JPH06269794A - 湖沼や池のような滞留性水域の水質保全システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】湖沼や池のような滞留性水域の水質の保全ある
いは回復・保全をできるだけ自然との調和を保ちつつな
せるような水質保全システムの提供。 【構成】通水性を有する護岸２を池１のような滞留性水
域の岸に沿って岸から適度の距離で形成すると共に、こ
の護岸と岸の間に浅水深ゾーン４を形成し、この浅水深
ゾーンに水性植物群を植栽して形成するものとしてい
る。この水質保全システムでは、浅水深ゾーンの水性植
物群や微生物による浄化機能や通水性の護岸によるフィ
ルタ効果による浄化機能等が、自然の本来的に備える
“自然浄化機能”における種々の浄化メカニズムを増幅
させるように働くことにより、自然との調和性が高い処
理を実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湖沼や池のように静止
的に水が滞留している水域の水質保全システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】湖沼や池のような滞留性水域において
は、多様な動植物や微生物が生息し、これらが互いや環
境と動的に相互作用をなすことにより生態系を形成して
いる。そして、このような生態系は、その生活活動に伴
ういわゆる“自然浄化機能”を一定の範囲で持ってい
る。

【０００３】しかし、滞留性水域の周囲の水系において
は生活排水や農業排水等により汚染負荷がますます増大
する傾向にあり、自然浄化機能だけではこれを吸収でき
なくなったり、あるいはできなくなりつつある。このよ
うな状態を放置すると滞留性水域の汚染は加速的に進行
し、既にいくつかの湖沼について現実化しているよう
に、その回復が極めて困難であるような汚染状態を招い
てしまう。

【０００４】そのため、既に汚染が大きく進行した水質
の回復は勿論必要があるとして、先ず余り大きな汚染が
進まない時点で何らかの対処を行い、ますます増大する
傾向にある汚染負荷を吸収できるようにしておくことが
さらに大事なことと言える。また、このような予防的対
処を主眼とする処理においては、自然との調和について
十分に配慮することが特に望まれる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、増大する汚染負荷にさらされている滞留性水域の水
質や既に汚染が進行してしまった滞留性水域の水質の保
全あるいは回復・保全をできるだけ自然との調和を保ち
つつなせるような水質保全システムの提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による水質保全シ
ステムは、通水性を有する護岸を湖沼や池のような滞留
性水域の岸に沿って岸から適度の距離で形成すると共
に、この護岸と岸の間に浅水深ゾーンを形成し、この浅
水深ゾーンに水性植物群を植栽して形成するものとして
いる。

【０００７】この水質保全システムでは、護岸により形
成した浅水深ゾーン及び護岸が以下のように機能するこ
とにより水質の浄化・保全がなされる。即ち、先ず滞留
性水域の周囲から流入する汚染成分が滞留性水域内に拡
散するのを浅水深ゾーンの水性植物群により防止し、こ
れに伴って浅水深ゾーンに集まる汚染成分を水性植物群
及びそこに共生する多種多様な微生物によるＢＯＤ成分
の分解や富栄養化成分の吸収等として除去する。また、
浅水深ゾーンでは水性植物群によりＤＯの供給がなされ
る。一方、護岸は、その通水性によるフィルタ効果や生
物膜的効果により汚染成分の除去に機能する。これらは
何れも“自然浄化機能”に備えられる種々の浄化メカニ
ズムを増幅させるものとして働いており、自然との調和
性が高い処理を実現できる。また、浅水深ゾーンの水性
植物群落により野鳥や水中動物に恰好の生活場を与える
こともでき、自然により優しい条件となっている。

【０００８】浅水深ゾーンの滞留性水域全体に対する面
積比率は１０％前後とするのが処理能力や自然との調和
の関係から好ましく、その水深は深い所で３０ｃｍ前後
とするのが水性植物のより有効な活動にとって好まし
い。また、通水性構造の護岸は砕石を積み上げて形成す
るようにすれば、礫間接触的効果を有効に活用できるの
で、より好ましい。

【０００９】水性植物としては、例えばヨシ、アシ、マ
コモ、ガマ、フトイ等の大型抽水植物、ウォーターポピ
ー、クレソン、セリ等の抽水浮葉植物、及びタヌキモ、
スギモ等の沈水植物をそれぞれの生活形態に応じて組み
合わせて用いるのが好ましい。

