JPH08322400A - 土中埋設用給水管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 給水するための孔部の実質的な開口サイズを
拡大することができて給水、ひいては給気を良好に行え
るとともに、かつ、このような機能を備える孔部に対す
る土粒子や植物根の侵入を防ぐことができる土中埋設用
給水管を提供する。 【構成】 給水を土中に拡散させるための孔部３ａを所
定間隔で多数設けて給水管３となす。孔部３ａ部分に、
筒状のカバー管３０を同芯状に配設する。カバー管３０
は内径が給水管３の外径よりも大きく設定され、同芯状
とした両者の間にはスペーサ片を介装して隙間を所定に
保つ。透水シート３２をカバー管３０の外側に巻き付け
て覆い、その端部は給水管３の側へ延ばして結束する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、土中へ給水するための
土中埋設用給水管に関し、特に運動競技場などに敷設し
た芝生の成育を維持促進するための管理装置に適用され
る土中埋設用給水管に関する。

【０００２】

【従来の技術】芝生を敷設した施設には、野球やサッカ
ー、ラグビー等のスポーツを行う運動競技場やゴルフ場
などがある。近時、そうした施設では維持・管理が容易
であるため、人工芝生を敷設することが多いが、競技上
の必要性や安全性、また使用時の感触などを考慮する
と、やはり天然の芝生が優れている。

【０００３】この天然の芝生は痛みやすく、また育成の
ための給水および排水などの管理が難しい。このため、
芝生面下の土中に、給水管を埋設して給水を行うように
し、これにより芝生の成育を管理することが提案されて
いる。つまり、図６に示すように、芝生面ａ下方の土中
に、給水の拡散孔ｃを多数設けた給水管ｂを適宜に枝別
れさせて埋設し、それら給水管ｂの上流に設けた水タン
クから水を圧送して給水を行う。給水管ｂの拡散孔ｃ
は、埋設に際して上側に位置させて、上方の芝生側へ向
けるようにしている。

【０００４】排水については、給水管ｂを排水にも利用
するようにしていて、適宜な部所で分岐させた排水経路
から、自然な流下で排水したり、あるいは吸引ポンプに
より強制的に吸引して排水を促すようにしている。

【０００５】また、給水管ｂには、図示は省略したがエ
アポンプを切替え接続させるようにしており、これによ
り圧縮空気を送給して、芝生の根圏へ酸素を供給するよ
うにもしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、そうし
た従来のものでは、給水は圧送されて給水管ｂの拡散孔
ｃから加圧状態で土中へ放出され、拡散孔ｃが小径であ
ることから土中への放出圧力が大きく、このため拡散孔
ｃ近傍からその周囲の、養分を担持する土粒子が流水圧
力で押し流されてしまうとともに、水みちなる空隙が土
中に生じてしまい、芝生根の良好な成育に必要な土壌の
均質性が損なわれるおそれがある。

【０００７】その一方、給水を止めた際には土粒子が拡
散孔ｃに向かって崩落して、これが給水管ｂの拡散孔ｃ
を塞いでしまう。また、給水管を用いて給気を行うよう
にした場合には、水分や酸素を求める芝生根が拡散孔ｃ
に向かって殺到し侵入して、これを塞いでしまうおそれ
もある。

【０００８】本発明は前記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、給水するための孔部の実質的な開
口サイズを拡大することができて給水、ひいては給気を
良好に行えるとともに、かつこのような機能を備える孔
部に対する土粒子や植物根の侵入を防ぐことができる土
中埋設用給水管を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の土中埋設用給水管は、芝生面下の土中に埋設さ
れ、該土中へ給水するための土中埋設用給水管におい
て、上記給水管の表面に開口形成され、給水を流出させ
る孔部と、少なくとも該孔部及びその近傍の該給水管表
面を外側から覆うべく、該給水管表面から隙間を開けて
設けられ、該給水管表面との隙間を介して該孔部と土中
とを連通させる通水手段とを備えたことを特徴とする。

