特許 7193987 井戸構造、地下水浄化システムおよび地下水浄化方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-13

(45)【発行日】2022-12-21

(54)【発明の名称】井戸構造、地下水浄化システムおよび地下水浄化方法

(51)【国際特許分類】

   E03B 3/12 20060101AFI20221214BHJP

   C02F 3/00 20060101ALI20221214BHJP

【ＦＩ】

E03B3/12

C02F3/00 D

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018212225

(22)【出願日】2018-11-12

(65)【公開番号】P2020079488

(43)【公開日】2020-05-28

【審査請求日】2021-04-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096091

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 誠一

(72)【発明者】

【氏名】篠原 智志

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 圭二郎

(72)【発明者】

【氏名】河合 達司

(72)【発明者】

【氏名】酒井 学

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特表平０５－５０８５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１３８６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２８２５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１８４１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１２５７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５６５３２８８（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２００５－０８７８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０４６８０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０３Ｂ ３／１２

Ｃ０２Ｆ ３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤内に設置された井戸を深度方向に２つの区間に分ける遮水材と、
前記井戸内に配置され、前記遮水材より上方にストレーナが設けられて下端部が前記遮水材の上面に位置する外管と、前記外管内に配置され、天端が前記外管の天端より低く前記遮水材より下方にストレーナが設けられた内管とを有し、前記外管の天端および前記内管の天端が開放された二重管と、
前記二重管の内部または外部に配置され、前記遮水材より上方の区間と下方の区間との間で水を移動させるポンプと、
を具備し、
前記内管が前記遮水材を貫通し、前記外管と前記内管との間の空間が前記遮水材の少なくとも一部によって塞がれることを特徴とする井戸構造。

【請求項2】

前記ポンプが、
前記上方の区間において前記外管の内部に配置された第１のポンプと、
前記下方の区間において前記内管の内部に配置された第２のポンプと、
からなり、
前記第１のポンプと前記第２のポンプのいずれかを運転することによって、前記上方の区間と前記下方の区間との間での水の移動方向を切り替えることを特徴とする請求項１記載の井戸構造。

【請求項3】

前記内管の天端より低い位置に、前記外管の内部と前記内管の内部とを連通させるための連通部が設けられ、前記第１のポンプまたは前記第２のポンプで揚水した水を移動させるための送水管が前記連通部に配置されたことを特徴とする請求項２記載の井戸構造。

【請求項4】

前記ポンプが、前記二重管の天端より上方に配置され、
前記ポンプの運転方向を替えることによって、前記上方の区間と前記下方の区間との間での水の移動方向を切り替えることを特徴とする請求項１記載の井戸構造。

【請求項5】

地上に設置された薬剤注入ポンプをさらに具備し、
前記薬剤注入ポンプを用いて前記二重管内に薬剤が注入されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の井戸構造。

【請求項6】

地盤内に設置された井戸を深度方向に２つの区間に分ける遮水材と、
前記井戸内に配置され、前記遮水材より上方にストレーナが設けられて下端部が前記遮水材の上面に位置する外管と、前記外管内に配置され、天端が前記外管の天端より低く前記遮水材より下方にストレーナが設けられ下端部が前記井戸の底部に位置する内管とを有し、前記外管の天端および前記内管の天端が開放された二重管と、
前記二重管の内部または外部に配置され、前記遮水材より上方の区間と下方の区間との間で水を移動させるポンプと、
を具備し、
前記内管が前記遮水材を貫通し、前記外管と前記内管との間の空間が前記遮水材の少なくとも一部によって塞がれた井戸構造が前記地盤の複数個所に設置され、
複数の前記井戸構造の前記二重管内に薬剤を注入する薬剤注入ポンプが地上に設置され、
複数の前記井戸構造のポンプが、複数の前記井戸構造のうち一の井戸構造での水の移動方向と前記一の井戸構造に隣接する他の井戸構造での水の移動方向とが上下逆方向となるように制御されることを特徴とする地下水浄化システム。

【請求項7】

地盤内に設置された井戸を深度方向に２つの区間に分ける遮水材と、
前記井戸内に配置され、前記遮水材より上方にストレーナが設けられて下端部が前記遮水材の上面に位置する外管と、前記外管内に配置され、天端が前記外管の天端より低く前記遮水材より下方にストレーナが設けられ下端部が前記井戸の底部に位置する内管とを有し、前記外管の天端および前記内管の天端が開放された二重管と、
前記二重管の内部または外部に配置され、前記遮水材より上方の区間と下方の区間との間で水を移動させるポンプと、
を具備し、
前記内管が前記遮水材を貫通し、前記外管と前記内管との間の空間が前記遮水材の少なくとも一部によって塞がれた井戸構造を用い、
複数の前記井戸構造を前記地盤に設置する工程ａと、
薬剤注入ポンプを地上に設置する工程ｂと、
前記薬剤注入ポンプを用いて複数の前記井戸構造の前記二重管内に薬剤を注入しつつ、複数の前記井戸構造のポンプを、複数の前記井戸構造のうち一の井戸構造での水の移動方向と前記一の井戸構造に隣接する他の井戸構造での水の移動方向とが上下逆方向となるように制御する工程ｃと、
を具備することを特徴とする地下水浄化方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、井戸構造、地下水浄化システムおよび地下水浄化方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、汚染された地下水を浄化する方法として、揚水井戸から地下水を汲み上げて地上の設備で浄化し、注水井戸から地下に戻すものが知られている。

