特許 7471981 地下水のリチャージ方法及び地下水リチャージ装置

(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】2024-04-12

(45)【発行日】2024-04-22

(54)【発明の名称】地下水のリチャージ方法及び地下水リチャージ装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 19/10 20060101AFI20240415BHJP

【ＦＩ】

E02D19/10

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020165193

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022057107

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2023-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000002299

【氏名又は名称】清水建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】石川 明

【審査官】湯本 照基

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１８３４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５８７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０８２０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７０２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５３５９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５６－１０７１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３２３４４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

揚水井戸から地下水を揚水する揚水工程と、
前記地下水を地盤内に注水するための注水井戸内を予め加圧又は減圧する圧力調整工程と、
前記注水井戸に前記地下水を注水する注水工程と、
を備え、
前記圧力調整工程において、前記注水井戸内を満水にして、前記地盤の自然水位と前記注水井戸内の圧力に対応する水位との水位差を所定値に維持する、
地下水のリチャージ方法。

【請求項2】

前記注水工程において、
前記地下水を前記揚水井戸から揚水する系統とは別系統で前記注水井戸内に供給する、
請求項１に記載の地下水のリチャージ方法。

【請求項3】

前記圧力調整工程において、
前記注水井戸内の圧力を検知し、検知した前記圧力の情報に基づいて前記注水井戸内を加圧又は減圧する、
請求項１又は２に記載の地下水のリチャージ方法。

【請求項4】

前記揚水井戸から揚水された前記地下水を前記注水井戸に注水する前にろ過装置に通し、前記地下水に含まれる少なくとも鉄を除去することによって前記注水井戸内の目詰まりを防止するろ過工程を備える、
請求項１から３の何れか一項に記載の地下水のリチャージ方法。

【請求項5】

地下水を揚水するための揚水井戸と、
前記地下水を地盤内に注水するための注水井戸と、
前記揚水井戸内から揚水した前記地下水を前記注水井戸に注水する通水管と、
前記注水井戸内を加圧又は減圧する圧力調整機構と、
を備え、
前記圧力調整機構は、前記揚水井戸内から揚水した前記地下水を注水するときに、前記注水井戸内を満水にして、前記注水井戸内の圧力を、前記地盤の自然水位と前記注水井戸内の圧力に対応する水位との水位差が所定値となる所定圧力に維持するように調整可能に構成されている、
地下水リチャージ装置。

【請求項6】

前記圧力調整機構は、前記注水井戸から溢れた前記地下水の一部を導入して前記注水井戸と接続され、且つ前記注水井戸内の圧力が前記所定圧力を維持するように加圧又は減圧する気液変換装置を備える、
請求項５に記載の地下水リチャージ装置。

【請求項7】

前記通水管は、
一方の端部が前記揚水井戸の内部において前記地下水を揚水可能に配置され且つ他方の端部が前記揚水井戸及び前記注水井戸の外部に配置された第１管と、
一方の端部が前記注水井戸の内部に配置され且つ他方の端部が前記揚水井戸及び前記注水井戸の外部において前記第１管とは非連結状態で配置された第２管と、
を有する、
請求項５又は６に記載の地下水リチャージ装置。

【請求項8】

前記圧力調整機構は、
前記注水井戸内の圧力を検知する圧力検知装置と、
前記圧力検知装置で検知した検知圧力と前記所定圧力との差圧を前記注水井戸内に加える圧力付加装置と、
を備える、
請求項５又は６に記載の地下水リチャージ装置。

【請求項9】

前記第２管に設けられ、前記揚水井戸から揚水した前記地下水に含まれる少なくとも鉄を除去可能なろ過装置を備える、
請求項７に記載の地下水リチャージ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地下水のリチャージ方法及び地下水リチャージ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、リチャージ工法では、揚水井戸から揚水した地下水を揚水井戸から離れた場所に設けられた注水井戸から地盤中に注水する。リチャージ工法では、地盤の自然水位と注水井戸内の水位との水位差を利用して地下水を地盤中に注水する。地盤中に注水可能な水量は、自然水位と揚水井戸内の水位との水位差による圧力に比例する。

【0003】

例えば、特許文献１には、注水井戸内の水位が上昇し、空気溜まりの圧力が所定値より高くなった際に空気を注水井戸外に排出する装置が開示されている。注水井戸内の水位は、注水井戸内に設けられたポンプを稼働させて逆洗するか、余水として地下水を注水井戸外に排水する手段によっても、調整可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平６－１４６２５７公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

リチャージ工法では前述のように水圧差を利用するため、特許文献１に開示されている装置のように地面近くから注水井戸内に注水する場合は、自然水位が地面付近にあると、自然水位と注水井戸の上限水位との水位差が小さくなり、注水可能な水量が減ってしまう。水位差を大きくし、地盤中に注水可能な水量を増やすために、リチャージウェルを地面より上方に延ばす手段が提案されている。しかしながら、このような手段では、仮設足場等を設ける必要があり、労力と時間がかかるうえに、都心等の狭隘な現場では実現困難になる。

【0006】

また、上述の特許文献１に開示されている装置では、注水井戸内の圧力が所定値より高くなったことを検知してからリチャージウェル内の空気を排出するため、空気の排出前には水位差が小さくなり、地盤中に注水可能な水量が所定量より少なくなる。したがって、地盤中に注水可能な水量の変動が大きい。さらに、特許文献１では、装置が施工されると上限水位及び自然水位と上限水位との水位差が確定し、注水状況に合わせて水位差を調整することは難しい。

【0007】

本発明は、上述の状況を鑑み、任意の水位差で地盤中に注水可能な地下水のリチャージ方法及び地下水リチャージ装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る地下水のリチャージ方法は、揚水井戸から地下水を揚水する揚水工程と、前記地下水を地盤内に注水するための注水井戸内を予め加圧又は減圧する圧力調整工程と、前記注水井戸に前記地下水を注水する注水工程と、を備え、前記圧力調整工程において、前記注水井戸内を満水にして、前記地盤の自然水位と前記注水井戸内の圧力に対応する水位との水位差を所定値に維持する。

【0009】

上述の地下水のリチャージ方法によれば、圧力調整工程において注水井戸内の空気溜まりをなくし、注水井戸内をアクティブに加圧（又は減圧）し、注水井戸内の水圧差を所定値に高精度且つ安定的に調整可能になる。即ち、地盤への注水量を高精度且つ安定的に調整できる。また、地盤によって自然水位は略固定されるが、注水井戸内を加圧又は減圧することによって、注水井戸内の圧力に対応する水位、即ち上限水位を注水井戸の上端や地面よりも物理的に高く設定でき、所定値及び水位差を従来のリチャージ方法よりも大きく且つ自在に設定できる。したがって、上述の地下水のリチャージ方法によれば、揚水井戸から揚水した地下水を任意の水位差で安定的に地盤中に注水できる。

