JPH0915081A - 廃棄物処分場の遮水構造体の漏水検知システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、必要不可欠な社会基盤の一つである
廃棄物処分場が水資源及び地下水の汚染等の公害の要因
とならないように、合成ゴム、ポリエチレン等の高分子
材料で構築された遮水構造体に適用する漏水・浸水検知
装置であって、産業廃棄物・一般廃棄物の管理型処分場
の遮水構造体に於ける漏水もしくは浸水を容易に、確実
に、しかも、特別な専門的知識が無くても容易に検知出
来るシステムの構築と共に、此れ等の施設の安全管理並
びに維持管理を低コストで行う事の出来ること、そし
て、長期の運用に耐えられるシステムの確立を主要な目
的とする。 【構成】安全に対する信頼性の確保の為に、二重にした
遮水シートを用いる事が求められる趨勢に有る廃棄物処
分場の遮水構造体に対して、３組の電極と信号変換器の
組み合わせで構成される漏水・浸水検知器回路にあっ
て、電極の組み合わせを選択する事で、異なる用途、シ
ートとシート相互間の接合部位からの漏水、上下二重に
成るシートの何れに事故が発生したかの判定、並びに、
其の発生位置の特定が可能なシステムが構築出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は遮水構造体に於ける浸水
及び漏水を容易に、そして確実に電気的に検知出来るシ
ステムであり、管理型廃棄物処分場もしくは危険物等の
貯蔵施設からの有害物質又は、あらゆる用水及び工業用
薬剤等々の漏洩の防止の為に設ける遮水構造体の保守管
理の為の、

【０００２】

【従来の技術】衆知の通り、産業廃棄物や一般廃棄物の
埋め立て処分の為の管理型最終処分場は、施設からの有
害物質の漏洩を防止する為の遮水構造体を設ける事が義
務づけられております。そして遮水構造としては、一般
に合成ゴム系又はポリエチレン等の高分子材料から成る
遮水シートで構築される。その構造は単位遮水シートの
複数を接着剤もしくは熱融着等の手段で接合して、必要
とする面積を確保し、地盤上もしくはコンクリート等で
構築した駆体の内側等に敷設して遮水構造を構築する。

【０００３】そして、遮水の目的は有害物質を含むと見
なされる廃棄物に浸透した雨水、もしくは、地盤上に浸
出した地下水の廃棄物への浸透と、其の逆流を阻止して
地下水の汚染等を防止しようとするもで、遮水構造とし
て一重の遮水シートを用いる場合と二重にした遮水シー
トで構築する場合があります。

【０００４】二重にした遮水シートを採用する場合は遮
水シートの欠損に起因する漏水又は浸水を検知する為の
監視システムの構築と、併せて構造上の物理的強度を確
保しようとするものである。

【０００５】そして、遮水シートに欠損が生じた場合の
有害物質の拡散防止の為には、其の欠損の発生した位置
（漏水点）を特定し、其の欠損を修復して対処するのが
唯一の手段であり。そして、修復工事を進める為には、
先ず位置の特定が必要条件と成ります。漏水点の特定に
は電気物理に基づく検知原理と、その他の原理に基づく
検知手段が考えられます。

【０００６】そして、遮水シートを二重にする事で物理
的強度の確保が出来る利点から、二重にした遮水シート
を用いるのが今後の主流である。そして、其の構造の一
つは二重にした遮水シートの間に出来る空間を間仕切り
した形で独立した小区画を設けて、その小区画に検知器
電極を封入し、電極からの信号線を管理棟に導き適当な
信号変換器に接続して電気物理に基づく漏水監視回路を
構築する。

【０００７】そして、その他の原理に基づく検知手段を
適用する場合は上記各小区画毎に導管を接続して、此れ
を管理棟に導き、真空ポンプ等で吸引して、空気漏れも
しくは水漏れの有無を検査して、遮水シートの欠損の有
無を検知する方法がある。