【0003】

また、遮水材で深さ方向に上下に区分された井戸を地盤に複数設置し、各井戸に薬剤を注入するとともに、一の井戸では上部の地下水を下部に送水し、一の井戸に隣接する他の井戸では下部の地下水を上部に送水することによって、隣接する井戸同士の間に循環流を生じさせて地盤内に薬剤を均質に浸透させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５７１１５１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１記載の浄化方法では、井戸内を遮水材で仕切ることで井戸の下部が閉鎖領域となる。そのため、井戸の上部の地下水を下部に送水した時に閉鎖領域において水圧が上昇し、井戸構造の損壊や地下水の噴出、有害物質を含む地下水の漏洩などの危険性が増す可能性があった。

【0006】

本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすることは、井戸内での水圧の上昇を防ぎ、地下水を安全かつ迅速に浄化できる井戸構造、地下水浄化システムおよび地下水浄化方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前述した目的を達成するために第１の発明は、地盤内に設置された井戸を深度方向に２つの区間に分ける遮水材と、前記井戸内に配置され、前記遮水材より上方にストレーナが設けられて下端部が前記遮水材の上面に位置する外管と、前記外管内に配置され、天端が前記外管の天端より低く前記遮水材より下方にストレーナが設けられた内管とを有し、前記外管の天端および前記内管の天端が開放された二重管と、前記二重管の内部または外部に配置され、前記遮水材より上方の区間と下方の区間との間で水を移動させるポンプと、を具備し、前記内管が前記遮水材を貫通し、前記外管と前記内管との間の空間が前記遮水材の少なくとも一部によって塞がれることを特徴とする井戸構造である。

【0008】

第１の発明では、井戸内に設けられる二重管の外管の天端および内管の天端が開放され、井戸を深度方向に２つの区間に分ける遮水材を内管が貫通するので、遮水材の下方の区間が閉鎖領域とならない。そのため、ポンプを用いて上方の区間から下方の区間へ水を移動させる際に、井戸内での水圧の上昇を防ぐことができる。また、内管の天端が外管の天端より低いので、ポンプを用いて内管と外管との間で水を移動させる際に、移動先の管内の水位が上昇しても地上に漏水しない。さらに、遮水材を内管のストレーナより上部且つ外管のストレーナより下部に配置し、外管と内管との間の空間を遮水材の一部によって塞ぐことで、井戸の上方の区間と下方の区間との間で、ポンプからの送水以外の地下水の移動を遮断することができる。

【0009】

前記ポンプは、例えば、前記上方の区間において前記外管の内部に配置された第１のポンプと、前記下方の区間において前記内管の内部に配置された第２のポンプと、からなり、前記第１のポンプと前記第２のポンプのいずれかを運転することによって、前記上方の区間と前記下方の区間との間での水の移動方向を切り替える。
これにより、同一の井戸構造において二重管内での水の移動方向を容易に切り替えることが可能になる。

【0010】

ポンプが上記の構成のとき、前記内管の天端より低い位置に、前記外管の内部と前記内管の内部とを連通させるための連通部が設けられ、前記第１のポンプまたは前記第２のポンプで揚水した水を移動させるための送水管が前記連通部に配置されてもよい。
これにより、送水管が内管の天端を跨いで配置される場合と比べてポンプの揚程が小さくなる。そのため、能力の小さいポンプを用いることができ、コストを抑えることができる。

【0011】

前記ポンプは、前記二重管の天端より上方に配置され、前記ポンプの運転方向を替えることによって、前記上方の区間と前記下方の区間との間での水の移動方向を切り替えてもよい。
これにより、同一の井戸構造において二重管内での水の移動方向を容易に切り替えることが可能になる。また、ポンプが二重管の内部に配置される場合と比べて井戸の径を小さくすることができ、施工コストを低減できる。

【0012】

地上に設置された薬剤注入ポンプをさらに具備し、前記薬剤注入ポンプを用いて前記二重管内に薬剤が注入されてもよい。
これにより、井戸構造内を移動する水中に薬剤を拡散させることができる。

【0013】

第２の発明は、地盤内に設置された井戸を深度方向に２つの区間に分ける遮水材と、前記井戸内に配置され、前記遮水材より上方にストレーナが設けられて下端部が前記遮水材の上面に位置する外管と、前記外管内に配置され、天端が前記外管の天端より低く前記遮水材より下方にストレーナが設けられ下端部が前記井戸の底部に位置する内管とを有し、前記外管の天端および前記内管の天端が開放された二重管と、前記二重管の内部または外部に配置され、前記遮水材より上方の区間と下方の区間との間で水を移動させるポンプと、を具備し、前記内管が前記遮水材を貫通し、前記外管と前記内管との間の空間が前記遮水材の少なくとも一部によって塞がれた井戸構造が前記地盤の複数個所に設置され、複数の前記井戸構造の前記二重管内に薬剤を注入する薬剤注入ポンプが地上に設置され、複数の前記井戸構造のポンプが、複数の前記井戸構造のうち一の井戸構造での水の移動方向と前記一の井戸構造に隣接する他の井戸構造での水の移動方向とが上下逆方向となるように制御されることを特徴とする地下水浄化システムである。