【００１０】以上のような水質保全システムについて
は、生物学的な水処理装置による処理を付加し、これに
より滞留性水域内の水を循環的に処理するようにするの
が好ましい。そのための水処理装置は、護岸の外側に沿
わせる状態で設け、護岸による支持機能あるいは波に対
する保護機能等を有効に利用するようにするのが好まし
い。また、この水処理装置には、窒素及びリンの除去能
を与えると共に、この水処理装置の上に樹木を植栽し、
この樹木に水処理装置で除去した窒素及びリンを吸収さ
せる構造に形成するのが好ましい。

【００１１】また、上記のような水質保全システムにつ
いては、沖の適宜の位置に上降流形成手段を設け、この
上降流形成手段により滞留性水域の水を上降循環的に攪
拌することにより、深部水と浅部水の水を入れ換えつつ
滞留性水域全体に適度な水流を与えるようにするのが好
ましい。即ち、深部水と浅部水の水の入れ換えにより深
部へのＤＯの供給がなされ、また上降循環流に伴って滞
留性水域全体に生じる適度な水流が浅水深ゾーンにおけ
る浄化機能に促進に働き、浅水深ゾーンでの浄化能力を
向上させることができる。

【００１２】さらに、上記のような水質保全システムに
ついては、沖の適宜の位置に曝気手段を設けてＤＯの供
給を助長するようにすればより好ましく、またこの曝気
手段を噴水構造とすれば景観的にもの好ましいものとな
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。この実施
例は、面積が２ｈａ程度で約６００００ｍ³ の水量であ
る池を対象として設計された例で、この池は、その周囲
に蜜柑畑を主体とした農地や公園等が主な汚染負荷源と
なっており、現時点ではＢＯＤが1.2 程度でＳＳが2.3
程度と良好な状態にあるが、今後の汚染の増進が予想さ
れる状態にある。

【００１４】このような池について、図１及び図２に模
式化して示すように、池１の岸に沿って通水構造の護岸
２を形成する。護岸２の形成は、一般的な護岸工事に準
じて行えるもので、砕石を積み重ねて行ない、岸側の側
面には後述の浅水深ゾーン形成用の土砂止め用としてネ
ット３を張る。この護岸２の高さは美観等を配慮してそ
の先端が水面に僅かに没する程度とする。このように形
成された護岸２は、後述の上降流形成手段による循環流
や自然の循環流により矢示Ｘの如くして水流が通水する
ことにより、フィルタ効果や生物膜的効果を発揮する。
尚、この例では特に農地における肥料の浸出による富栄
養化成分の供給が多い側の岸を主体に護岸を形成するよ
うにしているが、必要に応じて岸の全体に形成するよう
にしてもい。

【００１５】このような護岸２と岸との間には、土砂を
埋めて深い所で３０ｃｍ程度の水深となる浅水深ゾーン
４を形成し、この浅水深ゾーン４に岸側から順に小ガマ
やフトイ等の大型抽水植物群５及びウォーターポピーや
クレッソン等の抽水浮葉植物群６を植栽する。

【００１６】一方、護岸２の外側には、これに沿わせる
状態で水処理装置１０を適度な距離で離した位置に２基
設置する。この水処理装置１０は、図３に示すように、
例えば断熱性の高いコンクリートを用いて防水構造で形
成した第１〜第３の三つの処理槽１１、１２、１３を連
続的に設けた構造とされている。

【００１７】第１処理槽１１は、生物膜法的にＢＯＤ成
分の分解除去を行うことを主な目的としており、汚泥ピ
ット１１ｐとして設けた下部空間を除いてその全体に鉱
物系のろ材１１ｆが充填されてなっている。

【００１８】第２処理槽１２は、窒素の除去を主になす
もので、槽内に下から順に汚泥ピット１２ｐ、資化物層
１４、及び吸着材層１５を設けてなっている。資化物層
１４は、植物の枯死体を適度の通水性が得られる密度に
充填して形成される。具体的には、例えば藁を筵のよう
な構造として用いた表皮層１４ｓの間に古畳の芯や枯枝
あるいは椎茸のほた木等を適度な大きさに砕いたものを
コア層１４ｃとして充填して形成される。この資化物層
１４は処理対象水に浸漬することにより高度に嫌気化
し、これに伴って硝酸態窒素のアンモニア態窒素及び窒
素ガスへの変換を生じる（特願平４−２９６５３３号参
照）。吸着材層１５は、資化物層１４で生じたアンモニ
ア態窒素を酸化が生じる前に吸着して除去するためのも
ので、吸着材１５ａとして礫状のゼオライトを充填して
形成されている。