【０００８】通常上記の小区画は、或る面積を有する二
枚の遮水シートを重ねて、その周縁を密着接合して確保
する。そして、此れ等を単位遮水ユニットとし、その複
数を熱融着もしくは接着剤で接合して必要な面積を確保
して遮水構造体とするのが一般的である。従って、上記
の遮水ユニット相互間の接合面の不具合、即ち、此の部
位からの漏水の検知の為には、其の目的の為に別の検知
器を設けない限り、どの様な検知原理を用いようとも、
検知出来ない。

【０００９】電気物理に基づく場合、検知原理として電
気抵抗の変動もしくは電気抵抗の逆数である導電率を用
いる方法の二つに大別出来る。電気抵抗を指標とする場
合の検知信号は電圧信号であり、導電率を用いる場合は
電流信号と成る。

【００１０】一重の遮水シートの複数を接合して成る広
い面積を有する遮水シートを二層にして構成される遮水
構造体に於いて、検知器を構成する一対の電極の一方を
移動可能な可動電極構造とし、他方の電極を前記の二枚
の遮水シートの層間に網目状に配置して、其の電極間の
抵抗に変動が有った場合漏水事故の発生と見なす漏水検
知方法がある。そして、漏水点の検知特定の為に両電極
間に既知の電流を流し、可動電極を順次移動して電極間
の電気抵抗の変動を監視して漏水点検知回路とする方法
がある。此の場合、両電極間に介在する遮水シートの監
視には有用であるが、他方のシートの監視には用をなさ
ない。

【００１１】電気物理の原理で漏水の有無の検知を企図
する場合で、一重の遮水シートで構築される遮水構造体
に適用する場合は、一対の電極の相互間を遮水構造体で
電気的に絶縁した形で電極が配置されて検知回路が構成
される。そして、漏水位置の特定には、遮水シートで電
気的に絶縁された一対の電極の一方の電極を移動可能な
電極とし、其の電極を順次移動して、複数の地点で電気
抵抗もしくは導電率を計測する。其れ等を指標にする場
合、それぞれが測定対象物の比抵抗と電極間距離に比例
すると言う定理から、漏水点と測定地点間の抵抗もしく
は導電率を計測して、測定値の偏差から漏水点を検知・
特定する事が考案されている。

【００１２】そして二重にした遮水シートで構築される
遮水構造体に於いて、或る面積を有する二枚の遮水シー
トの間に電極間を電気絶縁体で絶縁した一対の電極を挟
持する形として、シートの周縁を接着剤又は熱融着等の
手段で密閉して、此れを単位遮水ユニットとして、それ
等の単位遮水ユニットの複数を接着剤、或いは、熱融着
等の手段で縦横に接合して必要とする面積を確保し構築
される遮水構造体に対して、単位遮水ユニット毎の電極
各々を信号変換器に導き、抵抗値もしくは導電率を指標
とする漏水検知回路が構築する事が可能である。上記の
何れの場合も、単位遮水ユニットが管理単位となる事か
ら、その単位毎の漏水の有無と漏水点とが同時に把握出
来る。しかし、単位遮水シートを構成する二枚のシート
の何れに欠損が発生したかの判断が出来ない事、及び接
合された単位遮水ユニット相互間の接合部位に於ける漏
水は検知出来ない欠点が有る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】遮水構造体を設ける命
題は有害物質の拡散の防止に有る事、そして漏水事故の
原因は其の遮水構造体の本来の目的とする機能の喪失に
ある。そして、漏水検知システムの必要性と、其の設置
目的は漏水事故の発生を検知し、漏水点の位置を確実に
特定し、容易にそして低コストで其の原因を排除し、修
復出来るようにする事と、施設の供用期間を越えた長期
間に亙り漏水事故の監視を可能とする漏水検知システム
の確立。

【００１４】そして、一重の単位遮水シートの複数を接
合して成る広い面積を有する遮水シート二層にして構成
される遮水構造体に於いて、当該遮水構造体に起こる漏
水事故発生の原因は、両方のシートが破損した場合、及
び廃棄物に接する側もしくは地盤に接する側の何れか一
方のシートが破損した場合、の三つの形態が考えられ
る。此の場合は何れのシートに事故が発生したかの判定
が重要に成る。

