(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地表に形成された湿地、ため池等の閉鎖性水域の下方に透水性地盤領域を介在させる形で所定の水補給手段を埋設することで、該水補給手段から放出された水が前記透水性地盤領域を上昇して前記閉鎖性水域の底面から該閉鎖性水域内に滲入するように構成したことを特徴とする閉鎖性水域の水質汚濁防止構造。
【請求項２】
互いに離隔した状態で地表に形成された湿地、ため池等の一対の閉鎖性水域のうち、一方の閉鎖性水域の下方に透水性地盤領域を介在させる形で所定の水補給手段を埋設するとともに、他方の閉鎖性水域に前記水補給手段の給水側を連通接続し、前記他方の閉鎖性水域の水位を前記一方の閉鎖性水域の水位よりも高く維持するように構成するとともに、前記水補給手段から放出された水が前記透水性地盤領域を上昇して前記一方の閉鎖性水域の底面から該一方の閉鎖性水域内に滲入するように構成したことを特徴とする閉鎖性水域の水質汚濁防止構造。
【請求項３】
前記透水性地盤領域を砂層又は礫層で構成した請求項１又は請求項２記載の閉鎖性水域の水質汚濁防止構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湿地、ため池等の閉鎖性水域の水質汚濁防止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
湖沼等の閉鎖性水域においては、水質の富栄養化による水質汚濁が問題となる。すなわち、リンや窒素といった栄養塩類の濃度が増加して水質が富栄養化すると、表層で大量発生した植物プランクトンが死骸となって水底に沈降し、該水底では、かかる死骸の有機物分解で多量の酸素が消費され嫌気性の環境となって貧酸素化する。
【０００３】
また、かかる底層での貧酸素化は、アンモニアや硫化水素などが底泥や水中の有機物から溶出し、貧酸素化と相まって多くの水生生物が死滅する原因となるとともに、栄養塩類の溶出によって水質の富栄養化がさらに進行するといった悪循環をもたらす。そして、上層と底層とが対流しない夏期においては、かかる傾向がいっそう顕著となる。
【０００４】
このような問題は、水域面積が比較的小さな湿地やため池でも同様に生じ、水質汚濁を改善すべく、流入負荷の低減、底泥の浚渫、藻類除去、底質被覆等を適宜行うとともに、湿地やため池内の水交換を強制的に行うなどの方法が試みられてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、水交換による方法については、一定の効果が得られることがわかってきたものの、水循環施設が別途必要となるため、経済性の観点で採用が困難であるという問題を生じていた。
【０００６】
また、水交換を行う際、水の流入速度が大きいと濁水が発生し、水生生物の棲息環境を損なってしまうという懸念もあった。
【０００７】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、多大の設備コストや維持コストをかけることなく、湿地、ため池といった閉鎖性水域を良好な自然環境に維持することが可能な閉鎖性水域の水質汚濁防止構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造は請求項１に記載したように、地表に形成された湿地、ため池等の閉鎖性水域の下方に透水性地盤領域を介在させる形で所定の水補給手段を埋設することで、該水補給手段から放出された水が前記透水性地盤領域を上昇して前記閉鎖性水域の底面から該閉鎖性水域内に滲入するように構成したものである。
【０００９】
また、本発明に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造は請求項２に記載したように、互いに離隔した状態で地表に形成された湿地、ため池等の一対の閉鎖性水域のうち、一方の閉鎖性水域の下方に透水性地盤領域を介在させる形で所定の水補給手段を埋設するとともに、他方の閉鎖性水域に前記水補給手段の給水側を連通接続し、前記他方の閉鎖性水域の水位を前記一方の閉鎖性水域の水位よりも高く維持するように構成するとともに、前記水補給手段から放出された水が前記透水性地盤領域を上昇して前記一方の閉鎖性水域の底面から該一方の閉鎖性水域内に滲入するように構成したものである。
【００１０】
また、本発明に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造は、前記透水性地盤領域を砂層又は礫層で構成したものである。
【００１１】
本発明に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造においては、水補給手段から放出された水が透水性地盤領域を上昇して閉鎖性水域の底面から該閉鎖性水域内に滲入し、栄養塩類の濃度を低下させる。そして、かかる栄養塩類の濃度低下により、水質の富栄養化ひいては植物プランクトンの大量発生が防止されるとともに、水底における貧酸素化も防止される。
【００１２】