【００１０】また、前記通水手段によって前記給水管表
面との間に形成された隙間を、通水可能としつつ土中側
から塞ぐための透水性部材を備えたことを特徴とする。

【００１１】さらに、前記通水手段は、前記給水管の周
りに沿ってこれを取り囲みつつ、該給水管表面を外側か
ら覆う管状の環体であることを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の作用について述べると、給水管の表面
に開口形成した孔部から給水が流出する。この給水は、
給水管表面から隙間を開けて設けられて、少なくとも孔
部、そしてその近傍の給水管表面を外側から覆う通水手
段によって形成された当該隙間に流入し、その隙間に満
ちることになる。さらに、通水手段は、隙間を介して孔
部と土中とを連通させるようになっているので、孔部か
ら流出して隙間に満ちた給水は、この隙間からその外方
へと溢れ出して順次土中へと浸透していき、このように
して給水管からの給水が芝生面下の土中へと流出してい
くことになる。

【００１３】特に、通水手段が少なくとも孔部を外側か
ら覆っており、かつまた通水手段は、隙間を介して孔部
と土中とを連通させる機能を有するので、孔部を土中部
分から離しておくことができてこの孔部が直接土中に晒
されることがなく、この孔部に直接土粒子や芝生根が侵
入することをできる限り防止でき、その目詰まりを防止
できて、良好な給水を保証することができる。

【００１４】また、給水は上述したように、隙間から土
中へと浸透していくこととなり、この隙間が土中との境
界面をなし、この境界面における隙間の開口面積が土中
に対する通水断面積となる。従来の、土中に直接接する
孔部ではその開孔面積が通水断面積となるが、この通水
断面積の大きさは、目詰まりを生じない程度に小さく設
定せざる負えない。本発明では、給水機能において最も
重要な孔部の目詰まりは、この孔部を土中から遠く離隔
させる通水手段によって防止できているので、土中に直
接接する隙間の開口を、従来の孔部よりも大きな開口面
積に設定することができ、したがって大きな通水断面積
を確保することができる。このように大きな通水断面積
を確保できるので、従来のごとき孔部を多数集めて同じ
通水断面積とした場合と比較して、給水効率の向上を達
成することができる。また、孔部よりも大きな開口面積
に設定することができる隙間を介して給水できること
は、小さな孔部から流出してくる給水の流出圧力を、こ
の隙間で緩和させることができ、したがって通水手段の
隙間から流出する給水の圧力を小さくすることができ
る。この点、従来の小さな通水断面積の孔部から所望の
給水効率で給水するためには、相当の高圧で給水するこ
とを余儀なくされ、この結果水みちの生成や土粒子の流
亡を招くが、本発明では大きな通水断面積の確保により
小さな給水圧力でも所望の給水効率を確保することがで
き、したがって水みちの生成や、土粒子の流亡などを防
止しつつ効率よく給水することができる。

【００１５】また、上記給水管は、土中への酸素補給の
ための給気に際しても用いることができ、この場合にあ
っても給水作用と同様な作用を呈する。

【００１６】また、土中との境界をなす隙間を、通水可
能としつつ土中側から塞ぐための透水性部材を備えたの
で、給水機能を適切に維持させつつ、孔部の目詰まりを
さらに確実に防ぐことができる。

【００１７】さらに、通水手段として管状の環体を用
い、これを給水管の周りに沿って取り囲むように、給水
管表面を外側から覆って取り付けるようにすれば、きわ
めて安価に、且つ簡単に施工することができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、添付図面を参
照して説明する。図３は、本発明にかかる土中埋設用給
水管が適用される芝生の管理装置を示した斜視図であ
る。同図に示す芝生の管理装置は運動競技場に設置され
ているもので、図４は図３の芝生部分の土壌構造を説明
する断面図である。