【0014】

第２の発明では、第１の発明の井戸構造が地盤の複数個所に設置され、複数の井戸構造のうち一の井戸構造での水の移動方向と一の井戸構造に隣接する他の井戸構造での水の移動方向とが上下逆方向となるように制御されることにより、隣接する井戸同士の間に地下水の流れと略垂直となる循環流を生じさせることができる。また、薬剤注入ポンプから井戸構造の二重管内に薬剤が注入されるので、循環流によって薬剤を地盤内に拡散させることができる。

【0015】

第３の発明は、地盤内に設置された井戸を深度方向に２つの区間に分ける遮水材と、前記井戸内に配置され、前記遮水材より上方にストレーナが設けられて下端部が前記遮水材の上面に位置する外管と、前記外管内に配置され、天端が前記外管の天端より低く前記遮水材より下方にストレーナが設けられ下端部が前記井戸の底部に位置する内管とを有し、前記外管の天端および前記内管の天端が開放された二重管と、前記二重管の内部または外部に配置され、前記遮水材より上方の区間と下方の区間との間で水を移動させるポンプと、を具備し、前記内管が前記遮水材を貫通し、前記外管と前記内管との間の空間が前記遮水材の少なくとも一部によって塞がれた井戸構造を用い、複数の前記井戸構造を前記地盤に設置する工程ａと、薬剤注入ポンプを地上に設置する工程ｂと、前記薬剤注入ポンプを用いて複数の前記井戸構造の前記二重管内に薬剤を注入しつつ、複数の前記井戸構造のポンプを、複数の前記井戸構造のうち一の井戸構造での水の移動方向と前記一の井戸構造に隣接する他の井戸構造での水の移動方向とが上下逆方向となるように制御する工程ｃと、を具備することを特徴とする地下水浄化方法である。

【0016】

第３の発明では、第１の発明の井戸構造を地盤の複数個所に設置し、複数の井戸構造のうち一の井戸構造での水の移動方向と一の井戸構造に隣接する他の井戸構造での水の移動方向とが上下逆方向となるように制御することにより、隣接する井戸同士の間に地下水の流れと略垂直となる循環流を生じさせることができる。また、薬剤注入ポンプで井戸構造の二重管内に薬剤を注入するので、循環流によって薬剤を地盤内に拡散させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、井戸内での水圧の上昇を防ぎ、地下水を安全かつ迅速に浄化できる井戸構造、地下水浄化システムおよび地下水浄化方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】井戸構造２を示す図。

【図2】ポンプ運転時の井戸構造２周辺の水の移動状況を示す図。

【図3】地下水浄化システム４１を示す図。

【図4】地下水浄化システム４１ａを示す図。

【図5】地下水浄化システム４１ｂを示す図。

【図6】井戸構造２ｃを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施形態を詳細に説明する。

【0020】

（１．井戸構造２）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る井戸構造２を示す図である。図１は、地盤１の鉛直方向の断面を示す。図１に示すように、井戸構造２は、井戸３、二重管５、遮水材２３、第１のポンプ３１－１、第２のポンプ３１－２、薬剤注入ポンプ３７等で構成される。

【0021】

井戸３は、地盤１に鉛直方向に掘削される。遮水材２３は、井戸３を深度方向に２つの区間２５－１、区間２５－２に分ける。二重管５は、井戸３内に配置される外管７と、外管７内に配置される内管１５とからなる。

【0022】

外管７は、下端部が遮水材２３の上面に位置する。内管１５は、遮水材２３を貫通して配置され、下端部が井戸３の底部に位置する。すなわち、遮水材２３は、内管１５の外周面と井戸３の孔壁との間に設けられ、遮水材２３の一部が外管７と内管１５との間の空間８の下端部を塞ぐ。外管７の天端９は地盤１の表面付近に位置する。内管１５の天端１７は外管７の天端９より低い位置にある。外管７の天端９および内管１５の天端１７は開放されている。

【0023】

外管７は、遮水材２３より上方の部分がストレーナ管１３である。ストレーナ管１３には複数の孔１１が設けられる。内管１５は、遮水材２３より下方の部分がストレーナ管２１である。ストレーナ管２１には複数の孔１９が設けられる。外管７のストレーナ管１３より上方の部分の外周面と井戸３の孔壁との間には、遮水材２４が設けられる。遮水材２４は、地表からストレーナ管１３付近への雨水等の流入を防止する。

【0024】

遮水材２３の上方の区間２５－１では、外管７の外周面と井戸３の孔壁との間に珪砂２７が充填される。遮水材２３の下方の区間２５－２では、内管１５の外周面と井戸３の孔壁との間に珪砂２９が充填される。