また、水補給手段から放出される水は、透水性地盤領域を通って閉鎖性水域内へと穏やかに滲入するため、その流入速度はおのずと抑制されることとなり、かくして、水の流入に伴う閉鎖性水域内での濁水発生も未然に回避される。
【００１３】
水補給手段は、何らかの方法で周囲の土壌に水を放出して閉鎖性水域に水を補給することができる限り、水補給のためのエネルギー源をどこに求めるかは任意であり、例えば、給水側に上水道を接続して水を圧送する構成としたり、同じく給水側をポンプを介して所定の貯水槽に接続し、該貯水槽に貯水された水をポンプ圧送する構成が考えられる。
【００１４】
ここで、請求項２に係る発明においては、一方の閉鎖性水域の下方に透水性地盤領域を介在させる形で所定の水補給手段を埋設するとともに、他方の閉鎖性水域に水補給手段の給水側を連通接続し、他方の閉鎖性水域の水位を一方の閉鎖性水域の水位よりも高く維持するように構成してあるので、両水位の差、すなわち水頭差により他方の閉鎖性水域内の水が水補給手段から放出され、透水性地盤領域を介して一方の閉鎖性水域内に滲入する。そのため、水補給に要するエネルギーを節約することができる。
【００１５】
また、水補給手段は、何らかの方法で水を周辺土壌に放出して閉鎖性水域に水を補給することができる限り、どのように構成するかは任意であり、例えば、多孔管を用いて構成することが考えられるが、かかる水補給手段を砂層又は礫層で構成したならば、比較的低コストで大規模な水補給手段を構成することが可能となる。
【００１６】
湿地、ため池等の閉鎖性水域は、自然に形成されたものでもよいし、人工的に形成されたものでもよい。ちなみに、前者においては、特定区域の自然環境を保護するような場合に資することとなり、後者においては、アメニティーに富んだ快適な水際空間を自然公園内に設置するような場合に資することとなる。なお、湿地、ため池等の閉鎖性水域は、当然ながら、雨水等を貯留できる不透水層で周辺地盤と隔離されている必要があるが、該不透水層を自然に形成されている粘土層で構成するか、人工的に敷設された防水シートで構成するかは任意である。
【００１７】
透水性地盤領域は、例えば砂層や礫層で構成することが考えられる。なお、当初の地層構成をそのまま利用できる場合には、透水性地盤領域を人工的に構築する必要はないし、例えば粘土層が拡がっているような場合には、これを砂層や礫層に置換する地盤改良を行えばよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００１９】
（第１実施形態）
【００２０】
図１は、本実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造を示した鉛直断面図である。同図でわかるように、本実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造１は、地表に形成された湿地、ため池等の閉鎖性水域２の下方に砂層からなる透水性地盤領域３を介在させる形で水補給手段としての多孔管４を埋設してある。
【００２１】
透水性地盤領域３は、例えばその透水係数が１０-5〜１０-6cm/sとなるように締め固めることが考えられる。
【００２２】
多孔管４には多数の透水孔５を形成してあるとともに、その給水側を配管７を介して貯水槽６に接続してあり、該貯水槽に貯留された水を透水孔５から周囲の土壌に放出できるようになっている。貯水槽６を設置するにあたっては、多孔管４からの水の放出速度が早すぎて閉鎖性水域２内に濁水を発生することがないよう、なおかつ多孔管４からの放出速度が遅すぎて閉鎖性水域２内に実質的に滲入できないことがないよう、その設置高さを適宜調整する。
【００２３】
なお、閉鎖性水域２の水位が上昇する場合には、必要に応じてポンプ等で適宜排水すればよい。また、その際、排水された水をポンプで貯水槽６に戻して循環させるようにしてもよい。また、閉鎖性水域２内の水や多孔管４から放出された水が周辺地盤に逸散せぬよう、防水シート８からなる不透水層を多孔管４の下方に敷設してある。
【００２４】
本実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造１においては、水補給手段である多孔管４の透水孔５から放出された水は、透水性地盤領域３を構成する砂粒子の間隙を上昇して閉鎖性水域２の底面から該閉鎖性水域内に滲入し、閉鎖性水域２の栄養塩類の濃度を低下させる。そして、かかる栄養塩類の濃度低下により、水質の富栄養化ひいては植物プランクトンの大量発生が防止されるとともに、水底における貧酸素化も防止される。
【００２５】
また、多孔管４から放出された水は、透水性地盤領域３を通って閉鎖性水域２内へと穏やかに滲入するため、その流入速度はおのずと抑制されることとなり、水の流入に伴う閉鎖性水域２内での濁水発生も未然に回避される。
【００２６】
以上説明したように、本実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造１によれば、地表に形成された湿地、ため池等の閉鎖性水域２の下方に透水性地盤領域３を介在させる形で水補給手段である多孔管４を埋設し、該多孔管の透水孔５から水を放出するように構成したので、該透水孔から放出された水は、砂層からなる透水性地盤領域３内を上昇し、閉鎖性水域２の底面から該閉鎖性水域内に穏やかに滲入する。