【0010】

本発明に係る地下水のリチャージ方法では、前記注水工程において、前記地下水を前記揚水井戸から揚水する系統とは別系統で前記注水井戸内に供給してもよい。

【0011】

上述の地下水のリチャージ方法によれば、地下水を揚水する系統と注水する系統とを互いに別系統にしているため、圧力調整工程において注水井戸に加圧した際に、系統間で圧力を開放し、揚水井戸に近い方の系統に加圧の影響が及ぶことを防ぎ、揚水井戸から地下水を円滑に揚水できる。

【0012】

本発明に係る地下水のリチャージ方法では、前記圧力調整工程において、前記注水井戸内の圧力を検知し、検知した前記圧力の情報に基づいて前記注水井戸内を加圧又は減圧してもよい。

【0013】

上述の地下水のリチャージ方法によれば、検知した注水井戸内の圧力をフィードバックさせつつ、注水井戸内の水位差を制御できるため、所定値及び水位差を高精度に維持できる。

【0014】

本発明に係る地下水のリチャージ方法では、前記揚水井戸から揚水された前記地下水を前記注水井戸に注水する前にろ過装置に通し、前記地下水に含まれる少なくとも鉄を除去することによって前記注水井戸内の目詰まりを防止するろ過工程を備えてもよい。

【0015】

上述の地下水のリチャージ方法によれば、ろ過工程において地下水から少なくとも鉄が除去されるため、注水工程において注水井戸の目詰まりの発生を抑え、地下水のリチャージの処理効率を高めることができる。

【0016】

本発明に係る地下水リチャージ装置は、地下水を揚水するための揚水井戸と、前記地下水を地盤内に注水するための注水井戸と、前記揚水井戸内から揚水した前記地下水を前記注水井戸に注水する通水管と、前記注水井戸内を加圧又は減圧する圧力調整機構と、を備え、前記圧力調整機構は、前記揚水井戸内から揚水した前記地下水を注水するときに、前記注水井戸内を満水にして、前記注水井戸内の圧力を、前記地盤の自然水位と前記注水井戸内の圧力に対応する水位との水位差が所定値となる所定圧力に維持するように調整可能に構成されている。

【0017】

上述の地下水リチャージ装置によれば、圧力調整機構によって注水井戸内が満水状態でアクティブに加圧（又は減圧）され、地下水が地盤中に注水される際に、注水井戸内の水圧差が所定値になるように圧力が予め高精度且つ安定的に調整され、注水中に維持される。また、注水井戸内を満水状態で加圧することによって、注水井戸内の圧力に対応する水位を注水井戸の上端や地面よりも物理的に高く設定でき、所定値及び水位差を従来の地下水リチャージ装置よりも大きく且つ自在に設定でき、安定させることができる。したがって、上述の地下水リチャージ装置によれば、揚水井戸から揚水した地下水を任意の水位差で地盤中に安定して注水できる。

【0018】

本発明に係る地下水リチャージ装置において、圧力調整機構は、前記注水井戸から溢れた前記地下水の一部を導入して前記注水井戸と接続され、且つ前記注水井戸内の圧力が前記所定圧力を維持するように加圧又は減圧する気液変換装置を備えてもよい。

【0019】

上述の地下水リチャージ装置によれば、空気を挟まずに地下水に加圧又は減圧を作用させ、加圧時の圧縮空気を地下水に溶解させず、注水井戸内の水圧差が所定の水圧差になるように圧力を高精度に調整し、注水中でも水圧差を安定させて維持できる。

【0020】

本発明に係る地下水リチャージ装置では、前記通水管は、一方の端部が前記揚水井戸の内部において前記地下水を揚水可能に配置され且つ他方の端部が前記揚水井戸及び前記注水井戸の外部に配置された第１管と、一方の端部が前記注水井戸の内部に配置され且つ他方の端部が前記揚水井戸及び前記注水井戸の外部において前記第１管とは非連結状態で配置された第２管と、を有してもよい。

【0021】

上述の地下水リチャージ装置によれば、第１管と第２管とを互いに別系統であるため、圧力調整機構で注水井戸内が加圧された際に、互いに非連結状態の系統間で圧力が開放され、第１管を備える系統に対して第２管を備える系統側の加圧の影響が及ぶことを防ぎ、揚水井戸から地下水を円滑に揚水可能である。

【0022】

本発明に係る地下水リチャージ装置では、前記圧力調整機構は、前記注水井戸内の圧力を検知する圧力検知装置と、前記圧力検知装置で検知した検知圧力と前記所定圧力との差圧を前記注水井戸内に加える圧力付加装置と、を備えてもよい。

【0023】

上述の地下水リチャージ装置によれば、圧力検知装置で検知された注水井戸内の圧力に基づいて注水井戸内の圧力及び水位差が制御されるため、所定値及び水位差を高精度に維持でき、注水井戸内の圧力変化に対しても柔軟に対応可能である。

【0024】

本発明に係る地下水リチャージ装置では、前記第２管に設けられ、前記揚水井戸から揚水した前記地下水に含まれる少なくとも鉄を除去可能なろ過装置を備えてもよい。

【0025】

上述の地下水リチャージ装置によれば、揚水井戸で揚水された後に例えば第１管と第２管との間で空気に触れた地下水からろ過装置で鉄をはじめとする粒子成分や不純物が除去されるため、注水井戸の目詰まりの発生が抑えられ、地下水のリチャージの処理効率が高まる。

【発明の効果】

【0026】

本発明の地下水のリチャージ方法及び地下水リチャージ装置によれば、任意の水位差で地盤中に注水できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明に係る一実施形態の地下水リチャージ装置の一部を切断した部分断面図である。

【図2】従来の地下水リチャージ装置の一部を切断した部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明に係る地下水リチャージ装置の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0029】

図１に示すように、本発明に係る一実施形態の地下水リチャージ装置１１は、掘削工事等を行う現場に設置され、ディープウェル（揚水井戸）１０１によって、帯水層（地盤）２０１－１内から揚水した地下水Ｗ１をリチャージウェル（注水井戸）１０２へ導き、リチャージウェル１０２から帯水層（地盤）２０１－２内に注水する装置である。

【0030】

地盤２００は、１層以上の帯水層２０１と、１層以上の粘土層２０２とを有し、例えば地面３００から深さ方向Ｄ１に沿って複数の帯水層２０１－１、２０１－２、…と、複数の粘土層２０２－１、２０２－２、…が交互に繰り返される積層構造を備える。以下、複数の帯水層２０１－１、２０１－２、…に共通する内容を説明する際は、これらの帯水層をまとめて帯水層２０１と記載する。同様に、複数の粘土層２０２－１、２０２－２、…に共通する内容を説明する際は、これらの粘土層をまとめて粘土層２０２と記載する。なお、地下水リチャージ装置１１を適用可能であれば、地盤２００の構造は特に限定されない。

