移動がピークとなる現象）に対する浄化効果は期待できない。そのため既存調整池施設などに流入する初期雨水の濁度よりも、施設から流出する雨水の濁度が強く河川湖沼の水質を悪化させているといった問題が生じている。
【０００６】
現在のところ、移動物質を除去するための方法としては、メッシュの細かな金網やフィルター、比重分離式等、簡易的な方法が主流となっている。そのため、目詰りが発生し、頻繁に清掃しなければならないといった課題がある。
【０００７】
また、屋根面、道路、駐車場等から流入する雨水には、大気中の浮遊物質や土粒子の表面に付着した油脂分が含まれており、これらは上記金網やフィルター等で捉えたとしても金網等に捉えられた物質から時間とともに分離し、貯留槽等に侵入する。すなわち、これらを取り除くことは現状の技術だけでは困難である。
【０００８】
また、土地造成工事や建設工事に伴い流出する初期汚濁雨水の処理も十分とは言い難い。そのため、各流域において、初期降雨時、汚濁物質の移動による水質汚濁や、工事現場から流出する汚濁水の影響による環境不利益が生じている。具体的に説明すると、建設現場から雨水とともに流出する汚濁物質は、建設資材の細かな塵や土粒子だけでなく、重機等から漏洩したオイルなどが付着した土粒子も含まれる。この土粒子は、オイルを分離しない限り沈殿せず、水中を浮遊し貯留槽内の水の動きとともに移動し、外部に流出してしまう。
【０００９】
また近年、水循環基本法及び雨水利用促進法が施行され、水循環基本計画が内閣府から告示されているが、上記問題を解決しない限り、健全な水循環の回復及び維持することは困難である。今後は、洪水対策と流域の健全な水循環の回復も含めて適正処理することが求められている。
【００１０】
そこで、本発明は、上記課題に鑑み、ファーストフラッシュ現象にも対応することのできる雨水貯留浸透処理システム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】
本発明者は、上記課題に鑑み、既存住宅の雨水貯留浸透再利用施設、道路、駐車場等、既存の土壌浸透施設の追跡調査を行い、これら調査結果を解析することで、安価で効果的な構造に想到し、本発明を完成させるに至った。
【００１２】
すなわち、本発明の一観点に係る多機能型雨水貯留浸透処理システムは、集水マスと、集水マスから排出される水を受ける施設分離槽と、施設分離槽から排出される水を受け再利用する貯留槽と、土壌浸透機能を備える。
【発明の効果】
【００１３】
以上、本発明により、ファーストフラッシュ現象にも対応することのできる雨水貯留浸透処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る多機能型雨水貯留浸透処理システムの概略を示す図である。
【図２】実施形態に係る集水マスの概略を示す図である。
【図３】実施形態に係る施設分離槽の概略を示す図である。
【図４】実施形態に係る通水管の概略を示す図である。
【図５】実施形態に係る通水管の概略を示す図である。
【図６】実施形態に係る貯留浸透槽の概略を示す図である。（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）中の点線を矢印ａから見た場合の断面図、（ｃ）は（ａ）中の点線を矢印ｂから見た場合の断面図をそれぞれ示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態の具体的な例示にのみ限定されるわけではない。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る多機能型雨水貯留浸透処理システム（以下「本システム」という。）Ｓの概略を示す図（上から見た場合の図）である。本図で示すように、本システムＳは、集水マス１と、集水マス１から排出される水を受ける施設分離槽２と、施設分離槽２から排出される水を受ける貯留浸透槽３と、を備える。本システムＳでは、屋根面、既存道路、駐車場、建設現場等から降雨と共に流入する移動物質を、集水マス１及び施設分離槽２により導水し分離削減して貯留浸透槽に貯留させ、一部を土壌に浸透させていく。
【００１７】
本システムＳにおける集水マス１は、本システムＳにおいて最初に雨水の流入を受けるマスである。すなわち、初期降雨時の汚濁水はまず集水マス１に流入する。図２に、集水マス１の概略を示す。集水マス１は、地上に設置しても地下に埋設してもよいが、施設分離槽よりも上部に設置し、集めた水を施設分離槽に流入できるよう設置しておく必要がある。
【００１８】