【００１５】二重にした遮水シートで構築される遮水構
造体に於いて、或る面積を有する二枚の遮水シートの間
に電極を挟持する形として、シートの周縁を接着剤又は
熱融着等の手段で密閉し、此れを単位遮水ユニットとす
る。そして、此れ等の単位遮水ユニットの複数を接着
剤、或いは、熱融着等の手段で接合して必要とする面積
を確保して構築される遮水構造体に対して、単位遮水ユ
ニット相互間の接合部位からの漏水事故は上記の従来技
術では検知することが出来ないこと。

【００１６】そして、電気抵抗値の変動もしくは偏差で
漏水検知を行う場合、一般に抵抗の測定は測定対象物に
既知の電流を流して、其のときの電圧降下を計測して、
オームの法則から求められるものである。此のときの情
報は電圧信号であり、廃棄物処分場等にあっては信号を
管理棟等に導く為に、少なくとも２００ｍ以上の信号線
の延長が必要になる。電圧信号を扱う場合の冗長な信号
線は電磁誘導等の外乱の影響を受け易いので、其の影響
が無視出来るのには信号レヴェルが雑音成分に比して充
分に大きい事が必要になる。そして、外乱の影響を少な
くしない限り計測の再現性に問題を残すことに成るの
で、専門的な知識がないと信頼性の有るデーターが得ら
れない。

【００１７】そして水溶液中の電気電導はイオンの移動
に依り行われるもので電子電導とは異なる挙動を示す。
その一つとして電気電導度（＝抵抗値が高い）が低いと
電流密度を高める事が難しい事から必要とする信号レヴ
ェルを得る為には、電極間の電圧を高くするか、抵抗値
を低く、即ち電極間距離を短くしなければ成らない事と
なる。

【００１８】そして、当該システムに於ける抵抗計測は
水溶液の電気分解作業と同一と見なせる。従って、対象
とする電極間で消費されるエネルギーが大きくなればな
るほどに電極間に於ける電気化学的な仕事量が増える事
と成り、水溶液中のイオンの挙動として、電極間のイオ
ン分布が直線的でなくなる結果となり計測結果の再現性
に問題を残す。

【００１９】

【発明の目的】必要な社会基盤の一つで不可欠な施設で
ある廃棄物処分場が公害、水資源及び地下水等の汚染の
要因と成る事が有っては成らない。そして、我が国にあ
っては廃棄物処分場施設が川上に設置される事が多いの
で、施設からの汚染水及び有害物質の漏洩を完全に防ぐ
必要がある。其の為には、従来技術の抱える問題を解消
して信頼性の有る施設管理技術の確立にあり、其の運用
に専門技術者の知識がなくても信頼性のある結果が得ら
れ、長期の運用に耐えられるシステムの確立に有る。

【００２０】

【課題を解決する為の手段】上に記した目的の遂行の為
に当該漏水検知システムが３ないし４個の電極Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄと適当な信号変換器で構成される。そして単位検
知器は一対の電極で構成されるが、設けられた３ないし
４個の電極の中で、其の組み合わせを信号変換器に設け
た切り替スイッチで選択して、複数の異なる目的機能を
もたせた漏水検知回路が構成出来るようにする。そし
て、その電極材料は異種材質の組み合わせとする事で、
取り出せる信号を電流値とし、他方電圧値として処理す
る必然性が有る場合には、高い信号レヴェルが取り出せ
る当該検知器電極間の物理的距離が短く設定出来て、長
期の使用で其の機能を失うおそれの無い場合に限定し
て、電圧信号を採用する。

【００２１】

【作用】最小限度の電極で複数の異なる検知目的の漏水
検知回路が構成出来る。そして、検知器を構成する電極
を異種材質で構成する事で検知信号を電流値とする事が
可能となり、その場合の電極は通常大地に対して無電位
（無電圧）であるので、特に可動電極の取り扱いが安全
である事。信号を電流値とする事で電磁誘導等の影響が
少なく成り信号線の延長に対する制約が少なくなる事、
及び、信号線に対しての電磁遮蔽等の特段の対策を必要
としない。導電率を指標とする場合、自己発電型検知器
と成るので、複数の検知回路を構築する必要が有る場合
に、検知回路相互間の影響が少なくなり、計測結果の再
現性が確保出来る。従って、専門的な知識がなくとも信
頼の置ける計測結果が得られる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明に係わる遮水構造体の構造とし
て一重の遮水シートを二層にして用いる場合と二重にし
た図３及び図４に示す遮水単位ユニットで構築する場合
がある、それぞれに適用する電気物理に基づく漏水検知
システムの実施例を添付図面を参照して詳述する。

