JPH09280992A - 漏水発生位置検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 管理型終末処理場における漏水発生箇所を正
確かつ短時間で検出できる漏水発生位置検出方式を提供
すること。 【解決手段】 遮水膜１０の上側及び下側のワイヤ状電
極Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５の１本ずつの組を順次選択し
て各組のワイヤ状電極間に流れる電流を第１、第２の位
相検波回路１６、１７により、２相交流電源１５と同相
及び９０度異なる位相で位相検波を行う。二乗回路１８
は第１の位相検波回路１６の出力を受けてその二乗の値
を出力し、割算回路１９は二乗回路１８の出力を分子と
し、第２の位相検波回路１７の出力を分母として割算を
行う。その結果、遮水膜１０の破損による漏水発生位置
に近いワイヤ状電極の組合せになった際に割算回路１９
の出力が他のワイヤ状電極間の値よりも上昇することか
ら漏水発生位置を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂または合
成ゴムシート或はアスファルトなどの遮水膜を施設して
造成された管理型終末処理場における漏水発生位置検出
方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、遮水膜を用いた人工的な管理型終
末処理場においては、遮水膜に亀裂などの破損を生じて
処理場内の汚染液が漏水することがある。漏水が発生す
ると地下水汚染や公害問題が発生するため、定期的に遮
水膜の点検を行い、遮水膜に破損が生じれば漏水箇所を
検出して適当な補修を行う必要がある。

【０００３】このような遮水膜の漏水発生位置を検出す
る方法として、次のような方法が知られている。遮水膜
の下側の地中に固定電極を設置すると共に、遮水膜の上
側の地表面に印加電極を配置し、固定電極と印加電極間
に電圧を印加する。印加電極から遮水膜に向かって流れ
る電流によって生じる電位を浮遊コードなどで接続され
た測定電極などを用いて所定間隔毎に移動させながら多
点測定を行う。そして、各測定点における電位から等電
位曲線を描き、この等電位曲線の一部に乱れが生じた場
合にこの乱れの部分を漏水発生箇所として検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の漏水発生位置検出方式では、測定点の座標を正確に
求めて測定電極を細かく移動させながら測定しないと、
漏水発生箇所の僅かな電位の乱れが等電位曲線に現れな
い。このため、管理型終末処理場の面積が大きい場合に
は電位測定点が膨大な数となり、測定に相当に期間を要
するという欠点があった。

【０００５】また、従来方式では電位測定を地表面で行
うため、遮水シートが深い場合には地表面を流れる電流
が減少することから、地表面に生じる電位が微弱とな
り、漏水発生箇所の検出が困難になるという欠点があっ
た。

【０００６】本発明は、このような欠点のない新しい検
出技術を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、遮水膜
を施設して造成された管理型終末処理場に於いて、前記
遮水膜の上側に平行に所定の間隔で並べられた複数のワ
イヤ状電極と、前記遮水膜の下側に平行にかつ前記上側
のワイヤ状電極と直交するように所定の間隔で並べられ
た複数のワイヤ状電極と、交流電源と、この交流電源の
電圧を前記上側及び下側のワイヤ状電極の各１本の任意
の組に順に印加するための選択切替手段と、前記上側及
び下側のワイヤ状電極間に流れる電流を検出する電流検
出回路と、この電流検出回路の出力を受けて印加電圧と
同じ位相で位相検波を行う第１の位相検波回路と、前記
電流検出回路の出力を受けて印加電圧より９０度の進み
位相で位相検波を行う第２の位相検波回路と、前記第１
の位相検波回路の出力を受けてその二乗の値を出力する
二乗回路と、この二乗回路の出力を分子とし、前記第２
の位相検波回路の出力を分母として前記二乗回路の出力
を前記第２の位相検波回路の出力で割った結果を出力す
る割算回路とを備え、前記上側及び下側のワイヤ状電極
の組を順次選択して各組の電極間に流れる電流を２つの
位相で位相検波を行い、遮水膜の破損による漏水発生位
置に近い電極の組合せになった際に前記割算回路の出力
が他の電極間の値よりも上昇することから漏水発生位置
を検出することを特徴とする漏水発生位置検出方式が得
られる。

【０００８】

【作用】上記の方式に於ては、遮水膜の上側及び下側に
所定の間隔でワイヤ状の電極を配置し、上下それぞれ１
本ずつを順次選択して上下電極間に流れる電流を互いに
９０度異なる位相で位相検波を行い、第１の位相検波回
路の二乗値の出力を第２の位相検波回路の出力で割算を
行うことにより、処分場内部の電気伝導度の不均一性を
補正することで広範囲にわたる地中の遮水膜の破損位置
を正確に検出することが可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明による漏水発生位置
検出方式について好ましい実施の形態を図面を参照して
説明する。図１は本発明による漏水発生位置検出方式の
構成を示すブロック図である。なお、漏水発生位置検出
は、遮水膜の底部の平坦部分の漏水を検出するものであ
り、周囲の垂直部分に適用するものではないので、本発
明に於いて遮水膜とはその底部の平坦部を指すものとす
る。