【0025】

ポンプ３１－１は、遮水材２３の上方の区間２５－１において外管７と内管１５との間の空間８の下部に配置される。空間８の下部には水圧計３３－１も配置される。ポンプ３１－２は、遮水材２３の下方の区間２５－２において内管１５内の空間１６の下部に配置される。空間１６の下部には水圧計３３－２も配置される。ポンプ３１－１、ポンプ３１－２は、内管１５の天端１７を跨いで配置された送水管３５に連結される。

【0026】

薬剤注入ポンプ３７は、地盤１上に設置される。薬剤注入ポンプ３７には薬剤注入管３９の一端が連結され、薬剤注入管３９の他端は二重管５の内部に配置される。

【0027】

井戸構造２を構築するには、まず地盤１に井戸３を掘削し、井戸３に内管１５を建て込む。そして、内管１５の外周面と井戸３の孔壁との間の空間に、所定の深さまで珪砂２９を充填し、珪砂２９の上方に遮水材２３を設置する。次に、内管１５の外側に外管７を建込む。その後、外管７の外周面と井戸３の孔壁との間の空間に、所定の深さまで珪砂２７を充填し、珪砂２７の上方に遮水材２４を設置し、遮水材２４の上方に珪砂２７を充填する。

【0028】

また、外管７を建て込んだ後、空間８に送水管３５およびポンプ３１－１、水圧計３３－１を設置し、空間１６に送水管３５およびポンプ３１－２、水圧計３３－２を設置する。さらに、地上に薬剤注入ポンプ３７を設置し、薬剤注入管３９を二重管５内に挿入する。

【0029】

図２は、ポンプ運転時の井戸構造２周辺の水の移動状況を示す図であり、地盤１の鉛直方向の断面を示す。図２（ａ）は、ポンプ３１－１を運転している状態を示す図であり、ポンプ３１－２、水圧計３３－１は図示を省略している。図２（ａ）に示す例では、ポンプ３１－１を運転して、空間８から揚水した水を送水管３５で空間１６に移動させる。すると、井戸構造２周辺では、矢印に示すように、水が地盤１から空間８に浸入すると同時に、空間１６から地盤１に浸出する。

【0030】

このとき、水圧計３３－２を用いて水圧を計測し、空間１６内の水位が高くなりすぎないようにポンプ３１－１の流量を調整する。また、薬剤注入管３９を揚水の移動先である空間１６内に配置して薬剤を注入し、水とともに地盤１に浸出させる。

【0031】

図２（ｂ）は、ポンプ３１－２を運転している状態を示す図であり、ポンプ３１－１、水圧計３３－２は図示を省略している。図２（ｂ）に示す例では、ポンプ３１－２を運転して、空間１６から揚水した水を送水管３５で空間８に移動させる。すると、井戸構造２周辺では、矢印に示すように、水が地盤１から空間１６に浸入すると同時に、空間８から地盤１に浸出する。

【0032】

このとき、水圧計３３－１を用いて水圧を計測し、空間８内の水位が高くなりすぎないようにポンプ３１－２の流量を調整する。また、薬剤注入管３９を揚水の移動先である空間８に配置して薬剤を注入し、水とともに地盤１に浸出させる。

【0033】

図２に示すように、井戸構造２では、ポンプ３１－１とポンプ３１－２のいずれかを運転することによって、区間２５－１と区間２５－２との間での水の移動方向が切り替えられる。

【0034】

（２．地下水浄化システム４１）
図３は、地下水浄化システム４１を示す図であり、地盤１の鉛直方向の断面を示す。地下水浄化システム４１は、地盤１に設置された２つの井戸構造２、薬剤注入ポンプ３７等からなる。

【0035】

井戸構造２－１、２－２は、それぞれの井戸３を含む面が汚染地下水の流れの方向と略垂直となるように配置される。井戸構造２－１、２－２は、薬剤注入ポンプ３７を共有し、井戸構造２－１には薬剤注入管３９－１が挿入され、井戸構造２－２には薬剤注入管３９－２が挿入される。

【0036】

地盤１の地下水を浄化する際、地下水浄化システム４１では、図３に示すように、井戸構造２－１での水の移動方向と、井戸構造２－１に隣接する井戸構造２－２での水の移動方向とが上下逆方向となるようにポンプを制御する。例えば、井戸構造２－１（ポンプ３１－２、水圧計３３－１は図示省略）でポンプ３１－１を運転し、井戸構造２－２（ポンプ３１－１、水圧計３３－２は図示省略）でポンプ３１－２を運転する。

【0037】

すると、井戸構造２－１周辺では図２（ａ）に示したのと同様の水の動きが生じ、井戸構造２－２周辺では図２（ｂ）に示したのと同様の水の動きが生じる。そして、図３に示すように、地盤１内で、井戸構造２－２の空間８から井戸構造２－１の空間８への水平方向の流れ、および、井戸構造２－１の空間１６から井戸構造２－２の空間１６への水平方向の流れによる循環流が生じる。

【0038】

また、地下水浄化システム４１では、薬剤注入ポンプ３７から、薬剤注入管３９－１を介して井戸構造２－１の空間１６に薬剤を注入し、薬剤注入管３９－２を介して井戸構造２－２の空間８に薬剤を注入する。薬剤は、上記した図３の矢印に示す循環流によって、地盤１内に均質に拡散される。