集水マス１は、雨水を収容する空間を備えており、この空間は、間仕切板１１により流入側の空間１２と流出側の空間１３に２分割されている。本図で示す集水マス１では、地面に対し垂直な方向に設けられた間仕切板１１によって分割している例を示す。また、集水マス１の流入側の空間１２には流入管１４が接続されており、ここから雨水の流入を受ける。また、集水マス１の流出側の空間１３には通水管１５が接続されており、ここから雨水を施設分離槽２に排出することができる。
【００１９】
集水マス１において、この間仕切板１１は、空間を分離し、比較的大きな物質を除去するために用いられるものであり、この限りにおいて限定されるわけではないが、木材、金属、プラスチック、又はコンクリート等で構成され、５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の孔１１１が多数設けられていることが好ましいが、孔の径は１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることがより好ましく、更に好ましくは１５ｍｍ以下である。
【００２０】
すなわち、集水マス１に雨水と共に流入した物質は、集水マス１の流入側の空間１２で降雨が止むまで攪乱され分離される。間仕切板１１の孔径より大きな物質はこの空間に留まり、通過した小さな物質は、間仕切板１１から下側の空間に侵入する。具体的には、間仕切板１１によって区切られる流入側の空間１２に流入した雨水は、落下地点を起点に縦対流を発生させる。この現象により流入物質は攪乱され物質に付着している油脂分の多くは分離され、降雨が止むまで対流と共に槽内を循環する。降雨が止み、雨水流入が止まると剥離された油脂分や比重の軽い物質は水面に浮上、重い物質は自然沈殿し槽内に留まることになる。なお、油脂分が十分剥離されていない物質は槽内水位の中間部分を浮遊することになる。
【００２１】
また集水マス１の流出側の空間１３には、濾過材が充填されていることが好ましい。充填材としては樹木材を含むことが好ましく、具体的には葉と葉が密集しており水に耐性のある針葉樹、ヒノキ科の樹木の破砕材や葉を束ねた濾過材であることが好ましい。ヒノキ科の樹木は、常緑で成熟すると葉は螺旋状、鱗片状に配置、対生で放射線にでている。そのため、細かな土粒子の濾過材に適している。浸入した物質の一部は密集した葉に捕捉され間隙中に留まる。
【００２２】
またこの場合において、集水マス１の流出側の空間１３には、下部に空間が形成されるようにパンチングメタルのような多孔板１３２を配置し、その上にペットボトルの底部が切り取られた漏斗状の部材１３１を水平方向に並べるとともに垂直方向にも重ねて配置し、この漏斗状の部材の内部及び周囲に上記樹木材を配置しておくことが好ましい。ペットボトルの先端飲み口は、底部直径よりも極端に小径であり、容器内に充填された樹木材の抵抗も加わり容器内に進入した汚濁水の通過速度が遅く容器内の滞留時間が長くなる。この現象により汚濁物質は樹木濾過材に捕捉され濾過材の間隙中に残留しやすくなる。更に、容器を数本毎、ナイロンストッキングに挿入、束ねて配置しても良い。このようにすることでより効率よく土粒子を濾過することができる。
【００２３】
また本集水マス１の通水管１５にはメッシュの細かな金網が取り付けられている。ここで網目よりも大きな物質は除去されて本集水マス１内に留まる。メッシュの大きさとしては、限定されるわけではないが、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。
【００２４】
また、降雨が止んだ場合において、水位が通水管１５の流出口１５１よりも高い水位となるような構造となっていることが好ましい。一般に残留物質は水よりも軽い場合が多く、この残留物質は水面上に留まることになる。よって、降雨が止んだ場合において、水位が通水管１５の流出口より高い水位となるようにしておくことで、次の降雨時に本集水マス内の水位が上昇したとしても、通水管１５にこの残留物質が通水管１５から施設分離槽側に流出してしまうのを防止することができる。上記構造としては、限定されるわけではないが、例えば通水管１５を集水マス内において下方向に折れ曲げ、流出口１５１をこの折れ曲がり部分よりも低い位置に設けることで実現できる。
【００２５】
以上、集水マス１を設けることで、まず、比較的大きな土粒子を効果的に除去することができる。
【００２６】
また、本システムＳにおける施設分離槽２は、上記のとおり、集水マス１によって比較的大きな物質が除去された雨水の流入を受け、これから細かな物質を除去することのできるものである。図３に、施設分離槽２の構造の概略について示す。