【００２３】図５は，図３に示す遮水単位ユニットの複
数を接合して構築される遮水構造体の場合の漏水検知器
を構成する為の電極Ａ（１６），Ｂ（１３ａ），Ｃ（１
４ａ），Ｄ（１７）の配置を示す図面である。電極各々
は同種の、もしくは異種の材質から成る電極とする事が
可能であり、そして、同種材質の電極の組み合わせに成
る場合の検知器の信号出力は電圧値（＝抵抗値）と成る
が、異種材質の組み合わせに成る場合の信号出力は電流
値（＝導電率）と成ります。 そして、漏水検知システ
ムとしては各遮水単位ユニット毎に順次監視もしくは同
時並行監視出来る信号変換器と各電極の組み合わせから
成る検知器とで構成される。此の場合、電極Ａは可動電
極とし、電極Ｄ（１７）を地盤上に網目状に敷設する。
検知器の構成はＡ−Ｂ，Ｂ−Ｃ，Ｃ−Ｄ及びＡ−Ｄの組
み合わせが可能に成る。電極Ａ−Ｄから成る検知器は遮
水単位ユニット（１０ａ）相互間の接合部位からの漏水
検知の用に供するもので、可動電極Ａを移動して順次電
流値（導電率）を計測して漏水点の特定する事に成る。
現実の監視方法として電極Ｂ−Ｃ及びＡ−Ｄの組み合わ
せから成る検知器を常時監視しながら、異常が発生した
とき、Ａ−Ｂ及びＣ−Ｄの検知器を選択して、遮水シー
トの１１もしくは１２の何れに事故発生が有ったのかを
判定する。そして、全ての電極を異種材料で構成する場
合は、其の材料のイオン化傾向は電極Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄの
順位で選択するのが得策である。その理由として、信号
処理上で、電流信号を処理する方が電圧信号の処理に較
べて利点が多い。遮水シートに欠損の発生がない限り電
極Ｂ，Ｃは遮水シートで保護されるので腐蝕の心配がな
く、そして地盤上に浸出した地下水等に晒され電気化学
的な腐蝕の危惧の有る電極Ｄ（１７）は、最も一般的で
腐食の起きないカーボンもしくはグラファイト系の材料
を用いる事で対処出来る。そして尚、電極Ａ（１６）は
可動電極なので腐蝕等に対処した手入れが可能であると
ころから、材料選択の幅が広がる利点が有る。同種材質
で電極を構成しようとする場合、水溶液中に於けるイオ
ンの挙動及び各電極間の物理的距離を短く出来る事を考
慮して、電極Ｂ（１３ａ），Ｃ（１４ａ），及びＤ（１
７）を同種材質とし、抵抗変動の計測原理を適用しても
計測結果の再現性の問題は幾分改善されるが、特に利点
は無い。 そして、電極Ｂ（１３ａ），Ｃ（１４ａ）は
地盤への追従性の確保の為に、異種材質を選択する場合
はポリエチレン等の織布に無電解メッキを施したもの，
及び電極Ｄには炭素繊維織布又は炭素棒杭が最適であ
る。そして、電極Ｂ，Ｃに同種材質を選択する場合に
は、電極Ｂ（１３ａ），Ｃ（１４ａ），Ｄ（１７）を炭
素繊維織布を選択する。 各々の電極がそれぞれ異種材
質の組み合わせである時の、全検知器の動作時の等荷回
路と計測回路の一例を図７に示す。