【0039】

薬剤注入ポンプ３７から注入される薬剤は、浄化の対象となる汚染物質に応じて選定される。例えば地盤１の地下水中の揮発性有機塩素化合物（ＶＯＣ）が浄化の対称であれば、薬剤として嫌気性微生物を活性化させる活性剤を用いることが望ましい。地盤１内に嫌気性微生物を活性化させる活性剤を拡散すれば、嫌気性微生物の働きによって地下水中のＶＯＣが分解される。

【0040】

地盤１の地下水中のベンゼンや油等が浄化の対象であれば、薬剤として栄養塩を用いるとともに、二重管５に空気を送って地下水中の溶存酸素濃度を上昇させることが望ましい。地盤１内に好気性微生物を活性化させる栄養塩や溶存酸素を拡散すれば、好気性微生物の働きによって地下水中のベンゼンや油等が分解される。

【0041】

地下水浄化システム４１の運転中は、必要に応じて地下水中の薬剤の濃度を計測する。薬剤濃度を計測するには、井戸構造２－１、２－２でポンプ３１－１、３１－２を運転している状態で、薬剤注入ポンプ３７を一旦停止して二重管５内の地下水を採取する。そして、図示しない計測装置を用いて地下水中の薬剤の濃度を計測する。このとき、浄化の対象となる汚染物質の濃度を合わせて計測してもよい。

【0042】

地下水浄化システム４１では、必要に応じて、水の移動方向を切り替えてもよい。図３に示す状態から水の移動方向を切り替えるには、井戸構造２－１で図示を省略したポンプ３１－２を運転し、井戸構造２－２で図示を省略したポンプ３１－１を運転する。これにより、地盤１内で、井戸構造２－１の空間８から井戸構造２－２の空間８への水平方向の流れ、および、井戸構造２－２の空間１６から井戸構造２－１の空間１６への水平方向の流れによる循環流が生じる。

【0043】

このように、第１の実施形態で用いられる井戸構造２は、井戸３内に設けられる二重管５の外管７の天端９および内管１５の天端１７が開放され、井戸３を深度方向に２つの区間２５－１、２５－２に分ける遮水材２３を内管１５が貫通するので、遮水材２３の下方の区間２５－２が閉鎖領域とならない。そのため、ポンプ３１－１を用いて区間２５－１の空間８から区間２５－２の空間１６へ水を移動させた時に、井戸３内の区間２５－２から地盤１に水が浸出しにくい条件であっても区間２５－２での水圧の上昇を防ぐことができる。

【0044】

また、内管１５の天端１７を外管７の天端９より低くすることで、ポンプ３１－１、３１－２を用いた水の移動によって空間１６や空間８内の水位が上昇しても地上に漏水することがなくなる。さらに、遮水材２３を内管１５のストレーナ管２１より上部且つ外管７のストレーナ管１３より下部に配置し、外管７と内管１５との間の空間８を遮水材２３の一部で塞ぐことで、区間２５－１と区間２５－２との間で送水管３５を用いない水の移動を遮断することができる。

【0045】

第１の実施形態の地下水浄化システム４１では、２つの井戸構造２を地盤１内に配置し、井戸構造２－１での水の移動方向と隣接する井戸構造２－２での水の移動方向とが上下逆方向となるようにポンプ３１－１、３１－２の運転を制御することにより、井戸構造２－１と井戸構造２－２との間の地盤１内に地下水の流れと略垂直となる循環流を発生させることができる。また、二重管５内に薬剤を注入することで、薬剤を循環流で地盤１内に均質に拡散させ、地下水を浄化することができる。

【0046】

なお、それぞれの井戸３において、ポンプ３１－１とポンプ３１－２の両者を配置するのではなく、一方のみであってもよい。この場合には、互いに隣り合う井戸３に対し、ポンプ３１－１とポンプ３１－２を交互に配置すればよい。このようにすれば、水の移動方向の切り替えはできないが、隣り合う井戸構造２－１と井戸構造２－２との間の地盤１内に地下水の流れと略垂直となる循環流を発生させることができる。

【0047】

以下、本発明の別の例について、第２～第４の実施形態として説明する。各実施形態はそれまでに説明した実施形態と異なる点について説明し、同様の構成については図等で同じ符号を付すなどして説明を省略する。

【0048】

まず、第２の実施形態について説明する。図４は、第２の実施形態の地下水浄化システム４１ａを示す図であり、地盤１の鉛直方向の断面を示す。地下水浄化システム４１ａは、地盤１に設置された２つの井戸構造２ａ、薬剤注入ポンプ３７等からなる。

【0049】

井戸構造２ａは、内管１５の天端１７より低い位置に、外管７と内管１５の間の空間８と内管１５内の空間１６とを連通させるための連通部４３が設けられ、ポンプ３１－１、３１－２で揚水した水を移動させるための送水管３５ａが連通部４３に配置される点が第１の実施形態の井戸構造２と異なる。

【0050】

地下水浄化システム４１ａでは、井戸構造２ａ－１、２ａ－２は、それぞれの井戸３を含む面が汚染地下水の流れの方向と略垂直となるように配置される。井戸構造２ａ－１、２ａ－２は、薬剤注入ポンプ３７を共有し、井戸構造２ａ－１には薬剤注入管３９－１が挿入され、井戸構造２ａ－２には薬剤注入管３９－２が挿入される。