【００２７】
施設分離槽２は、複数の間仕切板２１、２２、２３によって少なくとも４つの空間２４、２５、２６、２７に分割されている。なおここでは説明をわかりやすくする観点から、通水管１５から近い側より「油水土粒子撹乱槽」、「第一分離槽」、「第二分離槽」、「第三分離槽」として説明する。なお、施設分離槽２において、間仕切板２１、２２、２３はいずれも設置面（地面）に対して垂直な方向に配置され、仕切られる空間が地面に対して水平な方向に複数の空間が横並びに配置されるよう構成されている。なお、油水土粒子撹乱槽、第一分離槽、第二分離槽及び第三分離槽には、均圧管２８が貫通しており、各槽内において孔が設けられており、各槽内部の圧力は常時等しくなるよう設計されている。
【００２８】
施設分離槽２の油水土粒子撹乱槽２４は、集水マス１に接続された通水管１５からの雨水の流入を受け付ける空間である。油水土粒子撹乱槽２４は、上記集水マスと同様、通水管１５により落下する水の勢いによって対流を生じさせ、油、水、土粒子を撹乱し、汚濁物質を分離する。
【００２９】
本実施形態において、油水土粒子撹乱槽２４は、設置面に対して垂直な方向に設けられるパンチングメタル等の孔が複数形成された多孔板２４１によって流入側の空間２４２及び流出側の空間２４３に細かく空間が仕切られている。なお本実施形態では、多孔板２４１の下から所定の高さまでは孔が設けられておらず、この部分においては水の動きは比較的に緩慢となりいわゆる泥溜スペースとなっている。
【００３０】
また本実施形態において、多孔板２４１は、槽内において対流速度の緩和と流入物質の分離効果を上げるために設けられるものであり、この機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下の多数の孔が形成された板であることが好ましい。なおこの多孔板２４１の材質としては特に限定されるわけではないが木材、金属、プラスチック、コンクリート等を採用することができる。
【００３１】
また施設分離槽２の油水土粒子撹乱槽２４の流出側の空間２４３に、集水マス１と同様に濾過材が充填されていることが好ましい。浸入した物質はこの濾過材の間隙で捕捉され槽内に留まる。すなわち、この空間には樹木材を含む濾過材が存在していることが好ましい。
【００３２】
また、上記のとおり、油水土粒子撹乱槽２４の流出側の空間２４３には、第一分離槽２５に接続される通水管２４４が設けられており、この槽によって濾過された雨水は第一分離槽２５に排出される構成となっている。図４に、この通水管２４４近傍の概略を示しておく。
【００３３】
本図で示すように、通水管２４４の油水土粒子撹乱槽２４側の流入口の高さは、第一分離槽２５側の排出口の高さよりも低くなっている。これにより、降雨時、油水土粒子撹乱槽２４における水位が、第一分離槽２５側における通水管２４４の排水口より上昇すると、油水土粒子撹乱槽２４の雨水は、第一分離槽２５へ徐々に移動するため急激に水が落下する際に引き起こすいわゆる水面の踊りを少なくすることが可能となる。
【００３４】
また、通水管２４４は、油水土粒子撹乱槽２４側においてヘッダー式の通水管を採用していることが好ましく、このヘッダー部分には対流速度の緩和と流入物質の分離効果を上げるための多数の孔が開いていることがより好ましい。通水管２４４は、間仕切板２１を貫通し第一分離槽２５に導水することができる。また、第一分離槽２５側の通水管２４４の排出口には水面の高さを調整することのできる自在単管が取り付けられており、この高さが、第一分離槽の設定水位となっている。これにより降雨時、油水土粒子攪乱槽の水位が、第一分離槽２５の通水管２４４の排水口より水位上昇しないと第一分離槽２５に流入しない構造となっている。
【００３５】
また、施設分離槽２の第一分離槽２５は、上記油水土粒子撹乱槽２４に接続された通水管２４４からの雨水の流入を受け付ける空間である。細かな原理及び効果について後述するが、第一分離槽を設けることで、電荷を帯びた中程度の土粒子の除去を効率的に行う。
【００３６】
また本実施形態において、第一分離槽２５は、設置面に対して垂直な方向に設けられるパンチングメタル等の孔が複数形成された多孔板２５１、２５２１によって流入側の空間２５２２及び２５２３流出側の空間２５３に細かく空間が仕切られている。なお本実施形態では、上記油水土粒子撹乱槽２４と同様、底面から所定の高さまでは孔が設けられておらず、この部分において水の動きは比較的に緩慢となりいわゆる泥溜スペースとなっている。