【００２４】そして、図６は、図４に示す遮水単位ユニ
ットの複数を縦横に複合して必要とする面積を確保して
構築される遮水構造体の断面図と漏水検知システムを構
成するための三個の電極Ａ（１６），Ｂ（２３ａ），Ｃ
（２７）の配置を示す模式図であり。此の場合、電極Ａ
は可動電極とし、電極Ｃを地盤上に網目状に敷設して、
電極Ａ，Ｂ各々が複数の電極Ｂに対して共通電極と成る
ように信号変換器に接続して、単位シート毎の電極との
組み合わせで複数の検知回路を構成する。此の場合、電
極として用いる材質はそれぞれ異なる材質とし、材質の
イオン化傾向はＡ＞Ｂ＞Ｃとする事で、電流値を信号と
する異なる目的の検知回路が構成出来る。そして、その
得失は上記と同様である。漏水検知システムの構成と動
作は、各々の遮水単位ユニットを管理単位として電極Ｂ
−Ｃ並びに電極Ａ−Ｂの組み合わせに成る検知器を順次
もしくは並行監視とする。そして、電極Ａ−Ｃから成る
検知器も併せて常時監視する事で、単位遮水シートを構
成する各々の遮水シート（２１ａ及び２２ａ）の事故並
びに単位遮水シート相互間の接合部位からの漏水の検知
が可能になる。そして、検知器Ａ−Ｃの電極の組み合わ
せに成る検知器の動作が確認された場合は、電極Ａを移
動して順次電流値（＝導電率）を計測し、其の偏差から
接合部位からの漏水点の特定を行う事が出来る。

【００２５】図８は、一重の遮水シートの複数を接合し
て成る広い面積を有する遮水シートを二層にして構成さ
れる遮水構造体に於いて、漏水検知器を構成する為の３
個の電極Ａ（１６），Ｂ（３３），Ｃ（３４）の配置を
示す図である。電極Ｂを前記の遮水シートの層間に、電
極Ｃを地盤上に網目状に敷設し、そして電極Ａは可動型
電極構造として配置する。此の場合、信号線（電極）の
選択で、Ａ−Ｂ，Ａ−Ｃ及びＢ−Ｃの組み合わせに成る
検知器が構成出来る。監視システムとして、遮水シート
３１に破損が発生した場合は電極Ａ−Ｂから成る検知回
路が、遮水シート３２に事故が有る場合は電極Ｂ−Ｃか
ら成る検知回路がそれぞれ動作して漏水事故を報知する
事に成る。そして、遮水シート３１の漏水点の特定は電
極Ａ（１６）を移動して順次抵抗値もしくは導電率を計
測して、其の偏差を用いて漏水点の特定を行う。此の場
合、シート３２に発生した漏水点の特定が出来ない欠点
が有る。

【００２６】

【発明の効果】最小限度の電極で複数の検知目的の漏水
検知回路が構成出来る。そして、時間的に連続した監視
が出来る事、及び電気其の他に関する専門的な知識なし
に、信頼性の高い検知システムが構築出来る。長期の運
用に耐えられるシステムの確立で、施設周囲住民等の不
安を解消し、漏水事故の有無を秘匿するような事の無い
開かれた施設の運営管理が期待出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】遮水構造体正面図

【図２】遮水構造体のＸ−Ｘ’に沿った断面図

【図３】遮水構造体を構成する遮水単位ユニット（Ｉ）
の断面図

【図４】遮水構造体を構成する遮水単位ユニット（Ｉ
Ｉ）の断面図

【図５】遮水単位ユニット（Ｉ）で構成された遮水構造
体の電極配置断面図

【図６】遮水単位ユニット（ＩＩ）で構成された遮水構
造体の電極配置断面図

【図７】図５に示す電極配置で、異種材料の組み合わせ
に成る検知器の動作時の等荷回路

【図８】一重の遮水シートの複数を接合して成る広い面
積を有する遮水シート二枚から構成される遮水構造体に
於いて、３個の電極Ａ，Ｂ，Ｃで構成される漏水検知シ
ステムの場合の電極配置断面図。

