专利名称：利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用“水域空洞(水域のうつろ)”的封闭性水域的高度净化系统，“水域空洞”就是在具有水位变化的水域，由坝体结构围绕切断的围绕水域。为实现水域净化，在用具有多空隙的接触氧化坝体构成的“水域空洞”的外侧设置封闭性水域，对封闭性水域及一般性水域进行高标准的水质净化。
背景技术：
以往，曾在1981年，发明了使用具有PTC/JP82/00419(JP-1806954)“水域净化系统”多空隙的碎浪坝将净化水域包围切断的技术，可是，外水(海)域的污染水接近无限量，只用以往的水域净化系统，对内外水(海)域的净化没有太大的作用。
因此，在1999年提出了JP2001-17957A作为“利用水域空洞的外水域净化系统”的方案。该方案就是在先发明的“水域的净化系统”的基础上，围绕其外围部，设置净化水槽，在外水域的水位下降时，贮存透过接触氧化坝的清洁水，净化“水域空洞”的外水域。
通过配备这些背景技术的利用条件，就是创造发明了更高度的安静平稳的净化水域。
发明内容
本发明中，对于国际上也成为水域污浊温床的封闭性水域来说，将该封闭性水域的矛盾转化，有效地利用其特性，进行水域的高度处理。
在先发明中提出了以下所述的技术方案在有水位变化的水域，将要净化的水域用接触氧化坝围绕切断构成“水域空洞”2，由此，在外水域的水位下降时，透过接触氧化坝1的清洁水流到外水域。通过有效利用该“水域的净化系统”，进而利用封闭性水域的特性，进行水域净化，在构成“水域空洞”2的接触氧化坝1的外侧，由图第1～5所示的浅滩和水路、坝体等构筑封闭性水域，通过设置保留流出到外水域的清洁水的净化水槽3，使“水域空洞”2的外水域周边的水清洁。但是，由于作为封闭性水域的净化水槽3与外水域4的污浊水域及陆地相接，因此，从外水域4流入的污浊水及从陆地的河川的流入及雨水等污水的流入污浊使净化水槽3受到污染。因此，通过整理该系统的利用条件，可以得到更高度的水的净化水域。
因此，具有可充分贮存随外水域4的下降而从“水域空洞”2透过接触氧化坝1的清洁水流到外水域的该水量Qc的封闭性水域即净化水槽3的贮存能力Qb。即，在Qb＞Qc的关系中，若设净化水槽3的水域中的水质污浊产生量为∑bi＝B，设“水域空洞”2的总净化能力为∑ci＝C，则在B/C≤1的条件下，通过设定“水域空洞”2的规模或例行如下①～⑩所示的操作，使外水域4水位再次上升，由此使净化水槽3中贮存的清洁水透过接触氧化坝1，流入到“水域空洞”2，将“水域空洞”2的水域净化。
通过反复进行该操作，使“水域空洞”2的水更加得到净化，创造出安静平稳的净化水域。
构成“水域空洞”2的接触氧化坝1是由公知的抛石和混凝土块等具有多空隙的接触氧化材料构成的透过坝，在该净化坝1通过附着在表面上的生物捕食及吸附水中的污物，使透过接触氧化坝1的水变清洁。这就是“水域空洞”2的接触氧化作用。
如此在接触氧化坝1中蓄积的水中的营养(污物)物被在具有多空隙的接触氧化材料中生息的软体类、甲壳类等生物摄取，进而这些生物被大型的鱼介类捕食，如此反复进行蓄积和分解、移动，在生态循环中进行处理，因此，与目前的化学的水处理不同，几乎没有为进行水处理而产生的渣滓(废弃物)。
并且，由这样的接触氧化坝1围绕切断的“水域空洞”2的水域在没有波浪和水流的静态水域，其沉降作用活跃，浮游生物通过沉淀而被净化。
当水变清，太阳光到达水底时，底泥被分解，同时，使水底深处更多的藻类繁茂，且光合作用活跃，向水中释放出大量的氧气。
另外，溶解于水中的氮和磷也通过光合作用转换为植物性的浮游生物，随着外水位的下降透过接触氧化坝1，利用这种作用除去水中的氮和磷。
并且，利用波浪的能量，促进接触氧坝1的波浪曝气，丰富水中的溶解氧。
为维持上述条件，具体地是维持如下条件①在净化水槽3的水底，放养公知的贝类和海蚯蚓类及海参、螃蟹及虾等，使其摄取水中的浮游生物和底泥的污物，减小在净化水槽3的水域产生的产生污浊总量B，维持上述B/C≤1的条件。再有，②在净化水槽3的水底移植公知的大叶藻类、马尾藻类、裙带菜、海带等，在浅滩移植芦苇、红树等净化藻类和水生植物，使其摄取净化水槽3的水域中的氮、磷等营养盐类，使水底的二氧化碳同化作用活跃，减小净化水槽3的水域产生的产生污浊总量B，维持上述B/C≤1的条件。③在净化水槽3的水域，养殖公知的海苔、裙带菜、海带等海藻类、及放养蛤仔、海参、黑鲷、比目鱼、鲻鱼、螃蟹和虾等鱼介类，利用生态循环，较容易地通过捕获来进行净化水槽3的营养负荷物质的吸收，又通过野鸟和、游泳以及步足(日文步足)等作用使其自然地排出到外水域4，减小产生污浊总量B，维持上述B/C≤1的条件。