【0051】

地盤１の地下水を浄化する際、地下水浄化システム４１ａでは、第１の実施形態と同様に、井戸構造２ａ－１での水の移動方向と、井戸構造２ａ－１に隣接する井戸構造２ａ－２での水の移動方向とが上下逆方向となるようにポンプを制御する。例えば、井戸構造２ａ－１（ポンプ３１－２、水圧計３３－１は図示省略）でポンプ３１－１を運転し、井戸構造２ａ－２（ポンプ３１－１、水圧計３３－２は図示省略）でポンプ３１－２を運転する。

【0052】

すると、図４に示すように、地盤１内で、井戸構造２ａ－２の空間８から井戸構造２ａ－１の空間８への水平方向の流れ、および、井戸構造２ａ－１の空間１６から井戸構造２ａ－２の空間１６への水平方向の流れによる循環流が生じる。

【0053】

また、地下水浄化システム４１ａでは、薬剤注入ポンプ３７から、薬剤注入管３９－１を介して井戸構造２ａ－１の空間１６に薬剤を注入し、薬剤注入管３９－２を介して井戸構造２ａ－２の空間８に薬剤を注入する。薬剤は、図４の矢印に示す循環流によって、地盤１内に均質に拡散される。

【0054】

地下水浄化システム４１ａでは、必要に応じて、水の移動方向を切り替えてもよい。図４に示す状態から水の移動方向を切り替えるには、井戸構造２ａ－１で図示を省略したポンプ３１－２を運転し、井戸構造２ａ－２で図示を省略したポンプ３１－１を運転する。これにより、地盤１内で、井戸構造２ａ－１の空間８から井戸構造２ａ－２の空間８への水平方向の流れ、および、井戸構造２ａ－２の空間１６から井戸構造２ａ－１の空間１６への水平方向の流れによる循環流が生じる。

【0055】

第２の実施形態で用いられる井戸構造２ａでも、第１の実施形態の井戸構造２と同様の効果が得られる。また、井戸構造２ａでは、送水管３５ａが内管１５の天端１７より低い位置の連通部４３に配置されることにより、送水管３５が内管１５の天端１７を跨いで配置される井戸構造２と比べてポンプ３１－１、３１－２の揚程が小さくなる。そのため、能力の小さいポンプ３１－１、３１－２を適用できコストを抑えることができる。

【0056】

第２の実施形態の地下水浄化システム４１ａでも、井戸構造２ａ－１での水の移動方向と隣接する井戸構造２ａ－２での水の移動方向とが上下逆方向となるようにポンプ３１－１、３１－２の運転を制御することにより、井戸構造２ａ－１と井戸構造２ａ－２との間の地盤１内に地下水の流れと略垂直となる循環流を発生させることができる。また、二重管５内に薬剤を注入することで、薬剤を循環流で地盤１内に均質に拡散させ、地下水を浄化することができる。

【0057】

次に、第３の実施形態について説明する。図５は、第３の実施形態の地下水浄化システム４１ｂを示す図であり、地盤１の鉛直方向の断面を示す。地下水浄化システム４１ｂは、地盤１に設置された２つの井戸構造２ｂ、薬剤注入ポンプ３７等からなる。

【0058】

井戸構造２ｂは、井戸３ｂが地盤１の表面に設けられた凹部４５の下方に鉛直方向に掘削され、二重管５ｂの天端が凹部４５の底面に位置し、ポンプ３１ｂが凹部４５内すなわち二重管５ｂの外部に設けられる点が第１の実施形態の井戸構造２と異なる。

【0059】

ポンプ３１ｂには２本の送水管３５ｂが連結される。２本の送水管３５ｂのうち一方の送水管３５ｂの下端部は空間８の底部付近に位置し、他方の送水管３５ｂの下端部は空間１６の底部付近に位置する。ポンプ３１ｂは、空間８と空間１６との間で水の移動方向の切り替えが可能である。

【0060】

地下水浄化システム４１ｂでは、井戸構造２ｂ－１、２ｂ－２は、それぞれの井戸３を含む面が汚染地下水の流れの方向と略垂直となるように配置される。井戸構造２ｂ－１、２ｂ－２は、薬剤注入ポンプ３７を共有し、井戸構造２ｂ－１には薬剤注入管３９－１が挿入され、井戸構造２ｂ－２には薬剤注入管３９－２が挿入される。

【0061】

地盤１の地下水を浄化する際、地下水浄化システム４１ｂでは、井戸構造２ｂ－１での水の移動方向と、井戸構造２ｂ－１に隣接する井戸構造２ｂ－２での水の移動方向とが上下逆方向となるように、ポンプ３１ｂを運転する。例えば、井戸構造２ｂ－１では送水管３５ｂで空間８から水を揚水して空間１６に移動させるようにポンプ３１ｂを運転し、井戸構造２ｂ－２では送水管３５ｂで空間１６から水を揚水して空間８に送水させるようにポンプ３１ｂを運転する。