【００１９】この芝生の管理装置は、芝生面１の近隣に
給水貯槽として溝２を配設し、芝生の成育状態に関わる
データに応じてその溝２への給水水位、すなわち溝２内
の水位を調節するようになっている。そして、溝２に接
続した給水管３から給水を、重力の作用の下、連通管作
用を利用して土中槽７内の土中へ拡散させるとともに、
土中に浸潤した給水はさらに毛管現象で浸透するように
なっている。一方、排水管４は、給水管３の下方にこれ
と直交する方向に埋設してあり、給水管３とは独立され
て排水専用に用いられ、排水を促進する構成とされてい
る。

【００２０】給水は、蓄えた雨水と排水管４からの戻し
水とを循環利用する構成とされている。つまり、一次タ
ンク６１には直接雨水が溜められるとともに、排水管４
からの排水が、一次タンク６１へと戻されるようになっ
ている。この一次タンク６１には、オーバーフローパイ
プ６２が設けられており、このオーバーフローパイプ６
２は、一次タンク６１が満水になると溢水させるように
なっている。したがって、このオーバーフローパイプ６
２からの溢水により一次タンク６１内の水は逐次希釈さ
れ、障害の発生しにくい水質へと自動的に改質調整され
るようになっている。

【００２１】一次タンク６１の水は、その汚れを浄化す
るためポンプ６９によってフィルタ６４へ送られ、清浄
化された水が二次タンク６３に蓄えられる。二次タンク
６３には、当該二次タンク６３内の水を加温するための
加温システム６８が接続されている。加温システム６８
は、熱源６８ａと、この熱源６８ａで温められた水など
の熱媒を送り出すポンプ６８ｂとから主に構成されてい
る。そして熱源６８ａからポンプ６８ｂで熱媒を二次タ
ンク６３へと供給して、給水直前の二次タンク６３内の
水を適宜に暖めることができるようになっている。この
ように給水を暖めることで水温を調節でき、芝生の生育
状態を制御することができる。この熱源６８ａとして
は、自然エネルギによるものや、余剰熱を採用すること
ができ、例えば、産業の廃熱や地熱、温泉熱、太陽熱、
化石燃料やごみ焼却熱など、廃棄されたり、未回収の熱
エネルギを利用することが好ましい。

【００２２】二次タンク６３の水は、薬剤調合機構６５
に送られて防虫剤，改良剤，液肥などの薬剤が添加さ
れ、この後、流量調整弁などの流量制御機構６６を介し
て溝２へと送られる。図示例では、二次タンク６３と薬
剤調合機構６５との間は、３つの配管で接続されてい
る。２つの配管にはそれぞれポンプ７０が備えられてい
るとともに、残りの１つの配管は二次タンク６３と薬剤
調合機構６５とを単に連結している。二次タンク６３内
の水頭圧で以降の系に給水できる場合にはポンプは不要
である一方で、それ以外の場合の給水を円滑に行うため
に２つの配管に２基のポンプ７０が設備されている。

【００２３】制御装置５には、薬剤調合機構６５、流量
制御機構６６、ポンプ６９，７０、加温システム６８が
接続され、これらは制御装置５により適宜制御されるよ
うになっている。この制御装置５には、上記溝２内に設
けられてその水位を検出する水位センサ２ａや、土中環
境因子としての湿度や温度を検出する湿度センサ５０お
よび温度センサ５１が接続されている。両センサ５０，
５１は芝生面１下の土中に埋設され、これにより芝生の
生育状態に関わるデータが得られるようになっている。
また、必要に応じて、酸素センサを埋設してこれを制御
装置５に接続するようにしてもよい。さらには、制御装
置５には、気象状態のデータとしては、大気温度、大気
湿度、日射量、雨量、季節ごとの気候データなどの気象
データを検出し蓄積させ、短期的・長期的な気候状態を
解析させて、これを制御に取り込めるように構成しても
よい。