【0031】

図１に示すように、地下水リチャージ装置１１は、ディープウェル（揚水井戸）１０１と、リチャージウェル（注水井戸）１０２と、通水管１３０と、貯水槽１５０と、ろ過装置１９５と、圧力調整機構１６０と、排水管１９０と、備える。

【0032】

ディープウェル１０１は、帯水層２０１－１内の地下水Ｗ１を揚水するための排水設備であり、所謂、深井戸である。ディープウェル１０１は、地盤２００に埋設されている。ディープウェル１０１は、鋼管等からなるケーシング１０４と、通水部１０６と、を備える。深さ方向Ｄ１において、ケーシング１０４の上端１０４ａは、地面３００と略同じ位置（即ち、同じ高さ）にある。深さ方向Ｄ１において、ケーシング１０４の下端１０４ｂは、帯水層２０１－１内に位置している。ケーシング１０４は、深さ方向Ｄ１に交差する径方向Ｒ１０１で帯水層２０１－１及び粘土層２０２との間で地下水を通さない。通水部１０６は、ケーシング１０４の下方に配置されている。深さ方向Ｄ１において、通水部１０６の上端１０６ａは、ケーシング１０４の下端１０４ｂに接続され、帯水層２０１－１内に位置している。深さ方向Ｄ１において、通水部１０６の下端１０６ｂは、帯水層２０１－１内に位置している。通水部１０６は、径方向Ｒ１０１においてディープウェル１０１の内部空間に露出するスクリーン（図示略）と、スクリーンに接して径方向Ｒ１０１の外方に設けられたフィルター（図示略）と、を備える。前述のスクリーンには、所定の大きさの貫通孔が多数形成されている。前述のフィルターは、前述のスクリーンの貫通孔よりも大きい粒径を有する複数の粒子で構成されている。通水部１０６は、径方向Ｒ１０１で帯水層２０１－１との間で地下水Ｗ１を通す。帯水層２０１－１に含まれる地下水Ｗ１は、通水部１０６を径方向Ｒ１０１外側から径方向Ｒ１０１内側に通り、ディープウェル１０１内に流入し、溜まる。前述のスクリーンの貫通孔及び複数の粒子同士の隙間よりも大きい砂石等の不純物は、通水部１０６を径方向Ｒ１０１外側から径方向Ｒ１０１内側に通れない。

【0033】

ディープウェル１０１のケーシング１０４の上端１０４ａは、深さ方向Ｄ１において後方からごみ等が入らないように閉じられているが、必ずしも密閉されていなくてもよい。

【0034】

リチャージウェル１０２は、地下水Ｗ１を帯水層２０１－２に注水するための注水設備であり、深井戸である。リチャージウェル１０２は、ディープウェル１０１と同様の構成を備え、ディープウェル１０１とは離れた位置で地盤２００に埋設されている。リチャージウェル１０２は、鋼管等からなるケーシング１０８と、通水部１１０と、を備える。深さ方向Ｄ１において、ケーシング１０８の上端１０８ａは、地面３００と略同じ位置にある。深さ方向Ｄ１において、ケーシング１０８の下端１０８ｂは、帯水層２０１－２内に位置している。ケーシング１０８は、深さ方向Ｄ１に交差する径方向Ｒ１０２において、帯水層２０１－１、２０１－２及び粘土層２０２との間で地下水を通さない。通水部１１０は、ケーシング１０８の下方に配置されている。深さ方向Ｄ１において、通水部１１０の上端１１０ａは、ケーシング１０８の下端１０８ｂに接続され、帯水層２０１－２内に位置している。深さ方向Ｄ１において、通水部１１０の下端１１０ｂは、帯水層２０１－２内に位置している。通水部１１０は、通水部１０６と同様に構成され、径方向Ｒ１０２においてリチャージウェル１０２の内部空間に露出するスクリーン（図示略）と、スクリーンに接して径方向Ｒ１０２の外方に設けられたフィルター（図示略）と、を備える。通水部１１０は、径方向Ｒ１０２で帯水層２０１－２に地下水Ｗ２を通す。リチャージウェル１０２内に供給される地下水Ｗ２は、通水部１１０を径方向Ｒ１０２内側から径方向Ｒ１０２外側に通り、帯水層２０１－２に注水される。

【0035】

リチャージウェル１０２のケーシング１０８は、深さ方向Ｄ１において、地面３００よりも僅かに後方（即ち、上方）に突出し、鋼板等からなる蓋１１２で後方から覆われている。

【0036】

通水管１３０は、第１通水管（第１管）１３１と、第２通水管（第２管）１３２と、を備える。第１通水管１３１と、第２通水管１３２は、通水管１３０において上流側（即ち、ディープウェル１０１側）から下流側（即ち、リチャージウェル１０２側）に向かって前述の順に配置されている。第１通水管１３１は、ディープウェル１０１の内部から上端を抜けて地上に沿って延び、適宜屈曲している。深さ方向Ｄ１において、第１通水管１３１の上流側の端部１３１ｃは、ディープウェル１０１の通水部１０６と重なる領域に配置されている。第１通水管１３１の端部１３１ｃには、ポンプ１４１が設けられている。第１通水管１３１において地上に出ている部分に、揚水量を調整するためのバルブ１４２が設けられている。

【0037】

第１通水管１３１の下流側の端部１３１ｄは、貯水槽１５０の内部に開放されている。貯水槽１５０は、上方に開放された箱体、又は開閉可能な蓋を有するタンクであり、例えば原水タンクやノッチタンクであってもよい。貯水槽１５０から地下水Ｗ１が溢れないようにするため、貯水槽１５０には、下水放流を行うための不図示のバイパス流路が設けられている。ポンプ１４１が作動することによって、ディープウェル１０１内に溜まっている地下水Ｗ１が第１通水管１３１を介して貯水槽１５０に導かれ、貯水槽１５０に溜まる。

【0038】

第２通水管１３２は、貯水槽１５０の内部から貯水槽１５０外に抜けて地上に沿って延び、適宜屈曲し、蓋１１２の天板１１４を貫通し、リチャージウェル１０２の内部に延びている。第２通水管１３２の上流側の端部１３２ｃには、ポンプ１４４が設けられている。貯水槽１５０では、溜まった地下水Ｗ１のうち少なくとも鉄、その他に僅かな砂やリチャージウェル１０２の通水部１１０の目詰まりの要因になり得る粒子成分や不純物が沈殿し、鉄や不純物が取り除かれた地下水Ｗ２が生成される。第２通水管１３２の端部１３２ｃ及びポンプ１４４は、地下水Ｗ２を汲み上げ可能な位置に設けられ、貯水槽１５０内に開放されている。