【0062】

すると、井戸構造２ｂ－１周辺では、水が地盤１から空間８に浸入すると同時に空間１６から地盤１に浸出する。井戸構造２ｂ－２周辺では、水が地盤１から空間１６に浸入すると同時に空間８から地盤１に浸出する。そして、図５に示すように、地盤１内で、井戸構造２ｂ－２の空間８から井戸構造２ｂ－１の空間８への水平方向の流れ、および、井戸構造２ｂ－１の空間１６から井戸構造２ｂ－２の空間１６への水平方向の流れによる循環流が生じる。

【0063】

このとき、井戸構造２ｂ－１では水圧計３３－２を用いて水圧を計測し、空間１６内の水位が高くなりすぎないようにポンプ３１ｂの流量を調整する。井戸構造２ｂ－２では水圧計３３－１を用いて水圧を計測し、空間８内の水位が高くなりすぎないようにポンプ３１ｂの流量を調整する。

【0064】

また、地下水浄化システム４１ｂでは、薬剤注入ポンプ３７から、薬剤注入管３９－１を介して井戸構造２ｂ－１の空間１６に薬剤を注入し、薬剤注入管３９－２を介して井戸構造２ｂ－２の空間８に薬剤を注入する。薬剤は、図５の矢印に示す循環流によって、地盤１内に均質に拡散される。

【0065】

地下水浄化システム４１ｂでは、必要に応じて、水の移動方向を切り替えてもよい。図５に示す状態から水の移動方向を切り替えるには、井戸構造２ｂ－１、井戸構造２ｂ－２のそれぞれでポンプ３１ｂの運転方向を切り替える。これにより、地盤１内で、井戸構造２ｂ－１の空間８から井戸構造２ｂ－２の空間８への水平方向の流れ、および、井戸構造２ｂ－２の空間１６から井戸構造２ｂ－１の空間１６への水平方向の流れによる循環流が生じる。

【0066】

第３の実施形態で用いられる井戸構造２ｂでも、第１の実施形態の井戸構造２と同様の効果が得られる。また、井戸構造２ｂでは、ポンプ３１ｂが二重管５ｂより上方の凹部４５内に配置されることにより、ポンプ３１－１、３１－２が二重管５の内部に配置される井戸構造２と比べて井戸３ｂの径を小さくすることができる。そのため、施工コストを低減できる。

【0067】

第３の実施形態の地下水浄化システム４１ｂにおいても、井戸構造２ｂ－１での水の移動方向と隣接する井戸構造２ｂ－２での水の移動方向とが上下逆方向となるようにポンプ３１ｂの運転を制御することにより、井戸構造２ｂ－１と井戸構造２ｂ－２との間の地盤１内に地下水の流れと略垂直となる循環流を発生させることができる。また、二重管５ｂ内に薬剤を注入することで、薬剤を循環流で地盤１内に均質に拡散させ、地下水を浄化することができる。

【0068】

次に、第４の実施形態について説明する。図６は、第４の実施形態の井戸構造２ｃを示す図であり、地盤１の鉛直方向の断面を示す。図６に示すように、井戸構造２ｃは、井戸３、二重管５ｃ、遮水材２３ｃ、第１のポンプ３１－１、第２のポンプ３１－２等で構成される。

【0069】

井戸構造２ｃは、遮水材２３ｃが遮水材２３ｃ－１、２３ｃ－２に分割されている点、二重管５ｃが井戸３内に配置される外管７ｃと、外管７ｃ内に配置される内管１５とからなる点が第１の実施形態の井戸構造２と異なる。

【0070】

外管７ｃは、内管１５と同様に遮水材２３ｃを貫通して配置され、下端部が井戸３の底部に位置する。すなわち、遮水材２３ｃは、内管１５の外周面と井戸３の孔壁との間に設けられ、遮水材２３ｃのうち、外側の遮水材２３ｃ－１は外管７ｃの外周面と井戸３の孔壁との間を塞ぎ、内側の遮水材２３ｃ－２は、外管７ｃと内管１５との間の空間８を塞ぐ。外管７ｃの天端９は、内管１５の天端１７より高い地盤１の表面付近に位置し、開放されている。

【0071】

外管７ｃは、遮水材２３ｃより上方の部分がストレーナ管１３であり、遮水材２３ｃより下方の部分がストレーナ管１３ｃである。ストレーナ管１３には複数の孔１１が、ストレーナ管１３ｃには複数の孔１１ｃが設けられる。外管７ｃのストレーナ管１３より上方の部分の外周面と井戸３の孔壁との間には、遮水材２４が設けられる。

【0072】

遮水材２３の上方の区間２５－１では、外管７ｃの外周面と井戸３の孔壁との間に珪砂２７が充填される。遮水材２３ｃの下方の区間２５－２では、外管７ｃの外周面と井戸３の孔壁との間に珪砂２９が充填される。

【0073】

井戸構造２ｃを構築するには、まず地盤１に井戸３を掘削し、井戸３に内管１５および外管７ｃからなる二重管５ｃを建て込む。そして、外管７ｃの外周面と井戸３の孔壁との間の空間に、所定の深さまで珪砂２９を充填し、珪砂２９の上方に遮水材２３ｃ－１を設置する。その後、遮水材２３ｃ－１の上方に所定の深さまで珪砂２７を充填し、珪砂２７の上方に遮水材２４を設置し、遮水材２４の上方に珪砂２７を充填する。