【００１０】この例に於いて、遮水膜１０の上側にはそ
の全長にわたって複数（ここでは、便宜上５本としてい
る）のワイヤ状電極Ａ１〜Ａ５が互いに平行に配置さ
れ、下側にはこれらとクロスするようにワイヤ状電極Ｂ
１〜Ｂ５が遮水膜１０の全長にわたって互いに平行に配
置されている。２相交流電源１１の出力は電力増幅回路
１２で電力増幅され、電流検出回路１３を通り、複数の
ワイヤ状電極Ａ１〜Ａ５の１本を選択する第１のＳＷ
（スイッチ）セレクタ１４を介して遮水膜１０の上側の
ワイヤ状電極Ａ１〜Ａ５の内の選択された１つに印加さ
れる。電流検出回路１３からはまた、第２のＳＷセレク
タ１５を介して下側のワイヤ状電極Ｂ１〜Ｂ５の内の選
択された１つに印加される。すなわち、第１、第２のＳ
Ｗセレクタ１４、１５はそれぞれ、定周期でワイヤ状電
極Ａ１〜Ａ５の１本とワイヤ状電極Ｂ１〜Ｂ５の１本と
の組合わせを選択して順に切替える動作を繰り返す。切
替えは、例えば数秒〜十秒程度の時間間隔で行われる。

【００１１】このことにより、ワイヤ状電極Ａ１〜Ａ５
とワイヤ状電極Ｂ１〜Ｂ５との間に形成されるすべての
交点（ここでは、２５個）においてそれらの間に流れる
電流の検出を行うことができる。

【００１２】遮水膜１０に破損がない場合、遮水膜１０
の上下のワイヤ状電極間に流れる電流は遮水膜１０の容
量成分を流れる電流となる。このため、印加電圧に同期
した位相で検波を行う第１の位相検波回路１６の出力
は、印加電圧と９０度異なる位相で検波を行う第２の位
相検波回路１７の出力に比べて小さな値となる。

【００１３】一方、遮水膜１０に破損が生じると、破損
箇所を通して電流が流れ易くなることから、遮水膜１０
の上下のワイヤ状電極の組合せの交点が破損箇所に近い
場合には、第１の位相検波回路１６の出力が他の組合せ
の交点よりも相対的に大きい値を出力することになり、
第２の位相検波回路１７の出力は相対的に小さい値を出
力する。

【００１４】しかしながら、これらの状況は処分場内部
の電気伝導度が一様に分布している状態において言える
ことであり、地盤水分の分布状況に不均一性が生じ、電
気伝導度が一様でない場合にはこの影響を除去するため
の補正演算が必要となる。

【００１５】図２は本発明による補正演算の根拠となる
集中定数表示による処分場及び地盤の等価回路である。
本等価回路中において、Ｃは遮水膜１０の容量成分、Ｒ
１は遮水膜１０の破損箇所の抵抗、Ｒ２は電極の接触抵
抗と地盤抵抗の総和を示している。等価回路に交流電源
より電圧を印加すると、位相検波回路より得られる出力
電流に相当する電圧は、印加電圧をＶ０、印加電圧と同
じ位相で位相検波した出力をＩｓ、９０度進み位相で位
相検波した出力をＩｃ、印加電圧の角周波数をωとする
と、ＩｓとＩｃは下記の数式（１）、数式（２）で示さ
れる。

【００１６】

【数１】

【数２】 地盤抵抗が増加すると、遮水膜１０の破損箇所を流れる
電流は減少するため、補正係数としては、抵抗Ｒ２の増
加量に比例した係数が最も望ましい。式（１）及び式
（２）から抵抗Ｒ２だけを分離することはできないが、
ｔａｎ^-1項に注目すると、式（１）を式（２）で割るこ
とにより補正係数Ｋを求めると、補正係数Ｋは下記数
（３）式で表される。

【００１７】

【数３】 式（３）において、分子には抵抗Ｒ２の項が含まれ、分
母には抵抗Ｒ２の項が含まれていないため、この補正定
数Ｋを印加電圧と同じ位相による位相検波出力、すなわ
ち第１の位相検波回路１６の出力Ｉｓと掛け合わせる
（Ｋ・Ｉｓ＝Ｉｓ² ／Ｉｃ）ことにより、抵抗Ｒ２に依
存する影響を補正することが可能となる。このような補
正演算は、第１の位相検波回路１６の出力を受けてその
二乗の値を出力する二乗回路１８と、この二乗回路１８
の出力を分子とし、第２の位相検波回路１７の出力Ｉｃ
を分母として二乗回路１８の出力を第２の位相検波回路
１７の出力で割った結果を出力する割算回路１９とによ
り実現される。

