(57)【要約】【課題】  乾燥季あるいは乾燥期間を有する地域においても、簡便な構造によって、蒸発による減少を防止し、少ない雨を効率よく貯留することが可能な雨水貯留システムを提供すること。【解決手段】  縦部材と横部材とを接合することにより内部に空間５を形成して雨水を貯留可能にする三次元構造体３を地面凹部２に形成するとともに、地面凹部２の表面に遮水シートＡおよび覆土４を有する被覆層を形成する雨水貯留システムにおいて、地面凹部２の側面から地表面に対して傾斜を有する方向に所定距離の間、すり鉢状に遮水シートＢを設けるとともに、遮水シートＡを、地面凹部２あるいは三次元構造体３の上部全面および遮水シートＢの地面凹部２側の一部を、これと離隔させながら覆うように配設することを特徴とする。【選択図】  図１
2009062686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦部材と横部材とを接合することにより内部に空間を形成して雨水を貯留可能にする三次元構造体を地面凹部に形成するとともに、該地面凹部の表面に１の遮水シートおよび覆土を有する被覆層を形成する雨水貯留システムにおいて、
前記地面凹部の側面から地表面に対して傾斜を有する方向に所定距離の間、すり鉢状に他の遮水シートを設けるとともに、
前記１の遮水シートを、前記地面凹部あるいは前記三次元構造体の上部全面および前記他の遮水シートの地面凹部側の一部を、これと離隔させながら覆うように配設することを特徴とする雨水貯留システム。
【請求項２】
前記他の遮水シートの面積を、前記地面凹部の容積およびその地域の降雨量から決定すること特徴とする請求項１記載の雨水貯留システム。
【請求項３】
前記三次元構造体が、前記地面凹部の上空間部に突出するように形成され、その上端面に近接するように前記１の遮水シートが配設されることを特徴とする請求項１又は２記載の雨水貯留システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は雨水貯留システムに関し、詳しくは、乾燥季あるいは乾燥期間を有する地域における雨水貯留システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特に都市部で異常降雨や出水、あるいはその逆の異常乾燥といった問題が頻繁に生じており、その原因としてヒートアイランド現象が取り上げられている。かかる現象を緩和するため、雨水を利用する施設の構築が提案されており、雨水貯留構造物あるいは雨水貯留用充填材などの開発が進んでいる。こうした施設は、通常屋根や道路などの雨水を地下に浸透を抑制する施設から施設内に導かれる流入管や水路、もしくは槽の上部に降った雨を貯留する。
【０００３】
このような雨水貯留構造物として、例えば、地面にピットを堀り、その外表面に遮水シートを敷設して、その上面に複数の容器状部材を縦横および上下に積み上げ、更に最上部に覆土などを施して被覆し、雨水を貯留する構造物の発明がなされている。具体的には、図６に示すように、地面１０１を掘下げてタンク部１０２を構成する。タンク部１０２の形状は平面四辺形を基本として造成し、側壁部１０２ａは緩やかな傾斜面とする。このタンク部１０２の底部１０２ｂおよび側壁部１０２ａには、コンクリート等は打設しない。このタンク部１０２の底部１０２ｂには、砂利を敷き詰め、砂利層１０３を構成し、その砂利層１０３上に箱形部材１０４，１０４・・・を連設配置する構造物が形成されている。ここで、１０９は被覆層、１１０は側溝、１１１は流出口を表す（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記のような雨水貯留構造物においては、砂漠地帯などの乾燥地帯や、周辺に雨水を地下に浸透を抑制する建物や道路などが存在しない場合には、雨水は地下に吸収され、槽内には槽の上部に降った雨水しか貯留することができないという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２６８８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑み、乾燥季あるいは乾燥期間を有する地域においても、簡便な構造によって、蒸発による減少を防止し、少ない雨を効率よく貯留することが可能な雨水貯留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】