【0039】

第１通水管１３１の端部１３１ｄと第２通水管の端部１３２ｃとは、連結していない。即ち、第１通水管１３１と第２通水管とは、非連結状態で配置され、互いに別系統である。貯水槽１５０は完全に密閉されておらず、内部の圧力が高まらずに貯水槽１５０の上端部等で開放されるため、貯水槽１５０内に供給された地下水Ｗ１は少なくとも空気に触れている。

【0040】

第２通水管１３２において地上に出ている部分（外部）に、ろ過装置１９５が設けられている。ろ過装置１９５は、貯水槽１５０において地下水Ｗ１から分離されずに地下水Ｗ２中に残存し且つリチャージウェル１０２の通水部１１０の目詰まりの要因になる物質（以下、要因物質と称する）を除去するための設備である。要因物質は、例えば地下水Ｗ２に残存する鉄及びマンガンをはじめとする酸化金属（特に、三価鉄等）や粒子成分、不純物等である。前述の酸化金属は、貯水槽１５０内で触れる空気や第２通水管１３２内に僅かに混入した空気によって地下水Ｗ２から析出する。

【0041】

ろ過装置１９５には、例えばバネ式ろ過器１９８が好適であるが、地下水Ｗ２から要因物質を除去可能な装置であれば、特に限定されない。バネ式ろ過器１９８としては、例えば、特開平８－１９６８２１号公報に開示されている液体ろ過フィルターエレメントや特許１８２２３１７号公報等に開示されているバネ式フィルターろ過装置等に例示される装置が挙げられる。バネ式ろ過器１９８は、例えば非常にさびにくいステンレス（ＳＵＳ）からなるバネ線材を備える。バネ線材をコイル状に巻いたバネ式フィルターには、プリコート材が付着している。ポンプ１９１の作動によってリチャージウェル１０２から地下水Ｗ２が排水管１９０を介してバネ式ろ過器１９８に導かれ、バネ式フィルターを通ると、プリコート材に付着した地下水Ｗ２中の残留物（即ち、要因物質）は、プリコート材と共に分離される。残留物が分離された地下水Ｗ２は、下流側の排水管１９０から前述の排水設備又は排水路に排出される。このようなバネ式ろ過器は、特に優れた自浄効果、逆洗再生機能を有し、メンテナンスを略不要とする等、地下水リチャージ装置１１に好適な特徴や条件を備える。

【0042】

第２通水管１３２において地上に出ていて且つろ過装置１９５の下流側の部分に、注水量を調整するためのバルブ１４３が設けられている。

【0043】

第２通水管１３２の下流側の端部１３２ｄは、リチャージウェル１０２の内部で開放され、深さ方向Ｄ１において帯水層２０１－１内に位置している。ポンプ１４４が作動することによって、貯水槽１５０内で生成された地下水Ｗ２が第２通水管１３２を介してリチャージウェル１０２内に導かれる。地下水Ｗ２は、ディープウェル１０１から地下水Ｗ１を揚水する系統とは別系統でリチャージウェル１０２内に供給される。

【0044】

圧力調整機構１６０は、リチャージウェル１０２内を満水にし、空気溜まりがない状態でリチャージウェル１０２内を地下水Ｗ２で加圧又は減圧し、リチャージウェル１０２内の圧力Ｐをアクティブに調整する。圧力調整機構１６０は、圧力検知装置１６４と、圧力付加装置１７０と、を備える。圧力検知装置１６４は、常時又は所定のタイミングで水圧計１６６又はゲージメータにより、リチャージウェル１０２内の圧力を検知する。なお、圧力検知装置１６４の種類及び構成は、常時又は所定のタイミングでリチャージウェル１０２内の圧力を検知可能であれば、特に限定されない。深さ方向Ｄ１において、水圧計１６６は、地盤２００の自然水位ＷＬ１よりも前方（即ち、下方）に位置し、例えば蓋１１２の天板１１４から垂下するように支持されていてもよく、リチャージウェル１０２のケーシング１０８の内壁に支持されていてもよい。水圧計１６６で検知されたリチャージウェル１０２内の圧力は、不図示の電線又は無線で加圧ユニット１７４の制御部１８６に伝達される。

【0045】

圧力付加装置１７０は、圧力検知装置１６４で検知した検知圧力ＨＰ－２と所定圧力ＨＰ－１との差圧ΔＰをリチャージウェル１０２内に加える。圧力付加装置１７０は、接続管１７２と、加圧ユニット１７４と、を備える。接続管１７２の一方の端部１７２ｃは、蓋１１２の天板１１４を貫通し、リチャージウェル１０２の内部に連通している。接続管１７２は、蓋１１２からリチャージウェル１０２外の地上に延び、加圧ユニット１７４に接続されている。接続管１７２には、バルブ１７６が設けられている。バルブ１７６は、少なくともリチャージウェル１０２内の圧力調整時に開き、非常時等に閉じている。

【0046】

加圧ユニット１７４は、気液変換装置１８２と、エアコンプレッサー１８４と、制御部１８６と、を備える。気液変換装置１８２は、内部に適量の地下水Ｗ２を溜めることが可能な密閉性の高い容器を備えていれば、特に限定されない。加圧ユニット１７４が気液変換装置１８２を備え、気液変換装置１８２の容器内で加圧／減圧されることによって、気液変換装置１８２からリチャージウェル１０２の間で空気を介さず、気液変換装置１８２から液体（即ち、地下水Ｗ２）に圧力が作用すると共に、リチャージウェル１０２内に空気溜まりがある場合の加圧時のように圧縮空気の地下水Ｗへの溶解を防ぐことができる。このことによって、気液変換装置１８２からの加圧／減圧が高精度に安定してリチャージウェル１０２内に作用する。気液変換装置１８２の容器の下部には、接続管１７２の他方の端部１７２ｄが連通している。気液変換装置１８２の容器の上部は、エアコンプレッサー１８４に連通している。エアコンプレッサー１８４は、制御部１８６に接続され、制御部１８６からの信号を受けて所要量の圧縮空気を作り、気液変換装置１８２に供給する。制御部１８６は、例えばコンピュータや計算機であり、図１に例示するようにエアコンプレッサー１８４の付近に配置されていてもよく、エアコンプレッサー１８４を遠隔に操作可能な状態でエアコンプレッサー１８４から離れた場所に配置されていてもよい。