【００２４】給水管３は、溝２に対して複数本が一方向
に並列に接続され、また溝２も芝生面１を挟んで一対配
設されて、芝生面１全域にムラなく給水できるようにな
っている。この給水管３には、図１に拡大して示すよう
に、給水を土中に拡散させるための孔部３ａが適宜間隔
を隔てて多数設けられている。この孔部３ａは、埋設に
際して上側位置とされ、上方の芝生面１側へ向けられて
いる。このように構成された給水管３に対して、少なく
とも孔部３ａ及びその近傍の給水管３表面を外側から覆
うべく、給水管３表面から隙間Ｓを開けて設けられて、
給水管３表面との隙間Ｓを介して孔部３ａと土中とを連
通させる通水手段としてのカバー管３０が備えられてい
る。また、カバー管３０によって給水管３表面との間に
形成された隙間Ｓを、通水可能としつつ土中側から塞ぐ
ための透水性部材たる透水シート３２も備えられてい
る。殊に本実施例にあっては、カバー管３０は、給水管
３の周りに沿ってこれを取り囲みつつ、給水管３表面を
外側から覆う管状の環体で構成されている。さらに詳述
すると、孔部３ａ部分には、当該孔部３ａを覆う筒状の
カバー管３０が給水管３と同軸で配設されている。この
カバー管３０は、その内径が給水管３の外径よりも大き
く設定され、また、同軸配置したこれら両者の間の隙間
Ｓ内には、図２に示すようにスペーサ片３１が複数介装
され、これらスペーサ片３１が隙間Ｓを保持しつつカバ
ー管３０を給水管３に固定するようになっている。さら
にカバー管３０の外側には、透水シート３２が巻き付け
られている。この透水シート３２は、カバー管３０を覆
いつつ給水管３の側へ延ばされ、両端部が給水管３に対
して結束されて取付けられている。この透水シート３２
は透水性のものなので給水には何ら支障なく、その一
方、土粒子および芝生根については侵入を阻止するもの
である。

【００２５】排水管４には、重力の作用で土中を流下し
てくる重力水を回収するための孔が多数設けられてお
り、複数本のこれら排水管４が給水管３の下方に、給水
管３と直交させて一方向に並列に埋設され、これら排水
管４は集合管４０に集合され、この集合管４０が一次タ
ンク６１に連結されている。さらに、集合管４０の途中
には、制御装置５で制御される開閉弁４１が設けられ、
これにより土中槽７からの排水量を調節できるように構
成されている。

【００２６】芝生を敷設した土壌は、図４に示すよう
に、床土１０、第二層１２、第三層１３と下方へ順に三
層構造とされている。床土１０は天然繊維マットに砂を
充填して作成されている。第二層１２は、火山砂利と砂
と土壌改良材とを混合したもので、この第二層１２に給
水管３が水平に埋設されている。第三層１３は単粒砕石
からなっている。しかしながら、当該土壌については一
般的に言って、上方から下方へ順次、中砂・粗砂・透水
シート・砂礫を積層した形態でもよい。透水シートは、
土中の細粒分の流亡を防ぎ、砂礫層の排水性を確保する
目的で配設される。第三層１３の下方には、略Ｕ字状の
溝部１４が排水管４に対応させて並列に複数形成され、
この溝部１４内に排水管４が所定の排水勾配で配設さ
れ、そして排水管４は単粒砕石によって埋められた状態
となっている。なお、第三層１３および溝部１４の下に
は遮水層として不透水シート１５が敷設され、これによ
り土中槽７が区画形成されるとともに、溝部１４の下流
部に排水用の桝を形成し、高効率に排水が行えるように
なっている。

【００２７】なお、周辺の土壌構成を概説すると、芝生
面１に隣接する溝２の下方は、上から下に向かって順
次、モルタル２０、コンクリート２１、砕石２２が積層
された構造となっている。