【０００７】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す雨水貯留システムによって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、縦部材と横部材とを接合することにより内部に空間を形成して雨水を貯留可能にする三次元構造体を地面凹部に形成するとともに、該地面凹部の表面に１の遮水シートおよび覆土を有する被覆層を形成する雨水貯留システムにおいて、前記地面凹部の側面から地表面に対して傾斜を有する方向に所定距離の間、すり鉢状に他の遮水シートを設けるとともに、前記１の遮水シートを、前記地面凹部あるいは前記三次元構造体の上部全面および前記他の遮水シートの地面凹部側の一部を、これと離隔させながら覆うように配設することを特徴とする。
【０００９】
雨水貯留システムは、地中に雨水を貯留可能な空間を確保するものであるが、貯留しうる雨水は、砂漠地帯などにおいては降雨量が制限されることから、可能な限り広範囲から雨水を収集することが好ましく、かつ収集した雨水の蒸散を防止することが求められる。本発明は、こうした要請に対して、広い開口を有し、すり鉢状に配設した他の遮水シートを設けるという簡便な構造によって、広範囲の地面からの雨水を収集するするとともに、これを貯留する地面凹部の上部を広く１の遮水シートによって覆うことによって雨水の蒸散を防止し、かつ１の遮水シートと他の遮水シートを離隔させて配設することによって、他の遮水シートの表面に沿って流入する雨水の流路を確保することができる。
【００１０】
従って、こうした構成によって、乾燥季あるいは乾燥期間を有する地域においても、簡便な構造によって、蒸発による減少を防止し、少ない雨を効率よく貯留することが可能な雨水貯留システムを提供することが可能となる。しかも、三次元構造体を施工現場に輸送する際に、縦部材と横部材とを組み立てた状態にすることなく、夫々の部材として効率よく輸送することができ、施工現場においてこれら部材を組み立てることにより、輸送コストを大幅に低減でき、建設コストを低減できる。
【００１１】
本発明は、上記雨水貯留システムであって、前記他の遮水シートの面積を、前記地面凹部の容積およびその地域の降雨量から決定することを特徴とする。
【００１２】
一般に、特定地域における雨水貯留量は、必要とされる給水量を基に、その地域の降雨量から決定される。これによって、雨水貯留システムの数や１つの雨水貯留システムにおける地面凹部の容積が決定される。本発明においては、さらに、乾燥季あるいは乾燥期間を有する地域にあっては、雨季や乾季など季節による降雨量の変動を考慮する必要があることから、雨季に十分な雨水を確保することが可能となるように、すり鉢形状の開口面積つまり他の遮水シートの面積を、その地域における年間降雨量とともに単位時当りの降雨量を基に決定することを特徴とするものである。これによって、乾燥季あるいは乾燥期間を有する地域においても、簡便な構造によって、少ない雨を効率よく貯留することが可能な雨水貯留システムを提供することが可能となる。
【００１３】
本発明は、上記雨水貯留システムであって、前記三次元構造体が、前記地面凹部の上空間部に突出するように形成され、その上端面に近接するように前記１の遮水シートが配設されることを特徴とする。
【００１４】
上記のように、本発明に係る雨水貯留システムであっては、他の遮水シートの表面に沿って流入する雨水の流路を確保するために、１の遮水シートと他の遮水シートを離隔させて配設することを特徴とする。このとき、両者の間に通水性の覆土を配設せずに、三次元構造体を地面凹部の上空間部に突出するように形成し、その上端面に１の遮水シートが近接するように配設することによって、１の遮水シートと他の遮水シートとの間に前記突出部分に相当する離隔距離を確保することができる。また、三次元構造体の堅牢な空間部を形成することによって、想定以上の増水時にも雨水貯留システムの機能を損なわずに雨水を貯留することが可能となる。なお、こうした構成の形成には、突出部分だけ三次元構造体の高さを増加させる方法と、三次元構造体の高さはそのままとし、他の遮水シートの一端を地面凹部の側面の上端部ではなく側面の中央部分とする方法がある。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明を適用することによって、乾燥季あるいは乾燥期間を有する地域においても、簡便な構造によって、蒸発による減少を防止し、少ない雨を効率よく貯留することが可能な雨水貯留システムを提供することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
＜本発明に係る雨水貯留システム＞