【００３７】
また本実施形態において、多孔板２５１は、槽内において対流速度の緩和と流入物質の分離効果を上げるために設けられるものであり、この機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下の多数の孔が形成された板であることが好ましい。なおこの多孔板２５１の材質としては特に限定されるわけではないが木材、金属、プラスチック、コンクリート等を採用することができる。
【００３８】
また施設分離槽２の第一分離槽２の空間２５２３に、ガラスを粉砕したガラスカレットが充填されていることが好ましい。ガラスカレットを配置し、水と接触させることでアルカリ成分（陽イオン）を溶出、電荷（負電）を帯びた土粒子を中和させて効率的に沈殿除去することが可能となる。
【００３９】
また本実施形態において、上記の機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、ガラスカレットの大きさは、１〜３ｍｍ程度の大きさに粉砕されていることが好ましい。またガラスカレットは、上記よりも目の細かな網状の部材例えば布で包まれていることが好ましい。このようにすることでガラスカレットの本システム内への分散を防止することができる。
【００４０】
また、上記のとおり、第一分離槽２５の流出側の空間２５３には、第二分離槽２６に接続される通水管２５４が設けられており、この槽によって濾過された雨水は第二分離槽２６に排出される構成となっている。この通水管２５４近傍の概略は、上記図と同様である。
【００４１】
本実施形態において、通水管２５４の第一分離槽２５側の流入口の高さは、第二分離槽２６側の排出口の高さよりも低くなっている。これにより、第一分離槽２５における水位が第二分離槽２６側における通水管２５４の排出口より上昇すると、第一分離槽２５の雨水は、第二分離槽２６へ徐々に移動するため急激に水が落下する際に引き起こすいわゆる水面の踊りを少なくすることが可能となる。
【００４２】
また、通水管２５４は、第一分離槽２５側においてヘッダー式の通水管を採用していることが好ましく、このヘッダー部分には対流速度の緩和と流入物質の分離効果を上げるための多数の孔が開いていることがより好ましい。通水管２５４は、間仕切板２２を貫通し第二分離槽２６に導水することができる。第二分離槽２６側の通水管２５４の排出口には水面の高さを調整することのできる自在単管が取り付けられており、この高さが、第二分離槽２６の設定水位となっている。これにより、降雨時、第一分離槽２５の水位が、第二分離槽２６側の通水管２５４の排水口より水位上昇しないと第二分離槽２６に流入しない構造となっている。
【００４３】
また、施設分離槽２の第二分離槽２６は、上記第一分離槽２５に接続された通水管２５４からの雨水の流入を受け付ける空間である。細かな原理及び効果について後述するが、第二分離槽を設けることで、電荷を帯びた細かな土粒子の除去を効率的に行う。
【００４４】
また本実施形態において、第二分離槽２６は、設置面に対して垂直な方向に設けられるパンチングメタル等の孔が複数形成された多孔板２６１によって流入側の空間２６２及び流出側の空間２６３に細かく空間が仕切られている。なお本実施形態では、上記油水土粒子撹乱槽２４の場合と同様、底面から所定の高さまでは孔が設けられておらず、この部分において水の動きは比較的に緩慢となりいわゆる泥溜スペースとなっている。
【００４５】
また本実施形態において、多孔板２６１は、槽内において対流速度の緩和と流入物質の分離効果を上げるために設けられるものであり、この機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下の多数の孔が形成された板であることが好ましい。なおこの多孔板２６１の材質としては特に限定されるわけではないが木材、金属、プラスチック、コンクリート等を採用することができる。
【００４６】