【0047】

排水管１９０は、リチャージウェル１０２の内部から上端まで延び、蓋１１２の天板１１４を貫通し、適宜屈曲し、地上に沿ってさらに延びている。深さ方向Ｄ１において、排水管１９０の上流側の端部１９０ｃは、リチャージウェル１０２の通水部１１０と重なる領域に配置されている。排水管１９０の端部１９０ｃには、ポンプ１９１が設けられている。排水管１９０において地上に出ている部分に、排水量を調整するためのバルブ１９２が設けられている。バルブ１９２は、リチャージウェル１０２の逆洗時のみ開き、ポンプ１４４からの注水時には閉じている。図示していないが、排水管１９０の下流側の端部は、排水設備又は排水路に接続されている。地下水Ｗ２は、下水等で規定されている基準（例えば、６６０ｐｐｍ以下である等の基準）を満たしていることが確認されたうえで排水管１９０から排水される。

【0048】

圧力調整機構１６０の制御部１８６は、次に説明する地下水のリチャージ方法に応じて、エアコンプレッサー１８４に加えて、ポンプ１４４、１９１の作動、停止、及びバルブ１４３、１７６、１９２の開閉等についても制御可能であることが好ましい。

【0049】

地下水リチャージ装置１１では、ディープウェル１０１内から揚水した後に貯水槽１５０で要因物質を取り除いた地下水Ｗ２を注水するときに予め、圧力調整機構１６０によってリチャージウェル１０２内の圧力Ｐを調整可能に構成されている。リチャージウェル１０２内の圧力Ｐが満水状態で調整されることによって、図１に示すように圧力Ｐに対応する物理的な水位（注水井戸内の圧力に対応する水位）ＷＬ２が高精度且つ安定的に調整される。地盤２００によって自然水位ＷＬ１は定まっているため、自然水位ＷＬ１と水位ＷＬ２との水位差ΔＷＬは、圧力調整機構１６０による水位ＷＬ２の調整によって、調整可能である。リチャージウェル１０２から地盤２００への地下水Ｗ２の注水量Ｑは、水位差ΔＷＬに依存する。

【0050】

制御部１８６では、リチャージウェル１０２内を満水にする信号を発信し、不図示のセンサ等でリチャージウェル１０２内が満水になったことを確認する。その後、地下水リチャージ装置１１で得たい注水量Ｑから所定の水位差ΔＷＸ（所定値）が求められ、水位差ΔＷＸと自然水位ＷＬ１から設定水位ＷＸ２の範囲が算出される。制御部１８６では、算出した設定水位ＷＸ２に対応する、設定すべきリチャージウェル１０２内の所定圧力ＨＰ－１が算出される。なお、ディープウェル１０１の周囲の地盤２００が掘削され、土留め等が設けられている場合、所定圧力ＨＰ－１は、リチャージウェル１０２内が加圧されているときに、ディープウェル１０１の周囲の掘削された領域で底面に露出している帯水層２０１又は粘土層２０２（即ち、地盤２００）が盤ぶくれやボイリング等によって破壊されないように設定されている。

【0051】

例えば、貯水槽１５０内からの供給によって、地下水Ｗ２は、リチャージウェル１０２内に充満し且つ接続管１７２を介して加圧ユニット１７４の気液変換装置１８２の容器の内部に達している。制御部１８６では、前述のようにリチャージウェル１０２内の満水状態の確認後、水圧計１６６で検知されたリチャージウェル１０２内の検知圧力ＨＰ－２と所定圧力ＨＰ－１との差圧ΔＰが求められ、差圧ΔＰに応じた圧力調整信号が加圧ユニット１７４のエアコンプレッサー１８４に出力される。エアコンプレッサー１８４からは、圧力調整信号に応じた所定量の圧縮空気が気液変換装置１８２に供給される。圧縮空気量（即ち、差圧ΔＰ）に応じて、リチャージウェル１０２内は加圧又は減圧され、リチャージウェル１０２内の圧力Ｐが所定圧力ＨＰ－１に維持される。

【0052】

前述のようにリチャージウェル１０２内は満水状態で加圧されるため、水圧計１６６及びポンプ１９１の各々には、部分的に耐圧用のシール等が施されている。同様の理由で、第２通水管１３２及び排水管１９０の少なくともリチャージウェル１０２の内部に挿入されている部分には、例えばキャプタイヤケーブル等の耐圧ケーブルが用いられている。蓋１１２は、耐圧素材で形成され、リチャージウェル１０２内の圧力Ｐが所定圧力ＨＰ－１で維持されているときにリチャージウェル１０２を閉じた状態を保持する。また、ポンプ１４４は、リチャージウェル１０２内の所定圧力ＨＰ－１に対応する揚程（全揚程）以上の全揚程を有する。

【0053】

次いで、本実施形態の地下水のリチャージ方法（以下、単にリチャージ方法と記載する場合がある）について説明する。本実施形態のリチャージ方法は、本実施形態の地下水リチャージ装置１１を用いる方法である。本実施形態のリチャージ方法は、揚水工程と、圧力調整工程と、注水工程と、ろ過工程と、を備える。

【0054】

揚水工程を行う際には、バルブ１４２、１４３、１７６を開け、バルブ１９２を閉じる。揚水工程では、ディープウェル１０１から地下水Ｗ１を揚水する。詳しく説明すると、ポンプ１４１を作動させ、地盤２００の帯水層２０１－１からディープウェル１０１の通水部１０６を通して地下水Ｗ１をディープウェル１０１内に溜める。ディープウェル１０１内に溜まった地下水Ｗ１を第１通水管１３１から汲み上げ、貯水槽１５０に溜める。地下水Ｗ１をオープンな貯水槽１５０に所定時間以上貯留させ、屋外の空気に触れる状態で、地下水Ｗ１に含まれる少なくとも鉄をはじめとする要因物質を貯水槽１５０の底部に沈殿分離させる。

【0055】

圧力調整工程では、水圧計１６６でリチャージウェル１０２内の圧力Ｐを測定し、リチャージウェル１０２内の水位ＷＬ２がリチャージウェル１０２の管天（即ち、ケーシング１０８の上端１０８ａ）まで上昇したことを検知した段階で、リチャージウェル１０２内を地下水Ｗ２で加圧する。水圧計１６６では、検知圧力ＨＰ－２を加圧ユニット１７４の制御部１８６で受信する。制御部１８６によって検知圧力ＨＰ－２と所定圧力ＨＰ－１との差圧ΔＰを求め、差圧ΔＰに応じた圧力調整信号をエアコンプレッサー１８４に出力する。エアコンプレッサー１８４によって、圧力調整信号に応じた所定量の圧縮空気を気液変換装置１８２に供給する。気液変換装置１８２に加えられた差圧ΔＰは、接続管１７２内の地下水Ｗ２を通してリチャージウェル１０２に伝わる。圧力調整工程によって、リチャージウェル１０２内の水位ＷＬ２を物理的に設定水位ＷＸ２にし、自然水位ＷＬ１との水位差ΔＷＬを所定の水位差ΔＷＸの範囲内にする。即ち、圧力調整工程によって、リチャージウェル１０２内の圧力Ｐをアクティブに調整し、リチャージウェル１０２内に水位差ΔＷＬに相当し且つ注水量Ｑを達成し得る水圧を生み出す。