本発明に係る雨水貯留システム（以下「本システム」という）は、縦部材と横部材とを接合することにより内部に空間を形成して雨水を貯留可能にする三次元構造体（以下、単に「構造体」という）を地面凹部に形成するとともに、地面凹部の表面に１の遮水シート（以下「遮水シートＡ」という）および覆土を有する被覆層を形成する雨水貯留システムにおいて、地面凹部の側面から地表面に対して傾斜を有する方向に所定距離の間、すり鉢状に他の遮水シート（以下「遮水シートＢ」という）を設けるとともに、遮水シートＡを、地面凹部あるいは構造体の上部全面および遮水シートＢの地面凹部側の一部を、これと離隔させながら覆うように配設することを特徴とするものである。
【００１７】
図１は、本システム全体の概要を例示する（第１構成例）。第１構成例は、遮水シート１が施された地面凹部２（以下、ピットということがある）に、縦部材と横部材が接合された構造体３が配設されるとともに、その上部に遮水シートＡおよび覆土４，４ａが施されて被覆層を形成し、構造体３内部に形成された空間５が外部から遮閉される。さらに、このピット２の側面上端部２ａからすり鉢状に遮水シートＢが配設され、幅ｄ（放射状の場合は直径ｄ）の開口部６が形成される。また、被覆層には、取水管７および、複数箇所には、点検孔８が設けられている。
【００１８】
遮水シートＡは、遮水シートＢと離隔させながら（図１においては離隔距離Ｓ）、ピット２および遮水シートＢのピット２側端部の一部を覆うように配設する。これによって、遮水シートＢの表面に沿って流入する雨水の流路を確保することができるとともに、ピット２からの雨水の蒸散を防止することができる。特に、砂漠地域のように夜間と昼間の温度差の大きな場所に設けられた場合には、ピット２を含めた広い範囲を覆う遮水シートＡの役割は大きい。つまり、昼間においては、地下の設置および遮水シートＡによる熱の遮断効果によってピット内での低い水温を維持することができ、夜間においては、地面の温度低下に伴う相対的な水温の上昇による蒸散に対して、覆土４の温度と同じ低温の遮水シートＡによる蒸気の凝縮および凝縮水の還流効果によって雨水の減少を防止することができる。また、遮水シートＡの配設時には、図２（Ａ）のような片勾配、あるいは図２（Ｂ）のような両勾配を設けることが好ましい。遮水シートＡの上面からの水の収集効率を上げることができる。さらに、両勾配を設けた場合には、その頭頂部にガス抜き装置（図示せず）を設置し、ピット２から発生するガスを集中的に抜き出すことができる。
【００１９】
遮水シートＡおよび後述する遮水シートＢには、各種の材料が使用できる。例えば、高弾性率材料としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、ポリプロピレン(ＰＰ)等が挙げられ、中弾性率材料としては、軟質ポリプロピレンアロイ（ポリプロピレン・エチレンプロピレンアロイ：ＦＰＡ）、ポリオレフィン系エラストマ−（ＴＰＯ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、ポリウレタン（ＴＰＵ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)等が挙げられ、低弾性材料としてはエチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム（ＥＰＤＭ）、軟質ポリ塩化ビニル(ＰＶＣ)等が挙げられる。
【００２０】
遮水シートＢは、一端部が遮水シート１と接合され、他端部がシート固定部分９によって固定される。このとき、シート固定部分９は、図２（Ｃ）に例示するように、Ｕ字状に埋め込むことによって、堅固な固定が可能となる。また、シート固定部分９は、表層の砂や土が動いても影響のない深さに設置することが好ましい。具体的には、ＥＰＤＭシートの軟らかい材料で固定部に力が働かない場合は、例えば０．３・０．３・０．３ｍ（計０．９ｍ）程度とし、ＨＤＰＥシートのように強度があり温度低下による収縮により発生する応力が大きい材料の場合は、０．７・０．７・０．７ｍ（計２．１ｍ）程度とすることが好ましい。また、本システムの上部はオープンであることから、温度の影響や埋立物の影響により遮水シートＢが引き込まれる可能性があるが、覆土によって地中に配設された状態では、施工中に若干の引き込みを除き施工後において問題となることはない。従って、例えば深さ０．５〜２．５ｍ程度が好ましい。
【００２１】
遮水シートＢのすり鉢状の傾斜角度θは、可能な限り広範囲の雨水を収集することが好ましい一方、雨水が速やかにその表面を下方に移動可能であることが好ましいことから、５〜４５°より好ましくは１０〜３０°が好適である。また、施工上、砂の安定角は通常３０°程度であることから、雨水の収集機能と合せて考慮すると、砂地であれば３０°程度が一番安定した状態であるといえる。さらに、下地盤の状態によっては４５°以上も可能であるが、雨水の収集効率を考慮すると上記範囲、特に３０°程度が好ましい。