【００２８】制御装置５は、いわゆるコンピュータであ
って、水位センサ２ａや湿度センサ５０および温度セン
サ５１等から送られる検出データを基にして各部を制御
するようになっている。

【００２９】特に本装置では、水位センサ２ａで検出し
た溝２内の水位をモニタしつつ制御装置５によって二次
タンク６３から溝２へと給水する一方で、この溝２から
の土中への給水は、溝２に接続した給水管３から連通管
作用、毛管現象などを利用して行われる。

【００３０】つまり、図５に概略的に示すように、給水
ｔについては、芝生面１下の土中に不透水シート１５を
介して区画形成した土中槽７と溝２とを給水管３で接続
したので、重力の作用の下、連通管作用（サイホン作
用）によって、溝２からその水頭圧で土中槽７へと給水
が行われる。この際、土中槽７には、その水位Ｌ７が溝
２の水位Ｌ２とほぼ同水位となるように自然に水が移動
することとなり、したがって、溝２の水位Ｌ２を管理す
ることで、土中槽７の水位Ｌ７が所望の水位となるよう
に給水することができる。換言すれば、給水管３で接続
したこれら土中槽７と溝２とは、両者の水頭圧がバラン
スするようにコントロールされるもので、土中槽７の水
頭圧が溝２よりも下回れば、その差圧程度の低水圧で徐
々に自然に給水が行われることになる。そしてこの際の
給水作用は、自然な重力の作用の下における連通管作用
による水頭圧によって得られる。そして土中槽７内に供
給されて相当の水位Ｌ７にある給水ｔは、土中の毛管現
象によってさらに土中へ浸潤していくこととなり、この
段階の給水作用も自然に行われる。この溝２内の水位設
定は、土壌の温度および土壌湿度など芝生の成育状態に
関わるデータに応じて好適に調節することができ、芝生
の根に任意に給水できる。

【００３１】一方、排水については、余剰の水が重力の
作用で自然に流下してくるので、この重力水ｒを回収・
排水するものであり、給水管３の下方に専用の排水管４
を埋設してこれを行うようになっている。

【００３２】さらに、溝２に水位センサ２ａを設け、こ
の水位センサ２ａの検出信号により制御手段５で溝２の
水位調節を行うようにすれば、給水制御を自動化できて
芝生管理の自動制御化ができる。

【００３３】以上説明した実施例によれば、給水管３の
孔部３ａ部分にカバー管３０を配設したことから、当該
カバー管３０の両端にリング状の開口が生じ、これら二
つの開口は埋設した周辺の土との境界面をなす。つま
り、給水に際してはそれらリング状の開口が周辺の土に
対して実質的な開口となり、給水は孔部３ａからカバー
管３０との隙間Ｓへ抵抗なく流出し、土中へはリング状
の開口から拡散することになる。

【００３４】したがって、給水を単に拡散孔から流出さ
せる従来の管に比して開口サイズが格段に拡大し、土中
への給水の浸透を効率よく速やかに行える。もちろん、
給水管３の内部を乾燥状態として土中槽７へ通気を行う
際にも、周辺の土との境界面サイズが拡大されているの
で、通気性が極めてよい。

【００３５】また、開口サイズが拡大されていることか
ら、土中への給水の放出圧力が低減するものであり、こ
のため、土粒子および土中養分を押し流すことを防げ、
水みちの発生を防止することもできる。しかも上述した
本装置では連通管作用や重力の作用を利用して低水圧の
自然な給水を行うものなので、相乗効果を得ることがで
き、すなわち、土中への給水の浸透が極めて自然であっ
て土中の層の通水性の如何に関わらず給水の拡散を良好
に行うことができる。