【0056】

注水工程は、圧力調整工程と略同時或いは圧力調整工程後に行う。注水工程では、リチャージウェル１０２内の圧力Ｐをアクティブに調整している状態で、リチャージウェル１０２に地下水Ｗ２を注水する。具体的には、ポンプ１４４を作動させ、貯水槽１５０から第２通水管１３２を介して地下水Ｗ２をリチャージウェル１０２内に供給する。リチャージウェル１０２内は所定圧力ＨＰ－１で維持されているため、リチャージウェル１０２内に供給された地下水Ｗ２は、所定圧力ＨＰ－１を受けて通水部１１０から帯水層２０１－２に注水される。

【0057】

ろ過工程は、貯水槽１５０から供給される地下水Ｗ２中に僅かに含まれる要因物質等が通水部１１０に付着し、検知圧力ＨＰ－２が上限圧力ＨＰ－３に達した場合、或いは検知圧力ＨＰ－２を一定値として、第２通水管１３２に設けられた電磁流量計（図示略）により測定された注水量が設定した所定の下限値に達した場合に行う。上限圧力ＨＰ－３は、例えば掘削された底面の地盤２００の盤ぶくれ等の地盤破壊が生じない圧力の範囲内で適宜設定される。

【0058】

ろ過工程では、ディープウェル１０１から揚水された地下水Ｗ１、Ｗ２をリチャージウェル１０２に注水する前にろ過装置１９５に通し、地下水Ｗ２に含まれる少なくとも鉄を除去することによってリチャージウェル１０２内を逆洗浄し、リチャージウェル１０２内の目詰まりを防止する。即ち、ろ過工程は、リチャージウェル１０２内の目詰まりの発生防止のために行われる。貯水槽１５０内の地下水Ｗ２を汲み上げてろ過装置１９５に通し、地下水Ｗ２に含まれる鉄（特に、三価鉄）をはじめとする要因物質を除去する。具体的には、ポンプ１４４を作動させ、貯水槽１５０内の地下水Ｗ１を汲み上げ、地下水Ｗ２として上流側の第２通水管１３２を介してバネ式ろ過器１９８に通す。バネ式ろ過器１９８を用いて地下水Ｗ２に含まれる要因物質をプリコート材と共に分離除去し、分離した物質と処理後の地下水Ｗ２とを各々、バネ式ろ過器１９８から排出し、リチャージウェル１０２に注水する。

【0059】

なお、ろ過工程中であっても基本的にディープウェル１０１からの揚水は停止しないので、地下水Ｗ１が貯水槽１５０から溢れないようにするため、前述のバイパス流路を用いて貯水槽１５０から下水放流を行う。

【0060】

ろ過工程後に、水圧計１６６で検知される検知圧力ＨＰ－２が所定圧力ＨＰ－１に戻った場合は、圧力調整工程を行えばよい。検知圧力ＨＰ－２が所定圧力ＨＰ－１よりも高い状態が続く場合は、ろ過工程を再度行うか、蓋１１２をリチャージウェル１０２から外して通水部１１０の洗浄等のメンテナンスを行う。

【0061】

以上説明したように、本実施形態の地下水のリチャージ方法は、ディープウェル１０１から地下水Ｗ１を揚水する揚水工程と、地下水Ｗ２を帯水層２０１－２内に注水するためのリチャージウェル１０２内を予め加圧又は減圧する圧力調整工程と、リチャージウェル１０２内に地下水Ｗ２を注水する注水工程と、を備える。圧力調整工程において、リチャージウェル１０２内を満水にして、地下水Ｗ２で加圧し、帯水層２０１（地盤２００）の自然水位ＷＬ１とリチャージウェル１０２内の圧力Ｐに対応する水位ＷＬ２との水位差ΔＷＬを所定の水位差ΔＷＸに維持する。本実施形態の地下水のリチャージ方法によれば、圧力調整工程においてリチャージウェル１０２内を満水状態でアクティブに加圧又は減圧するため、水圧差ΔＷＬを所定の水圧差ΔＸに予め調整し、安定させると共に維持できる。従来のようにリチャージウェル１０２内が満水ではなく、リチャージウェル１０２内の上部に空気が存在している場合、仮にリチャージウェル１０２内を加圧しても、加わった圧力がリチャージウェル１０２内の空気に伝わる場合があり、空気に伝わった圧力分に応じて、水圧差ΔＷＬが所定の水圧差ΔＸから変動し、不安定になる虞がある。また、加圧時の圧縮空気が地下水Ｗ２に溶解する虞がある。また、大容量の空気をリチャージウェル１０２内で圧縮すると、例えばケーシング１０８等に亀裂や傷が生じる等によってリチャージウェル１０２内の空気が漏れた際に暴発する虞がある。

【0062】

本実施形態の地下水のリチャージ方法では、リチャージウェル１０２内の水位差ΔＷＬが水圧差ΔＷＸに安定的に維持されることによって、リチャージウェル１０２から帯水層２０１－２への注水量Ｑを安定して正確に確保できる。また、帯水層２０１－２によって自然水位ＷＬ１は略固定されるが、リチャージウェル１０２内を加圧又は減圧することによって、設定水位ＷＸ２、即ち上限水位をリチャージウェル１０２の上端や地面３００よりも物理的に高く設定でき、所定の水位差ΔＷＸを従来のリチャージ方法よりも大きく且つ自在に設定できる。したがって、本実施形態の地下水のリチャージ方法によれば、地下水Ｗ２を任意の水位差ΔＷＸで地盤２００中に安定的且つ安全に注水できる。

【0063】

本実施形態の地下水のリチャージ方法では、注水工程において、地下水Ｗ１をディープウェル１０１から揚水する系統とは別系統で、地下水Ｗ２をリチャージウェル１０２内に供給する。本実施形態の地下水のリチャージ方法によれば、圧力調整工程において圧力調整機構１６０からリチャージウェル１０２内を加圧した際に、第２通水管１３２を備える系統に伝わる圧力を、第１通水管１３１を備える系統との間で開放でき、第１通水管１３１を備える系統（即ち、ディープウェル１０１に近い方の系統）に加圧の影響が及ぶことを防ぐことができる。このことによって、ディープウェル１０１から地下水Ｗ１を逆流させずに円滑に揚水でき、ディープウェル１０１及びディープウェル１０１に近い方の系統の破損を防ぐことができる。