また本実施形態において、多孔板２６１には、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオンといった物質を一定期間溶出することのできる母材を使用加工していることが好ましい。また、＋微電流を放電する電極盤を取り付けることも好ましい。本集水マス１を透過した雨水には粘土や細かなシルト粒子が多く含まれる。この物質は真水の中では分散しやすく沈殿しにくいが、陽イオン物質と接触すると、細かなシルト同士がくっつき凝集体となり、沈殿を促す。粘土鉱物は結晶中の同型置換によって負電荷を発生する。土壌溶液のｐＨによって決定されるのでｐＨ依存荷電とも呼ばれている。シルト粒子も負電を帯びている。この特性を最大限活用するため第二分離槽の槽内において多孔板２６１の陽イオン物質と接触させている。特に、この電荷は上記第一分離槽によって沈殿する土粒子とは異なる電荷を帯びており、上記第一分離槽のガラスカレットによっても分離できない電荷（負電）を帯びた微細土粒子（シルト、粘土）を効率的に除去することができる。なお、畑地等での土粒子では施肥物質の影響を受け、上記と反対の電荷（正電）を帯びている場合がある。その場合は、陰イオンを溶出する母材、例えば木炭等を使用することが好ましい。
【００４７】
また、上記のとおり、第二分離槽２６の流出側の空間２６３には、第三分離槽２７に接続される通水管２６４が設けられており、この槽によって濾過された雨水は第三分離槽２７に排出される構成となっている。この通水管２６４近傍の概略は、上記図４と同様である。
【００４８】
本実施形態において、通水管２６４の第二分離槽２６側の流入口の高さは、第三分離槽２７側の排出口の高さよりも低くなっている。これにより、第二分離槽２６における水位が第三分離槽２７側における通水管２６４排出口より上昇すると、第二分離槽２６の雨水は、第三分離槽２７へ徐々に移動するため急激に水が落下する際に引き起こすいわゆる水面の踊りを少なくすることが可能となる。
【００４９】
また、通水管２６４は、第二分離槽２６側においてヘッダー式の通水管を採用していることが好ましく、このヘッダー部分には対流速度の緩和と流入物質の分離効果を上げるための多数の孔が開いていることがより好ましい。通水管２６４は、間仕切板２３を貫通し第三分離槽２７に導水することができる。第三分離槽２７側の通水管２６４の排出口には水面の高さを調整することのできる自在単管が取り付けられており、この高さが、第三分離槽２７の設定水位となっている。これにより、降雨時、第二分離槽２６の水位が、第三分離槽２７側の通水管２６４の排水口より水位上昇しないと、第三分離槽２７に流入しない構造となっている。
【００５０】
また、施設分離槽２の第三分離槽２７は、上記第二分離槽２６に接続された通水管２６４からの雨水の流入を受け付ける空間である。細かな原理及び効果について後述するが、第三分離槽を設けることで、電荷を帯びた細かな土粒子の除去を効率的に行う。
【００５１】
また本実施形態において、第三分離槽２７は、設置面に対して垂直な方向に設けられるパンチングメタル等の孔が複数形成された多孔板２７１と２７３１によって流入側の空間２７２及び２７３２、流出側の空間２７３３に細かく空間が仕切られている。なお本実施形態では、上記油水土粒子撹乱槽２４の場合と同様、底面から所定の高さまでは孔が設けられておらず、この部分において水の動きは比較的に緩慢となり、いわゆる泥溜スペースとなっている。
【００５２】
また本実施形態において、多孔板２７１，２７３１は、槽内において対流速度の緩和と流入物質の分離効果を上げるために設けられるものであり、この機能を有する限りにおいて限定されるわけではないが、１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下の多数の孔が形成された板であることが好ましい。なおこの多孔板２７１，２７３１の材質としては特に限定されるわけではないが木材、金属、プラスチック、コンクリート等を採用することができる。
【００５３】
また本実施形態において、多孔板２７１、２７３１には、上記第二分離槽２６と同様、ナトリウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオンといった物質を一定期間溶出することのできる母材を使用加工していることが好ましい。また、＋微電流を放電する電極盤を取り付けることも好ましい。本集水マス１を透過した雨水には粘土や細かなシルト粒子が多く含まれる。この物質は真水の中では分散しやすく沈殿しにくいが、陽イオン物質と接触すると、細かなシルト同士がくっつき凝集体となり、沈殿を促す。粘土鉱物は結晶中の同型置換によって負電荷を発生する。土壌溶液のｐＨによって決定されるのでｐＨ依存荷電とも呼ばれている。シルト粒子も負電を帯びている。この特性を最大限活用するため第三分離槽の槽内においても多孔板２７１、２７３１の陽イオン物質と接触させている。特に、この電荷は上記第一分離槽によって沈殿する土粒子とは異なる電荷を帯びており、上記第一分離槽のガラスカレットによっても分離できない電荷（負電）を帯びた微細土粒子（シルト、粘土）を効率的に除去することができる。なお、畑地等での土粒子では施肥の影響を受けて、上記と反対の電荷（正電）を帯びている場合がある。その場合は、陰イオンを溶出する母材、例えば木炭等を使用することが好ましい。