【００２７】
そのため、閉鎖性水域２内の水交換がゆっくりとした速度で行われることとなり、該閉鎖性水域内に濁水を発生させることなく、清浄な水質を維持し、あるいは汚濁した水質を改善することが可能となり、かくして多大の設備コストや維持コストをかけることなく、湿地、ため池といった閉鎖性水域を良好な自然環境に維持することができる。
【００２８】
本実施形態では、防水シート８で不透水層を構成したが、これを自然の粘土層で代用可能であることは言うまでもない。
【００２９】
また、本実施形態では、本発明の水補給手段を多孔管４で構成したが、これに代えて図２に示すように構成してもよい。
【００３０】
すなわち、同図に示す閉鎖性水域の水質汚濁防止構造は、上述の実施形態と同様、閉鎖性水域２の下方に砂層からなる透水性地盤領域３を介在させる形で水補給手段を埋設するとともに、該水補給手段の給水側を配管７を介して貯水槽６に接続し、該貯水槽に貯留された水を周囲の土壌に放出できるようになっているが、本変形例では、かかる水補給手段を礫層１１で構成してある。かかる構成によれば、比較的低コストで大規模な水補給手段を閉鎖性水域の下方に構成することが可能となる。
【００３１】
（第２実施形態）
【００３２】
図３は、第２実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造２１を示した鉛直断面図である。同図でわかるように、本実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造２１は、互いに離隔した状態で地表に形成された湿地、ため池等の一対の閉鎖性水域２ａ、２ｂのうち、一方の閉鎖性水域２ａの下方に透水性地盤領域３を介在させる形で水補給手段としての礫層２２を埋設するとともに、該礫層を他方の閉鎖性水域２ｂの底面まで延設してその給水側を該他方の閉鎖性水域に連通接続し、他方の閉鎖性水域２ｂの水位を一方の閉鎖性水域２ａの水位よりも高く維持するように構成してある。
【００３３】
透水性地盤領域３は、例えばその透水係数が１０-5〜１０-6cm/sとなるように締め固めることが考えられる。また、礫層２２は、例えばその透水係数が１０-4〜１０-5cm/sとなるように礫の大きさ等を調整することが考えられる。
【００３４】
ここで、閉鎖性水域２ａ、２ｂの水位を調整するにあたっては、礫層２２からの水の放出速度が早すぎて閉鎖性水域２ａ内に濁水を発生することがないよう、なおかつ礫層２２からの放出速度が遅すぎて閉鎖性水域２ａ内に実質的に滲入できないことがないよう、その水位差を適宜調整する。
【００３５】
なお、閉鎖性水域２ａの水位が上昇する場合には、必要に応じてポンプ等で適宜排水すればよいし、閉鎖性水域２ｂの水位が下がる場合には、必要に応じてポンプ等で給水すればよい。また、その際、閉鎖性水域２ａから排水された水を閉鎖性水域２ｂに戻すことで水を循環させるようにしてもよい。また、閉鎖性水域２ａ、２ｂ内の水や礫層２２から放出された水が周辺地盤に逸散せぬよう、防水シート８からなる不透水層を礫層２２の下方に敷設してある。
【００３６】
本実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造２１においては、閉鎖性水域２ｂ内の水は、閉鎖性水域２ａとの水位差によって流出して礫層２２内を流れ、閉鎖性水域２ａの下方にて周囲の土壌に放出される。そして、礫層２２から放出された水は、透水性地盤領域３を構成する砂粒子の間隙を上昇して閉鎖性水域２ａの底面から該閉鎖性水域内に滲入し、閉鎖性水域２ａの栄養塩類の濃度を低下させる。そして、かかる栄養塩類の濃度低下により、水質の富栄養化ひいては植物プランクトンの大量発生が防止されるとともに、水底における貧酸素化も防止される。
【００３７】
また、礫層２２から放出された水は、透水性地盤領域３を通って閉鎖性水域２ａ内へと穏やかに滲入するため、その流入速度はおのずと抑制されることとなり、水の流入に伴う閉鎖性水域２ａ内での濁水発生も未然に回避される。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造２１によれば、一方の閉鎖性水域２ａの下方に透水性地盤領域３を介在させる形で礫層２２を埋設するとともに、他方の閉鎖性水域２ｂに礫層２２の給水側を連通接続し、他方の閉鎖性水域２ｂの水位を一方の閉鎖性水域２ａの水位よりも高く維持するように構成したので、両水位の差、すなわち水頭差により他方の閉鎖性水域２ｂ内の水は、礫層２２を伝って流れ、閉鎖性水域２ａの下方にて周囲の土壌へと放出される。そして、礫層２２から放出された水は、砂層からなる透水性地盤領域３内を上昇し、閉鎖性水域２ａの底面から該閉鎖性水域内に穏やかに滲入する。
【００３９】