【００１８】このようにして、遮水膜１０の上下のワイ
ヤ状電極交点に対する割算回路１９の出力を表示する
と、遮水膜１０の破損箇所に近いワイヤ状電極の組合せ
交点のときに割算回路１９の出力は大きい値を示し、遮
水膜１０の破損箇所からワイヤ状電極の組合せ交点が離
れるに従って割算回路１９の出力が小さくなる傾向が表
示されることになり、漏水発生位置を知ることが可能と
なる。

【００１９】図３は割算回路１９の出力をＡ／Ｄコンバ
ータ２０を介してコンピュータ２１に取り込み、スプラ
イン関数で処理した測定データを３次元表示したもの
で、遮水膜１０上下のワイヤ状電極交点（ここでは、１
２×１３の１５６点）以外にピークが生じていることが
分る。したがって、測定分解能は遮水膜１０上下のワイ
ヤ状電極設置間隔よりも向上することになり、ワイヤ状
電極の設置間隔は修理に必要な測定分解能の数倍の間隔
で設置することが可能となる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に於いては、管理型終末処理場の遮水膜の上下に直交す
るように複数のワイヤ状電極を設置し、上下のワイヤ状
電極１本ずつの組合わせを順次選択して通電を行い、通
電電流を２相交流電源の互いに９０度位相が異なる出力
に同期して２つの位相検波回路により位相検波を行うと
共に、２つの位相検波回路の出力を二乗回路と割算回路
による演算処理を行い、各ワイヤ状電極間の組み合わせ
における割算回路の出力値を表示することにより、遮水
膜に生じた破損位置を短時間で知ることができる。

【００２１】また、本発明ではワイヤ状電極設置状況の
変動による影響やワイヤ状電極を設置する地盤の含水率
などによる変動要因を補正することが可能となるため、
遮水膜に生じた破損箇所の特定が容易となる。

【００２２】更に、本発明では遮水膜の直上にワイヤ状
電極を配置することから、処理場内で処理される廃棄物
の種類による電気的特性の違いや埋蔵される廃棄物の深
さが検出精度に影響しないという効果もある。

【００２３】したがって、経済的に得られる効果が大き
いだけでなく、早期に漏水発生位置を検出でき、環境破
壊を最小限に抑えられる等得られる効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明による補正演算を説明するための処分場
及び地盤等の等価回路を示す図である。

【図３】本発明における測定結果を三次元表示した図で
ある。

【符号の説明】

Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５ ワイヤ状電極 １０ 遮水膜 １１ ２相交流電源 １２ 電力増幅回路 １３ 電流検出回路 １４、１５ ＳＷセレクタ １６ 第１の位相検波回路 １７ 第２の位相検波回路 １８ 二乗回路 １９ 割算回路 ２０ Ａ／Ｄコンバータ ２１ コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 健 埼玉県志木市館２丁目３番５号507

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遮水膜を施設して造成された管理型終末
   処理場に於いて、 前記遮水膜の上側に平行に所定の間隔で並べられた複数
   のワイヤ状電極と、 前記遮水膜の下側に平行にかつ前記上側のワイヤ状電極
   と直交するように所定の間隔で並べられた複数のワイヤ
   状電極と、 交流電源と、 この交流電源の電圧を前記上側及び下側のワイヤ状電極
   の各１本の任意の組に順に印加するための選択切替手段
   と、 前記上側及び下側のワイヤ状電極間に流れる電流を検出
   する電流検出回路と、 この電流検出回路の出力を受けて印加電圧と同じ位相で
   位相検波を行う第１の位相検波回路と、 前記電流検出回路の出力を受けて印加電圧より９０度の
   進み位相で位相検波を行う第２の位相検波回路と、 前記第１の位相検波回路の出力を受けてその二乗の値を
   出力する二乗回路と、 この二乗回路の出力を分子とし、前記第２の位相検波回
   路の出力を分母として前記二乗回路の出力を前記第２の
   位相検波回路の出力で割った結果を出力する割算回路と
   を備え、 前記上側及び下側のワイヤ状電極の組を順次選択して各
   組の電極間に流れる電流を２つの位相で位相検波を行
   い、遮水膜の破損による漏水発生位置に近い電極の組合
   せになった際に前記割算回路の出力が他の電極間の値よ
   りも上昇することから漏水発生位置を検出することを特
   徴とする漏水発生位置検出方式。