【００５４】
また、上記のとおり、第三分離槽２７の流出側の空間２７３３には、貯留浸透槽３に接続される通水管２７４が設けられており、この槽によって濾過された雨水は貯留浸透槽３に排出される構成となっている。この通水管２７４近傍の概略を図５に示す。
【００５５】
本実施形態において、通水管２７４の第三分離槽２７側の流入口の高さは、貯留浸透槽３側の排出口の高さよりも高くなっている。これにより、貯留浸透槽３の水位を第三分離槽２７側よりも低く設定し、雨水の逆流を抑えることが可能となる。
【００５６】
また本実施形態において、通水管２７４は、貯留浸透槽３側において垂直方向に折れ曲がったいわゆるＵトラップを採用している。これにより、水の落下による水の踊りを抑えることができる。また、本実施形態の通水管２７４では、水が下から上向きに排出される際の水の勢いを弱めるため、折れ曲がり位置よりも上部に複数の孔が設けられている。このようにすることで、流入水の落下による水面の踊りをより効率的に抑えることが可能となる。
【００５７】
本システムＳにおいて、貯留浸透槽３は、本集水マス１及び本分離槽２によって汚濁物質が除去された雨水を受け入れ、貯留するための空間である。具体的には分離槽３の通水管２７４に接続され、汚濁物質が除去された雨水を受け入れる。図６に実施形態の貯留浸透槽３の概略を示しておく。
【００５８】
貯留浸透槽３は、雨水を貯留、浸透させることができる限りにおいて限定されるわけではないが、施設規模が中型・大型の場合や、防火用水・災害時の非常用原水施設として使用する場合は、貯留槽の材質は、コンクリート製であることが好ましい。
【００５９】
また、本システムＳにおいて、貯留浸透槽３は、間仕切板３１によって区切られており、流入側の空間３２と、流出側の空間３３とに仕切られている。間仕切板３１は、上記施設分離槽２とは異なり、貯留浸透槽３を完全に分けるのではなく、底面から所定の高さで区切る程度であり、その上部では流入側の空間３２と流出側の空間３３はつながっている。
【００６０】
また貯留浸透槽３には上記施設分離槽２と同様、均圧管３４が配置されており、圧力が外部と等しくなるよう調整されている。
【００６１】
貯留浸透槽３の流入側の空間３２には施設分離槽２の通水管２７４から水が供給され、所定の高さまで貯留されることとなる。
【００６２】
またこの流入側の空間３２と流出側の空間３３には、第一の水位センサー３２１と第２の水位センサーが配置されており、この流入側の空間３２と流出側の空間３３における水位を監視することができる。
【００６３】
また貯留浸透槽３の間仕切板３１には、中央より上部にオリフィス管３１１が貫通しており流入側の空間３２と通じている。オリフィス管３１１の流入側には自在短管３１１１が取り付けされている。この自在単管の設定角度により、貯留浸透槽３、流入側の空間３２の設定水位を確定することができる。設定水位を超える流入雨水は、この構造により徐々に流出側の空間３３に導水され、貯留浸透槽３の外部、砕石浸透層と浸透トレンチに排水、浸透処理される。この構造により貯留浸透槽３、流入側の空間３２の急激な水位上昇を抑制すると共に、オーバーフロー管３２２までの水位上昇流出時間を緩和している。間仕切板３１下部には排出管３１２が接続されている。
【００６４】
排出管３１２は弁を備えており、通常はこの弁が閉じた状態となっている。貯留浸透槽３の定期清掃業務や、オリフィス管３１１の自在単管の角度を変更し、流入側の空間３２の水位を上げる必要が生じた場合に、この排水管の弁を開き、流入側の空間３２から流出側）の空間３３に導水し貯留浸透槽３の外部、砕石浸透層と浸透トレンチに排水、浸透処理する。
【００６５】
また自在短管３１１１は、流入側の空間３２から流出側の空間３３に水を導水するために使用される管である。この管の上面が設定水面となり、この水面以上となった場合、流入側の空間３２から流出側の空間３３に水が導水されることになる。すなわち、自在短管３１１１は高さを調整可能でありその高さは間仕切板３１の高さ及びこれ以下に調整可能であるであることが好ましい。
【００６６】
また貯留浸透槽３の周囲には、粉砕石が充填された粉砕石層３５が形成されており、この周囲の砕石間隙中に、貯留浸透槽３から排出された余剰雨水を貯留することができる。    砕石層の深度、体積は、土壌深度毎の三相分布と透水係数を基に確定し、透水性の優れた土壌深度から砕石間隙中の貯留水を浸透処理できるよう設定することができる。この効果については改めて説明するが、この透水性の優れた土壌深度から間隙中に貯留浸透処理することで、流出抑制効果を向上させることができる。