そのため、閉鎖性水域２ａ内の水交換がゆっくりとした速度で行われることとなり、該閉鎖性水域内に濁水を発生させることなく、清浄な水質を維持し、あるいは汚濁した水質を改善することが可能となり、かくして多大の設備コストや維持コストをかけることなく、湿地、ため池といった閉鎖性水域を良好な自然環境に維持することができる。
【００４０】
また、本実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造２１によれば、閉鎖性水域２ａ内への水補給を、閉鎖性水域２ｂとの水頭差によって行うため、雨水による自然貯留と併用することにより、水補給に要するエネルギーが一切不要となる。
【００４１】
本実施形態では、水補給手段を礫層２２で構成したが、これに代えて例えば、第１実施形態で用いた多孔管４を使用するようにしてもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、本発明に係る一対の閉鎖性水域を２つの閉鎖性水域２ａ、２ｂに適用したが、これに代えて、例えば図４のように棚田状に形成された閉鎖性水域２ａ〜２ｅのうち、互いに隣接する２つの閉鎖性水域に本発明をそれぞれ適用してもよい。
【００４３】
すなわち、同図に示す閉鎖性水域の水質汚濁防止構造３１は、互いに離隔した状態で地表に棚田状に形成された閉鎖性水域２ａ〜２ｅのうち、閉鎖性水域２ａの下方に透水性地盤領域３を介在させる形で礫層２２ａを埋設するとともに、該礫層を閉鎖性水域２ｂの底面まで延設してその給水側を該閉鎖性水域に連通接続し、閉鎖性水域２ｂの水位を閉鎖性水域２ａの水位よりも高く維持するように構成してある。同様に、閉鎖性水域２ｂ、２ｃ、２ｄの下方に透水性地盤領域３を介在させる形で礫層２２ｂ、２２ｃ、２２ｄをそれぞれ埋設するとともに礫層２２ｂ、２２ｃ、２２ｄを閉鎖性水域２ｃ、２ｄ、２ｅの底面まで延設してその給水側を該閉鎖性水域にそれぞれ連通接続し、閉鎖性水域２ｃの水位が閉鎖性水域２ｂの水位よりも高く、閉鎖性水域２ｄの水位が閉鎖性水域２ｃの水位よりも高く、閉鎖性水域２ｅの水位が閉鎖性水域２ｄの水位よりも高く維持されるように構成してある。
【００４４】
かかる構成においては、礫層２２ａとの関係では、閉鎖性水域２ａが本発明でいうところの一方の閉鎖性水域、閉鎖性水域２ｂが他方の閉鎖性水域となる。同様に、礫層２２ｂとの関係では、閉鎖性水域２ｂが本発明でいうところの一方の閉鎖性水域、閉鎖性水域２ｃが他方の閉鎖性水域となり、礫層２２ｃとの関係では、閉鎖性水域２ｃが本発明でいうところの一方の閉鎖性水域、閉鎖性水域２ｄが他方の閉鎖性水域となり、礫層２２ｄとの関係では、閉鎖性水域２ｄが本発明でいうところの一方の閉鎖性水域、閉鎖性水域２ｅが他方の閉鎖性水域となる。
【００４５】
かかる構成においても、互いに隣接する各一対の閉鎖性水域において上述したと同様の作用効果を奏するが、ここではその説明を省略する。なお、本変形例においても、閉鎖性水域２ａの水位が上昇する場合には、必要に応じてポンプ等で適宜排水すればよい。また、その際、排水された水をポンプで閉鎖性水域２ｅに戻して循環させるようにしてもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造によれば、地表に形成された湿地、ため池等の閉鎖性水域の下方に透水性地盤領域を介在させる形で水補給手段を埋設し、該水補給手段から水を放出するように構成したので、水補給手段から放出された水は、透水性地盤領域内を上昇し、閉鎖性水域の底面から該閉鎖性水域内に穏やかに滲入する。
【００４７】
そのため、閉鎖性水域内の水交換がゆっくりとした速度で行われることとなり、該閉鎖性水域内に濁水を発生させることなく、清浄な水質を維持し、あるいは汚濁した水質を改善することが可能となり、かくして多大の設備コストや維持コストをかけることなく、湿地、ため池といった閉鎖性水域を良好な自然環境に維持することができる。
【００４８】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造の図であり、(a)は全体断面図、(b)は詳細断面図。
【図２】変形例に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造の断面図。
【図３】第２実施形態に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造の断面図。
【図４】変形例に係る閉鎖性水域の水質汚濁防止構造の断面図。
【符号の説明】
１                          閉鎖性水域の水質汚濁防止構造
２、２ａ〜２ｅ              閉鎖性水域
３                          透水性地盤領域
４                          多孔管（水補給手段）
１１                        礫層（水補給手段）
２２                        礫層（水補給手段）
【図１】
0003788498.tif 000002
【図２】
0003788498.tif 000003
【図３】
0003788498.tif 000004
【図４】
0003788498.tif 000005