【００３６】またさらに、低水圧であれば土粒子，土中
養分が動かないので、孔部３ａの目詰まりを防ぐという
面で好ましく、給水・通気が上述したように良好に行わ
れて芝生の根圏を好気状態に保つことができる。このよ
うな環境が得られるので、芝生根が給水管３の孔部３ａ
に向かって延びてくることも防止できる。しかも、カバ
ー管３０配設部の外側を透水シート３２で覆っているの
で、土粒子および芝生根の侵入を確実に防ぐことがで
き、目づまりを効果的に防止することができる。

【００３７】さらに、カバー管として管状の環体を用
い、これを給水管３の周りに沿って取り囲むように、給
水管３表面を外側から覆って取り付けるようにしている
ので、きわめて安価に、且つ簡単に施工することができ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明した実施例によれば、通水手段
が少なくとも孔部を外側から覆っており、かつまた通水
手段は、隙間を介して孔部と土中とを連通させる機能を
有するので、孔部を土中部分から離しておくことができ
てこの孔部が直接土中に晒されることがなく、この孔部
に直接土粒子や芝生根が侵入することをできる限り防止
でき、その目詰まりを防止できて、良好な給水を保証す
ることができる。そしてこのように目詰まりが防止され
るので、孔部径は従来のものよりも大きく設定すること
ができる。

【００３９】また、給水機能において最も重要な孔部の
目詰まりは、この孔部を土中から遠く離隔させる通水手
段によって防止できているので、土中に直接接する隙間
の開口を大きな開口面積に設定することができ、したが
って大きな通水断面積を確保することができる。このよ
うに大きな通水断面積を確保できるので、給水効率の向
上を達成することができる。また、孔部よりも大きな開
口面積に設定することができる隙間を介して給水できる
ことは、小さな孔部から流出してくる給水の流出圧力
を、この隙間で緩和させることができ、したがって通水
手段の隙間から流出する給水の圧力を小さくすることが
できる。したがって水みちの生成や、土粒子の流亡など
を防止しつつ効率よく給水することができる。

【００４０】また、上記給水管は、土中への酸素補給の
ための給気に際しても用いることができ、この場合にあ
っても給水作用と同様な作用を呈する。

【００４１】また、土中との境界をなす隙間を、通水可
能としつつ土中側から塞ぐための透水性部材を備えたの
で、給水機能を適切に維持させつつ、孔部の目詰まりを
さらに確実に防ぐことができる。

【００４２】さらに、通水手段として管状の環体を用
い、これを給水管の周りに沿って取り囲むように、給水
管表面を外側から覆って取り付けるようにすれば、きわ
めて安価に、且つ簡単に施工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側面図である。

【図２】図１の土中埋設用給水管の断面図である。

【図３】本発明が採用された芝生の管理装置を示す構成
図である。

【図４】図３の土壌構造を説明する断面図である。

【図５】図３に示す芝生の管理装置の作用を説明する概
略側断面図である。

【図６】土中埋設用給水管の従来例の適用を示す断面図
である。

【符号の説明】

１ 芝生面 ３ 給水管 ３ａ 孔部 ３０ カバー管 ３２ 透水シート Ｓ 隙間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芝生面下の土中に埋設され、該土中へ給
   水するための土中埋設用給水管において、上記給水管の
   表面に開口形成され、給水を流出させる孔部と、少なく
   とも該孔部及びその近傍の該給水管表面を外側から覆う
   べく、該給水管表面から隙間を開けて設けられ、該給水
   管表面との隙間を介して該孔部と土中とを連通させる通
   水手段とを備えたことを特徴とする土中埋設用給水管。
2. 【請求項２】 前記通水手段によって前記給水管表面と
   の間に形成された隙間を、通水可能としつつ土中側から
   塞ぐための透水性部材を備えたことを特徴とする請求項
   １に記載の土中埋設用給水管。
3. 【請求項３】 前記通水手段は、前記給水管の周りに沿
   ってこれを取り囲みつつ、該給水管表面を外側から覆う
   管状の環体であることを特徴とする請求項１または２に
   記載の土中埋設用給水管。