【0064】

本実施形態の地下水のリチャージ方法では、圧力調整工程において、リチャージウェル１０２内の圧力Ｐをリアルタイムで検知し、検知した圧力Ｐの情報に基づいて差圧ΔＰを算出し、リチャージウェル１０２内を加圧又は減圧する。本実施形態の地下水のリチャージ方法によれば、水圧計１６６で検知したリチャージウェル１０２内の圧力Ｐを制御部１８６にフィードバックさせつつ、リチャージウェル１０２内の水位差ΔＷＬを制御できるため、水位差ΔＷＬ及び帯水層２０１－２への注水量Ｑを高精度に維持及び調整できる。

【0065】

本実施形態の地下水のリチャージ方法は、ディープウェル１０１から揚水された地下水Ｗ２をリチャージウェル１０２に注水する前にろ過装置１９５に通し、地下水Ｗ２に含まれる少なくとも鉄を除去することによってリチャージウェル１０２内の目詰まりを防止するろ過工程をさらに備える。本実施形態の地下水のリチャージ方法によれば、除去工程において地下水Ｗ２から少なくとも鉄が除去されるため、ろ過工程においてリチャージウェル１０２の通水部１１０の目詰まりの発生を抑え、地下水のリチャージの処理効率を高めることができる。

【0066】

本実施形態の地下水リチャージ装置１１は、ディープウェル１０１と、リチャージウェル１０２と、ディープウェル１０１内から揚水した地下水Ｗ１をリチャージウェル１０２に注水供給する通水管１３０と、リチャージウェル１０２内を加圧又は減圧する圧力調整機構１６０と、を備える。圧力調整機構１６０は、地下水（揚水井戸から揚水した地下水）Ｗ２をリチャージウェル１０２に供給するときに、リチャージウェル１０２内を満水にして、リチャージウェル１０２内の圧力Ｐを、帯水層２０１－２の自然水位ＷＬ１と圧力Ｐに対応する水位ＷＬ２との水位差ΔＷＬが所定の水位差ΔＷＸとなる所定圧力ＨＰ－１に維持するように調整可能に構成されている。本実施形態の地下水リチャージ装置１１によれば、圧力調整機構１６０によってリチャージウェル１０２内を満水状態でアクティブに加圧又は減圧できる。また、地下水Ｗ２が帯水層２０１－２中に注水される際に、リチャージウェル１０２内の水圧差ΔＷＬが所定の水圧差ΔＷＸになるように圧力Ｐを予め調整し、注水中に水圧差ΔＷＬを安定させて維持できる。

【0067】

さらに、満水状態のリチャージウェル１０２内を加圧することによって、圧力Ｐに対応する水位ＷＬ２をリチャージウェル１０２の上端や地面３００よりも物理的に高く設定でき、所定の水位差ΔＷＸを従来の地下水リチャージ装置よりも大きく且つ自在に設定できる。図２は、地下水リチャージ装置１１において、圧力調整機構１６０を取り外し、従来の装置と同様にリチャージウェル１０２内の圧力Ｐをアクティブに調整する機構を持たない構成とした装置５００を示す図である。なお、装置５００は、ろ過装置１９５を備えなくてもよい。図２に示すように、装置５００は、第１電極５０１、第２電極５０２と、を備える。第１電極５０１は、リチャージウェル１０２内に設けられ、深さ方向Ｄ１において自然水位ＷＬ１よりも前側（即ち、下側）、且つ帯水層２０１－１の前部（即ち、下部）及びケーシング１０８の前部に配置されている。第２電極５０２は、リチャージウェル１０２内に設けられ、深さ方向Ｄ１において第１電極５０１よりも後部（上部）、且つ帯水層２０１－１と粘土層２０２－１との境界近傍及びケーシング１０８の後部（即ち、上部）に配置されている。装置５００では、リチャージウェル１０２内の地下水Ｗ２が第２電極５０２に触れると、ポンプ１９１を作動させ、地下水Ｗ２が第１電極５０１のみに触れるようになるまで地下水Ｗ２を汲み上げ、排水管１９０を介してリチャージウェル１０２外に排出する。装置５００では、リチャージウェル１０２の上端を地面３００よりも上方に延長させない限り、第２電極５０２が深さ方向Ｄ１において地面３００に近い位置に設けられる。そのため、本実施形態の地下水リチャージ装置１１と同じ自然水位ＷＬ１であっても、装置５００における自然水位ＷＬ１と上限水位ＷＬ４との水位差ΔＷＹは、地下水リチャージ装置１１における水位差ΔＷＸよりも小さい。

【0068】

図２に示す装置５００は、第１電極５０１及び第２電極５０２に替えて、リチャージウェル１０２のケーシング１０８の上端１０８ａから排水管１９０の地上に出ている部分に接続されたオーバーフロー管５１０を備えてもよい。リチャージウェル１０２内の地下水Ｗ２を余水としてオーバーフロー管５１０を介して定期的に手動で地上の排水管１９０にオーバーフローさせる場合、装置５００の上限水位ＷＬ５は、深さ方向Ｄ１においてオーバーフロー管５１０と地上の排水管１９０との接続位置になる。このような場合でも、装置５００における自然水位ＷＬ１と上限水位ＷＬ５との水位差ΔＷＺは、地下水リチャージ装置１１における水位差ΔＷＸよりも小さい。

【0069】

したがって、本実施形態の地下水リチャージ装置１１によれば、地下水Ｗ２を任意の水位差ΔＷＸで地盤２００に注水し、装置５００或いは他の従来のリチャージ装置に比べて地盤２００への注水量Ｑを増やすことができると共に柔軟に調整できる。

【0070】

本実施形態の地下水リチャージ装置１１では、圧力調整機構１６０が気液変換装置１８２を備える。気液変換装置１８２は、リチャージウェル１０２から溢れた地下水Ｗ２の少なくとも一部を導入した状態で、リチャージウェル１０２内の満水状態を維持し、第２通水管１３２とは別系統でリチャージウェル１０２に接続されている。気液変換装置１８２は、リチャージウェル１０２内の圧力が所定圧力を維持するように、導入した地下水Ｗ２を介してリチャージウェル１０２内を加圧又は減圧する。本実施形態の地下水リチャージ装置１１によれば、リチャージウェル１０２内に空気溜まりがなく、空気を挟まずに地下水Ｗ２に加圧又は減圧を作用させることができる。このことによって、リチャージウェル１０２内の水圧差ΔＷＬが所定の水圧差ΔＷＸになるように圧力Ｐを高精度に調整し、注水中でも水圧差ΔＷＬを安定させて維持できる。