【００２２】
降雨は、図３に例示するように、開口部６全体から覆土４を介して本システムに流入する。遮水シートＡの上部に降った雨水Ｒ１は、遮水シートＡに沿って遮水シートＢに移動し、それ以外の遮水シートＢの上部に降った雨水Ｒ２とともに、遮水シートＢからピット２に流入する。ピット２に貯留された雨水Ｒは、必要に応じて取水管７を取り出される。
【００２３】
次に、本システムの他の実施態様を、図４（Ａ）に例示する（第２構成例）。第２構成例は、基本的な構成は、第１構成例と同様であるが、覆土４ａに代えて、構造体３が地面凹部２の上空間部２ｂに突出するように形成され、その上端面３ｃに近接するように遮水シートＡが配設される点において第１構成例と相違する。上空間部２ｂに構造体３が突出することによって、遮水シートＡと遮水シートＢとの間に、離隔距離Ｓを確保することができ、遮水シートＢの表面に沿って流入する雨水の流路を確保することができる。また、構造体３の堅牢な空間部３ｂを形成することによって、図４（Ａ）に示すように、想定以上の増水時にも雨水貯留システムの機能を損なわずに雨水Ｒを貯留することが可能となる。集中的な降雨が予想される乾燥地域等において、大掛かりな構成とすることなく、本システムを適用する場合に好適である。
【００２４】
なお、こうした第２構成例のような構造の形成には、図４（Ａ）のように、ピット２の上空間部２ｂに突出する部分だけ構造体３の高さを増加させる方法以外に、図４（Ｂ）のように、構造体３の高さはそのままとし、遮水シートＢの一端Ｂａを構造体３の上端面３ｃではなく、構造体３の中央部分３ｄ近傍とする方法がある。
【００２５】
〔本システムに用いられる構造体〕
次に、本システムに用いられる構造体３について説明する。図５は、本実施形態に係る構造体３として、接続治具３１と横部材３２と縦部材３３とを組み立てた単位ブロックの斜視図を例示する。本システムを形成する構造体３は、この単位ブロックを縦方向、横方向および高さ方向に接合して構成される。具体的には、縦部材３３を共有しながら４つの方向に横部材３２を嵌合させながら繰り返し接合することによって、桝目状の単位ブロックを上下・縦横に拡張して任意の大きさの構造体３を形成することが可能となる。また、縦空間を形成する構成のみについて述べたが、縦部材３３の接合部分において、縦部材３３と横部材３２それぞれに垂直な板状体を挿入し、縦空間を遮断する構造あるいは通過不可能な構造を形成することが可能である。特に構造体３に対する横方向および斜め方向からの力に対する強度を挙げることができる。
【００２６】
接続治具３１は、図５に示すように、縦部材３３に外嵌可能な筒状部３１ａと、外周面の４箇所から突出して横部材３２の端部と係合して両者を接続する突出部３１ｂを有していて、突出部３１ｂには、後述する横部材３２の端部突起３２ａを受け入れて係合する貫通孔３１ｃが４箇形成されている。さらに、筒状部３１ａ内部にも、やや小径の貫通孔が形成されて重量軽減が図られているとともに、雨水を下方に移動させて貯留させるようになっている。
【００２７】
縦部材３３は、所定長さを有する円筒形をしており、接続治具３１の筒状部３１ａに内嵌可能になっている。横部材３２も、立設された各縦部材３３の上端に接続治具３１を嵌合して装着しておき、２本の縦部材３３に装着された各接続治具３１同士の内、互いに隣接する２個の接続治具３１の貫通孔３１ｃの夫々に、横部材３２を挿入させて係合することにより、縦部材３３と横部材３２とを接続し、これを繰り返して、ジャングルジム状に構造体３を形成する。
【００２８】
構造体３を構成する接続治具３１と横部材３２と縦部材３３の材質は、構造体の強度および無害性が確保され、長期の雨水との接触によって変質・腐蝕されない材料であれば、特に制限されないが、接合部Ａの加工性あるいは輸送や現場での組立作業の容易性などから軽量で成型が容易な樹脂製素材が好適である。具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を使用してもよいし、必要な強度が得られれば、各種の熱可塑性樹脂を使用することができる。また、樹脂製に代えてステンレス鋼などの金属製パイプとすることもでき、樹脂製パイプ状縦部材の内部にコンクリートを注入したり、あるいは鉄筋コンクリートを挿入したりして補強してもよい。さらに、同じ材質の樹脂製とせずに、異なる材質の樹脂製であってもよい。また、ガラス繊維を上記構成部材に混入させてもよい。ガラス繊維は、構成部材の比重を高めるだけでなく、強度、寸法安定性をも高めることができて好ましい。
【００２９】