【符号の説明】

１０ａ遮水構造体を構成する単位遮水ユニット １１、１２ 合成ゴム等のシート １３ 電極Ｂ １４ 電極Ｃ １５ 絶縁体 ２１、２２ 合成ゴム等のシート ２３ 電極Ｂ ２５ 吸水性の有るクッション材、絶縁体 １３ａ電極Ｂ １４ａ電極Ｃ １５ａ絶縁体 １６ 可動電極Ａ １７ 地盤上に網目状に敷設された電極Ｄ １８ 廃棄物等 ２１ａ、２２ａ合成ゴム等のシート ２３ａ電極Ｂ ２５ａ吸水性の有るクッション材 ２７ 地盤上に網目状に敷設された電極Ｄ ３１，３２ 複数の遮水シートを接合して構成された遮
水シート ３３ 遮水シートの間に、網目状に敷設された電極Ｂ ３４ 地盤上に、網目状に敷設された電極Ｃ Ｋ−１，２，３，４異種材質電極から成る検知器の動作
時の等荷回路 Ｍ 電流／電圧信号変換器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二重にした遮水シートで構築される遮水構
   造体に於いて、３個の電極Ａ，Ｂ，Ｃで構成する漏水検
   知システム。その構成は、或る面積を有する二枚の遮水
   シートの間に面状電極Ｂを挟持する形として、遮水シー
   トの周縁を接着剤又は熱融着等の手段で密閉し、此れを
   単位遮水ユニットとする。そして、此れ等の単位遮水ユ
   ニットの複数を接着剤、或いは、熱融着等の手段で縦横
   に接合して必要とする面積を確保して構築される遮水構
   造体に対して、電極Ｃを遮水構造体の構築される地盤上
   に敷設し、複数の可動電極Ａを別に用意して、各々の電
   極からの信号線を適当な信号変換器に接続して漏水検知
   回路を構成する。そして電極の組み合わせを選択する事
   で検知目的に合った用途機能が選択出来る事を可能にす
   る漏水検知システム。そして電極Ｂをクッション材もし
   くは導水材としての不織布・紙等で覆う事を制約するも
   のではない、また電極Ｂは面状電極でなくてもよい。
2. 【請求項２】一重の単位遮水シートの複数を接合して成
   る広い面積を有する遮水シートを二層にして構成される
   遮水構造体に於いて、３個の電極Ａ，Ｂ，Ｃで構成され
   る漏水検知システム。電極Ａは可動型電極構造とし、電
   極Ｂは前記の遮水シートが作る層間に網目状に配置し、
   電極Ｃは地盤上に網目状に配置する。そして、各々の電
   極からの信号線を適当な信号変換器に接続して漏水検知
   回路を構成する。そして電極の組み合わせを選択する事
   で検知目的に合った用途機能が選択出来る事を可能にす
   る漏水検知システム。
3. 【請求項３】二重にした遮水シートで構築される遮水構
   造体に於いて、４個の電極Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄで構成する漏
   水検知システム。その構成は、或る面積を有する二枚の
   遮水シートの間に電極間を電気絶縁体で絶縁した一対の
   面状電極Ｂ，Ｃを挟持する形として、遮水シートの周縁
   を接着剤又は熱融着等の手段で密閉する。そして、此れ
   を単位遮水ユニットとして、それ等の単位遮水ユニット
   の複数を接着剤、或いは、熱融着等の手段で縦横に接合
   して必要とする面積を確保し構築される遮水構造体に対
   して、電極Ｄを遮水構造体の構築される地盤上に網目状
   に敷設し、複数の可動電極Ａを別に用意して、各々の電
   極からの信号線を適当な信号変換器に接続して漏水検知
   回路を構成する。その電極の組み合わせを選択する事
   で、検知目的に合った用途機能が選択出来る事を可能に
   する漏水検知システム。そして、電極Ｂ，Ｃを不織布・
   紙等の導水性の有る材質で覆う事を制約するものではな
   く、また両電極は面状でなくても良い。
4. 【請求項４】上記請求項１、２及び３のシステムの電極
   Ａ，Ｂ，Ｃ又はＤが各々異なる材質から成る電極で構成
   される。
5. 【請求項５】上記請求項１、２及び３のシステムの電極
   Ａ，Ｂ，Ｃ又はＤが各々同一の材質から成る電極で構成
   される。
6. 【請求項６】上記請求項１、２及び３のシステムの電極
   Ａ，Ｂ，Ｃ又はＤの中で電極の組み合わせを選択する場
   合に、異種及び同種の材質から成る電極の組み合わせが
   混在する電極構成とする。