【0071】

本実施形態の地下水リチャージ装置１１では、通水管１３０は、第１通水管１３１と、第１通水管１３１とは別系統の第２通水管１３２と、を備える。第１通水管１３１の上流側の端部１３１ｃはディープウェル１０１の内部において地下水Ｗ１を揚水可能に配置され、第１通水管１３１の下流側の端部１３１ｄは貯水槽１５０内に開放されている。第２通水管１３２の上流側の端部１３２ｃは貯水槽１５０内に開放され且つ第１通水管１３１の端部１３１ｃ、１３１ｄの各々とは非連結状態で配置され、第２通水管１３２の下流側の端部１３２ｄはリチャージウェル１０２内に配置されている。本実施形態の地下水リチャージ装置１１によれば、第１通水管１３１と第２通水管１３２とが互いに別系統であるため、圧力調整機構１６０でリチャージウェル１０２内が加圧された際に、互いに非連結状態の第１通水管１３１と第２通水管１３２との間で圧力が開放され、第１通水管１３１を備える上流側の系統（即ち、ディープウェル１０１側の系統）に対して第２通水管１３２を備える系統側（即ち、リチャージウェル１０２側のの系統）の加圧の影響が及ぶことを防ぐことができる。このことによって、ディープウェル１０１から地下水Ｗ１を円滑に揚水できる。また、メンテナンス等の回数、頻度を減らして地下水リチャージ装置１１を長期使用できる。

【0072】

本実施形態の地下水リチャージ装置１１では、圧力調整機構１６０は、リチャージウェル１０２内の圧力Ｐを検知する圧力検知装置１６４と、圧力検知装置１６４で検知した検知圧力ＨＰ－２と所定圧力ＨＰ－１との差圧ΔＰをリチャージウェル１０２内に加える圧力付加装置１７０と、を備える。本実施形態の地下水リチャージ装置１１によれば、検知圧力ＨＰ－２に基づいて圧力Ｐ及び水位差ΔＷＬを制御できるため、水位差ΔＷＬを高精度に維持でき、リチャージウェル１０２内の圧力変化に対しても柔軟に対応できる。例えば、差圧ΔＰを、設定水位ＷＸ２が地面３００から１０ｍ上方の位置になる０．１ＭＰａとし、自然水位ＷＬ１が地面３００から１０ｍ下方の位置にあれば、地下水リチャージ装置１１によれば、設定水位が地面３００と略同じ高さになる従来の装置に比べて約２倍の注水能力（即ち、注水量Ｑ）を得ることができる。

【0073】

本実施形態の地下水リチャージ装置１１は、第２通水管１３２に設けられ、ディープウェル１０１から揚水した地下水Ｗ２に含まれる少なくとも鉄を除去可能なろ過装置１９５を備える。本実施形態の地下水リチャージ装置１１によれば、ディープウェル１０１で揚水された地下水Ｗ１に例えば第１通水管１３１と第２通水管１３２との間の貯水槽１５０で空気に触れた際に鉄をはじめとする粒子成分や不純物が析出しても、第２通水管１３２に汲み上げた地下水Ｗ２から鉄や粒子成分、不純物等をろ過装置１９５で除去できる。このことによって、リチャージウェル１０２の目詰まりの発生を抑え、地下水Ｗ２のリチャージの処理効率を高くすることができる。

【0074】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更が可能である。

【0075】

例えば、圧力調整機構１６０の構成は、気液変換装置１８２及びエアコンプレッサー１８４との組み合わせに限定されない。圧力調整機構１６０は、エアコンプレッサー１８４のみを備えてもよく、例えば水圧レギュレーターを備えてもよい。

【0076】

また、上述の各実施形態のろ過装置１９５は、要因物質を沈殿分離させることができる貯水装置であってもよい。また、本実施形態の地下水リチャージ装置１１に目詰まりＬｅｓｓを採用し、第１通水管１３１と第２通水管１３２とを互いに別系統に配置してもよい。このような構成では、リチャージウェル１０２内を加圧した際に地下水Ｗ２に加えられた圧力が第１通水管１３１と第２通水管１３２との間で良好に開放される。また、排水管１９０及びろ過装置１９５を設置しなくても済む。

【0077】

また、上述の地下水リチャージ装置１１の変形例として、例えばディープウェル１０１内に配置されているポンプ１４１がリチャージウェル１０２で設定されている上限圧力ＨＰ－３に耐える程度の揚程を有する場合は、各ウェル及び通水管、排水管が密閉されていてもよい。その場合、ディープウェル１０１のケーシング１０４の上端１０４ａには蓋が設けられ、第１通水管１３１がその蓋を貫通する。また、第１通水管１３１、第２通水管１３２、接続管１７２及び排水管１９０は、耐圧性を有すると共に、高い密閉性を有する管材で形成されている。詳細には、第１通水管１３１の端部１３１ｄは、基本的に閉じており、ディープウェル１０１から揚水した地下水Ｗ１を排出するときのみ開けられるか、密閉状態の別の装置に連結されている。同様に、第２通水管１３２の端部１３２ｃは基本的に閉じており、第１通水管１３１からの地下水Ｗ１を導入するときのみ開けられるか、密閉状態の別の装置に連結されている。第１通水管１３１の端部１３１ｄから排出された地下水Ｗ１は密閉状態で地下水Ｗ２として第２通水管１３２の端部（他方の端部）１３２ｄに供給可能に構成されている。例えば、前述の変形例の地下水リチャージ装置は、クローズシステムやＲＷ－ＭＭＴの装置の配置等をふまえ、構成されてもよい。

【0078】

上述のような変形例の地下水のリチャージ方法では、実施形態の地下水のリチャージ方法と同様に、圧力調整工程において、水圧計１６６で検知したリチャージウェル１０２内の圧力Ｐを制御部１８６にフィードバックさせつつ、リチャージウェル１０２内の水位差ΔＷＬを制御できる。そのため、上述の変形例の地下水のリチャージ方法によれば、水位差ΔＷＬ及び帯水層２０１－２への注水量Ｑを高精度に維持及び調整できる。また、地下水Ｗ２からの鉄、粒子成分や不純物の析出をできる限り抑え、ろ過工程の実行回数を抑えることができる。

【符号の説明】

【0079】

１１ 地下水リチャージ装置
１０１ ディープウェル（揚水井戸）
１０２ リチャージウェル（注水井戸）
１３１ 第１通水管（第１管）
１３２ 第２通水管（第２管）
１８２ 気液変換装置
１９５ ろ過装置
Ｗ１、Ｗ２ 地下水

【図1】

【図2】