ここで、構造体３の大きさについては、処理される雨水量の仕様によって任意に設定されるが、（１）必要とされる雨水貯留浸透槽の内部容積を確保すること、および（２）その保守点検が可能な空間および開口を確保できること、に加え、（３）積載される単位ブロックの自重および覆土４による圧縮に耐えうる強度を確保できること、が求められることから、例えば長さおよび奥行きを、数ｍ〜数１０ｍ程度とし、高さをその１／５〜２倍程度とすることが好ましい。
【００３０】
構造面において、図５ではパイプ状の縦部材３３を接続治具３１の筒状部３１ａに内嵌可能に構成した例を示したが、接続治具３１の筒状部３１ａの外径を小さくして、縦部材３３に内嵌させるようにしてもよい。また、構造体３は、少なくとも１０８ｋＮ／ｍ２以上の圧縮強度を有することが好ましい。このようにすれば、最上部に覆土２ｍ程度（負荷：約３６ｋＮ／ｍ２）を施工したとしても、土圧の３倍以上となる十分な強度を有する。具体的には、長さ約４０ｃｍのパイプ状縦部材と長さ４０ｃｍの横部材を組み合わせる場合には、６．２５本／ｍ２となり少なくとも圧縮強度約１７．２８ｋＮ／本を有するパイプ状縦部材を用いる。
【００３１】
〔その他本システムの付加機能について〕
本システムにおいては、ピット２の内部に貯留された雨水を対流させる対流生成機構（図示せず）を設けることが可能である。例えば、対流生成機構の先端に設けられたスクリューをピット２の内部に挿入し、貯留されている雨水を撹拌・対流させ、構造体３に付着している土砂や固形物などの堆積物を底部に落下させることができる。
【００３２】
〔本システムの形成〕
次に、本システムを形成するに当たり、第１構成例について、図１に示すような断面を有する円錐および円筒の組み合わせた形状を有する場合を想定して、その方法および留意点について述べる。
【００３３】
（１）まず、地面に１〜５ｍ程度のピット２を掘削・形成するとともに、その周辺をピット２の側面の上端部２ａから傾斜角θの平面を掘削し、すり鉢状の空間を形成する。このとき、すり鉢状の開口部６の端部にシート固定部分９を設ける。
【００３４】
（２）次に、ピット２の底面に砕石、砂などを敷設・施工し、平準化して基礎を形成し、さらにその表面および側面に遮水材である遮水シート１を敷設する。
【００３５】
（３）樹脂製の縦部材と横部材とから、ピット２の内容積に応じた構造体３を形成する。ピット２の内容積が大きい場合には、ピット２内で構造体３を組み立ててもよいし、構造体３をピット２外で組み立てた後、ピット２内に配置するようにしてもよい。このようにして組み立てた構造体３は、樹脂製あるいは金属製などのベルトで締結・固定されることが好ましい。
【００３６】
（４）この状態で、ピット２の側面部を、必要に応じて埋め戻しを行うとともに、すり鉢状の平面は、遮水シートＢを覆い、その一端部を遮水シート１と接合あるいは重複させて固定するとともに、他端部をシート固定部分９によって固定する。
【００３７】
（５）次に、所定の位置に取水管７および複数箇所に点検孔８を配設し、ピット２全体を通水シートあるいは通水可能シール部材によって被覆した後、その上から０．５ｍ以下の土砂を被覆して覆土４ａとする。
【００３８】
（６）覆土４ａの上面に遮水シート１を被覆し、その上から０．５〜１ｍ程度の土砂を被覆して覆土４とする。これら遮水シート１、覆土４および覆土４ａによって被覆層を形成する。そして、これら被覆層には、取水管７および点検孔８が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る雨水貯留システムの第１構成例全体の概要を例示する説明図
【図２】本発明に係る雨水貯留システムにおける遮水シートの配設状態を例示する説明図
【図３】本発明に係る雨水貯留システムにおける雨水の流れを例示する説明図
【図４】本発明に係る雨水貯留システムの第２構成例の概要を例示する説明図
【図５】本発明に係る雨水貯留システムに用いられる構造体を例示する説明図
【図６】従来技術に係る雨水貯留構造物を例示する説明図。
【符号の説明】
【００４０】
１，Ａ，Ｂ  遮水シート
２    地面凹部（ピット）
２ａ  側面上端部
３    三次元構造体（構造体）
４，４ａ  覆土
５    空間
６    開口部
７    取水管
８    点検孔
９    シート固定部分
ｄ    開口部の幅
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２  雨水
Ｓ    離隔距離
【図１】
2009062686.tif 000003
【図２】
2009062686.tif 000004
【図３】
2009062686.tif 000005
【図４】
2009062686.tif 000006
【図５】
2009062686.tif 000007
【図６】
2009062686.tif 000008