【００１９】第３処理槽１３は、第２処理槽１２の吸着
材層１５で吸収し残した分のアンモニア態窒素の補助的
な吸着除去をなすと共にリンの吸着除去をなすもので、
吸着材層１５と同様の吸着材を充填した補助吸着材層１
６ａ、１６ｂの間にリン吸着材層１７を設けた構造とさ
れている。リンの吸着材１７ａとしてはアルミや鉄を多
く含む鉱物系の吸着材が用いられる。

【００２０】このような各処理槽１１、１２、１３にお
いては、それぞれに設けた仕切り壁１１ｗ、１２ｗ、１
３ｗに規制されて処理対象水が矢示Ｙの如く上昇と下降
を繰り返しつつ強制的に通水するようにされており、そ
の通水量は２基の水処理装置１０、１０で池１の全容量
（６００００ｍ³ ）を１年で一循環させることができる
ように設定される。

【００２１】吸着材１５ａ及び吸着材１７ａはそれぞれ
に吸着された窒素やリンを何らかの形で回収しないと飽
和してしまうことになるので、水面から突出させた水処
理装置１０の上部に土盛りして例えば柳のように湿地に
強い樹木を吸着材１５ａや吸着材１７ａにその根が届く
状態で植栽し、この樹木により窒素やリンの回収を行う
ことにより吸着材の持ちをよくするようにしている。

【００２２】護岸２から離れた沖にはプロペラ構造の上
降流形成手段２０及び噴水構造の曝気手段２１を数カ所
ずつ設け、上降流形成手段２０により上昇流を生じさせ
池１の水全体に上降的な矢示Ｚの如き循環流を形成する
（図４）と共に、曝気手段２１により池１の水を噴き上
げてＤＯの供給を行うようにする。これにより、池１の
水にまんべんなくＤＯが供給され、水処理装置１０にお
ける第１処理槽１１に必要な好気的雰囲気のためのエア
ーレーションとしても機能させることができる。また、
循環流は浅水深ゾーン４に向けての緩やかな水流ともな
るのでそこにおける浄化機能の促進にも働く。

【００２３】

【発明の効果】本発明による水質保全システムは、以上
説明したように、護岸及びこれにより形成した浅水深ゾ
ーンにより、自然が本来的に持つ浄化機能を増幅的に活
用するようにしてなるものなので、増大する汚染負荷に
さらされている滞留性水域の水質や既に汚染が進行して
しまった滞留性水域の水質の保全あるいは回復・保全を
自然との調和を保ちつつ効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水質保全システムを池に施す場合の構
成図。

【図２】浅水深ゾーン及び護岸の断面構造を示す模式
図。

【図３】本発明に用いる水処理装置を簡略化して示す断
面図。

【図４】上降流形成手段による水流の状態を示す模式
図。

【符号の説明】

１ 池 ２ 護岸 ４ 浅水深ゾーン ５ 大型抽水植物群 ６ 抽水浮葉植物群 １０ 水処理装置 ２０ 上降流形成手段 ２１ 曝気手段

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通水性を有する護岸を湖沼や池のような
   滞留性水域の岸に沿って岸から適度の距離で形成すると
   共に、この護岸と岸の間に浅水深ゾーンを形成し、この
   浅水深ゾーンに水性植物群を植栽して形成してなる水質
   保全システム。
2. 【請求項２】 護岸を砕石の積み上げにより形成するよ
   うにした請求項１に記載の水質保全システム。
3. 【請求項３】 護岸の外側に沿わせる状態で生物学的な
   水処理装置を設け、この水処理装置に湖沼や池の水を強
   制的に循環させるようにした請求項１〜請求項２の何れ
   かに記載の水質保全システム。
4. 【請求項４】 水処理装置に窒素及びリンの除去能を与
   えると共に、この水処理装置の上に樹木を植栽し、この
   樹木に水処理装置で除去した窒素及びリンを吸収させる
   ようにした請求項３に記載の水質保全システム。
5. 【請求項５】 沖の適宜の位置に滞留性水域の水を上降
   循環させるための上降流形成手段を設けるようにした請
   求項１〜請求項４の何れかに記載の水質保全システム。
6. 【請求項６】 沖の適宜の位置に曝気手段を設けるよう
   にした請求項１〜請求項５の何れかに記載の水質保全シ
   ステム。
7. 【請求項７】 曝気手段が噴水構造とされている請求項
   ６に記載の水質保全システム。