【００６７】
貯留浸透槽３の流出側の空間３３には、排出管３３１が設けられており、この排出管３３１から貯留浸透槽３外部に雨水が排出される。
【００６８】
この排出管３３１の位置は、比較的底部から近くに設けられる。排出管３３１の排出口には逆止弁３３１１が設けられており、外部の水等の流入を抑えることができる。
【００６９】
また排出管の周囲には、粉砕石層３５の外の部分において、粉砕石と浸透トレンチを含む層３６が形成されている。またこの部分及び粉砕石層３５に敷設された排出管３３１は複数の孔が形成された有孔管となっている。このようにすることで、排出効率を高めるとともに、排出水量を均一化、効率的に土壌浸透処理することができる。
【００７０】
また貯留浸透槽３と外部周囲の砕石層、トレンチ層には均圧管３４が敷設されており、各部の圧力と大気圧が常時等しくなるよう設計されている。降雨時、貯留浸透槽３から排出される余剰雨水は砕石層、トレンチ層に流入、土壌に浸透する。この時、地表面からも雨水が土壌に浸潤し、砕石層間隙中の空気と土壌間隙中の空気は逃げ場を失い封入空気となり間隙中の圧力は大気圧より高くなる。さらに降雨により、土壌微生物の活動により発生するガス濃度は大気より高くなる。この現象が、土壌浸透能力を著しく阻害するため、均圧管３４を敷設し、圧力を大気圧と等しくすることで効率的な浸透処理が可能となる。
【００７１】
また貯留浸透槽３において、間仕切板３１よりも上部に、オーバーフロー管３２２が接続されており、その排出側は粉砕石層に配置されている。オーバーフロー管３２２の粉砕石側は複数の孔が形成された有孔管となっており、排出効率が高まっている。このようにオーバーフロー管３２２を設けることで、間仕切板３１の高さ以上に雨水が溜まった場合、この過剰雨水を速やかに砕石層の間隙中や、自然堆積土壌の気相中に排出することができ、貯留浸透槽３の余剰雨水が地表にあふれ出てしまうことを防止できる。
【００７２】
また、貯留浸透槽３の上部、より具体的には流入側の空間３２及び流出側の空間３３のそれぞれの上には、点検孔３７が設けられており、貯留された水の水位を目視することが可能であるとともに、清掃等の内部の各種処理、作業を行うことが可能となっている。
【００７３】
また、貯留浸透槽３の上部、より具体的には流入側の空間３２には、所定の水位以下となった場合、上水を供給するための上水供給管３２３が接続されていることが好ましい。このようにすることで、降雨がなく水位が所定の値よりも下がった場合、上水を供給し、一定の水位を保つことで、日常や非常時の水源として利用することができるよう必要水量を維持できる。また、三極棒センサー３２１により上水の給水量を任意設定することができる。
【００７４】
一方で、貯留浸透槽３の底部近傍、より具体的には流入側の空間３２の底部近傍には、水を外部に排出するための取水管３２４が配置されている。この構成により、日常は、電動式揚水ポンプ他、電気制御装置を取り付けて使用することができる。非常時に水が必要となった場合、移動式ポンプ等の吸引装置を利用し、この取水管から貯留水を外部に取り出し利用することが可能となる。
【００７５】
以上、本実施形態に係る雨水貯留浸透処理システムは、ファーストフラッシュ現象にも対応することができる。
【００７６】
特に、本システムは、地表流去水を使用できる構造となっており、歩道、公園、校庭などに設置することができ、洪水対策の他、大規模震災時、ライフラインの切断、建物崩壊、幹線道路の崩壊などにより消火活動が困難な場合も活用できる特徴を有している。防火用水、災害時の非常用原水等を目的とする場合は、電動式揚水ポンプ他、電気制御装置を取り外し設置することができる。
【００７７】
また、土地造成工事、建設現場等において仮設使用を目的とする場合は、各施設を分離、車両に搭載、分散設置することができる。この場合、施設の母材は、金属、又は、強化合成樹脂製でも問題はない。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、多機能型雨水貯留浸透処理システムとして産業上の利用可能性がある。
【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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