【0074】

また、二重管５ｃを建て込んだ後、内管１５の外周面と外管７ｃの内周面との間に遮水材２３ｃ－２を設置し、空間８に送水管３５およびポンプ３１－１、水圧計３３－１を設置し、空間１６に送水管３５およびポンプ３１－２、水圧計３３－２を設置する。また、地上に図示しない薬剤注入ポンプを設置し、図示しない薬剤注入管を二重管５ｃ内に挿入する。

【0075】

井戸構造２ｃのポンプ３１－１を運転して、空間８から揚水した水を送水管３５で空間１６に移動させると、区間２５－２では、水が空間１６から孔１９を介してストレーナ管１３ｃとストレーナ管２１との間の空間８ｃにも移動する。井戸構造２ｃ周辺では、水が地盤１から空間８に浸入すると同時に、空間１６から空間８ｃを通って地盤１に浸出する。

【0076】

井戸構造２ｃのポンプ３１－２を運転して、空間１６から揚水した水を送水管３５で空間８に移動させると、区間２５－２では、水が空間８ｃから孔１９を介して空間１６に移動する。井戸構造２ｃ周辺では、水が地盤１から空間８ｃを通って空間１６に浸入すると同時に、空間８から地盤１に浸出する。

【0077】

井戸構造２ｃでは、ポンプ３１－１とポンプ３１－２のいずれかを運転することによって、区間２５－１と区間２５－２との間での水の移動方向が切り替えられる。

【0078】

図６に示す井戸構造２ｃを地下水浄化システムに用いる場合にも、一の井戸構造２ｃでの水の移動方向と、一の井戸構造２ｃに隣接する他の井戸構造２ｃでの水の移動方向とが上下逆方向となるようにポンプ３１－１、３１－２の運転を制御する。また、図示しない薬剤注入ポンプから井戸構造２ｃの二重管５ｃ内に薬剤を注入する。

【0079】

すると、第１の実施形態の地下水浄化システム４１と同様に、隣接する２ケ所の井戸構造２ｃの間の地盤１内に循環流が生じ、循環流によって薬剤が地盤１内に均質に拡散される。

【0080】

第４の実施形態の井戸構造２ｃでも、第１の実施形態の井戸構造２と同様の効果が得られる。また、井戸構造２ｃでは、外管７ｃが区間２５－２にも配置されるので、ポンプ３１－１で揚水して空間８から空間１６に水を移動させた時に空間８ｃにも水が入っていく。そのため、区間２５－２に内管１５のみが配置される井戸構造２と比べて、内管１５の水位上昇を抑制することができる。

【0081】

第４の実施形態の井戸構造２ｃを用いて地下水浄化システムを構築した場合でも、一の井戸構造２ｃでの水の移動方向と一の井戸構造２ｃに隣接する他の井戸構造２ｃでの水の移動方向とが上下逆方向となるようにポンプ３１－１、３１－２の運転を制御することにより、２つの井戸構造２ｃの間の地盤１内に地下水の流れと略垂直となる循環流を発生させることができる。また、二重管５ｃ内に薬剤を注入することで、薬剤を循環流で地盤１内に均質に拡散させ、地下水を浄化することができる。

【0082】

なお、第１から第３の実施形態では、図２から図５に示すように、ポンプで揚水された水の移動先の空間に薬剤を注入したが、薬剤は二重管内に注入されればよい。例えば、水の移動元の空間（ポンプで揚水される側の空間）に薬剤を注入した場合も、二重管内で水を移動させることによって薬剤が均一に拡散されるので同じ効果が得られる。

【0083】

また、地下水浄化システムに用いる井戸構造は、２つに限らず３つ以上であってもよい。この場合も、一の井戸構造と、一の井戸構造に隣接する他の井戸構造とで、水の移動方向が上下逆となるようにポンプの運転を制御することにより、隣接する井戸構造同士の間の地盤内に循環流を発生させて、より広範囲の地盤の地下水を浄化することができる。

【0084】

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0085】

１………地盤
２、２－１、２－２、２ａ、２ａ－１、２ａ－２、２ｂ、２ｂ－１、２ｂ－２、２ｃ………井戸構造
３、３ｂ………井戸
５、５ｂ、５ｃ………二重管
７、７ｃ………外管
９、１７………天端
８、８ｃ、１６………空間
１１、１１ｃ、１９………孔
１３、１３ｃ、２１………ストレーナ管
１５………内管
２３、２３ｃ、２３ｃ－１、２３ｃ－２、２４………遮水材
２５－１、２５－２………区間
２７、２９………珪砂
３１－１、３１－２、３１ｂ………ポンプ
３３－１、３３－２………水圧計
３５、３５ａ、３５ｂ………送水管
３７………薬剤注入ポンプ
３９、３９－１、３９－２………薬剤注入管
４１、４１ａ、４１ｂ………地下水浄化システム
４３………連通部
４５………凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】