④用公知的沙及卵石(日文磔)覆盖净化水槽3的水底，减少从净化水槽3内的水底涌出的污染，减小产生污浊总量B，维持上述B/C≤1的条件。⑤使净化水槽3浅到可以使太阳光到达的程度，在水底使公知的光合作用活跃进行，减小在净化水槽3内发生的产生污浊总量B，维持上述B/C≤1的条件。⑥在构成“水域空洞”的净化坝1上放养公知的鲍、海螺、牡蛎、贻贝和螃蟹、虾、海蚯蚓和海参等，促进流入污浊物的捕食及接触氧化坝的清洁，并提高“水域空洞”的总净化能力C，由此维持上述B/C≤1的条件。⑦在构成“水域空洞”的接触氧化坝1的坝体的外侧及内部或内侧，进行公知的曝气，促进“水域空洞”的生态循环，并提高“水域空洞”的总净化能力C，由此维持上述B/C≤1的条件。⑧作为构成“水域空洞”2的接触氧化坝1的过滤材料，混入公知的麦饭石等净化过滤材料，由此提高“水域空洞”的总净化能力C，维持上述B/C≤1的条件。⑨在“水域空洞”2的水域放养公知的裙带菜及海带等海藻类、黑鲷及鲻鱼、蟹及虾、海参等鱼介类，通过生态循环，使其摄取“水域空洞”2内的蓄积的营养负荷物质，使捕获容易地进行捕获，由此提高“水域空洞”的总净化能力C，维持上述B/C≤1的条件。⑩综上所述，“水域空洞”内2的水域是安静平稳的，通过创造高度的净化水域，构成公知的平成9年日本专利申请第260788号的[利用“水域空洞”的日光空洞系统]，并使大量的太阳光透过“水域空洞”内2的深层部，由此使光合作用活跃地进行，供给低层部大量的溶解氧，提高“水域空洞”2的总净化能力C，维持上述B/C≤1的条件。
这样，由于“水域空洞”2内外的水域通过丰富的氧维持，因此，生态循环进行活跃，使水域空洞内外的水变得更加清洁。通过反复进行这样的自然净化作用，“水域空洞”2内外的水被高度净化。
图1是在沿岸部的“利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统。”的俯视图；图2是在由陆地围绕的封闭性水域的“利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统。”的俯视图；图3是利用净化水路的“利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统。”的俯视图；图4是利用浅水域的“利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统。”的俯视图；图5是利用碎浪坝的“利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统。”的俯视图；图6是在俯视图1～5图中的各自的剖面图；图6-A表示a-a截面，是构成利用了现有的坝体8的净化水槽3的结构的图，表示通过外水位的上升而透过接触氧化坝1，再次流入到“水域空洞”内2，进行高级处理的状态；图6-B表示b-b截面，是构成利用了具有多空隙的碎浪坝7的净化水槽3的结构的图，表示通过外水位的上升来透过接触氧化坝1，再次流入到“水域空洞”内2，进行高级处理的状态；图6-C表示c-c截面，是构成利用了陆地或沿岸的净化水槽3的结构的图，表示通过外水位的上升来透过接触氧化坝1，再次流入到“水域空洞”内2，进行高级处理的状态；图6-D表示d-d截面，是构成利用了邻近的“水域空洞”的接触氧化坝的净化水槽3的结构的图，表示通过外水位的上升来透过接触氧化坝1，再次流入到“水域空洞”内2，进行高级处理的状态；图6-E表示e-e截面，是构成利用了石砌等护岸的净化水槽3的结构的图，表示通过外水位的上升来透过接触氧化坝1，再次流入到“水域空洞”内2，进行高级处理的状态；图6-F表示f-f截面，是构成利用了基础笼等护岸的净化水槽3的结构的图，表示通过外水位的上升来透过接触氧化坝1，再次流入到“水域空洞”内2，进行高级处理的状态；图6-I表示i-i截面，是构成利用了浅滩的净化水槽3的结构的图，表示通过外水位的上升来透过接触氧化坝1，再次流入到“水域空洞”内2，进行高级处理的状态；图6-J表示j-j截面，是构成建造了浅滩11的净化水槽3的结构的图，表示通过外水位的上升来透过接触氧化坝1，再次流入到“水域空洞”内2，进行高级处理的状态；图6-K表示k-k截面，是构成利用了具有空隙的坝顶低的碎波坝10的净化水槽3的图，表示通过外水位的上升来透过接触氧化坝1，再次流入到“水域空洞”内2，进行高级处理的状态；图6-L表示1-1截面，是构成利用了具有空隙的坝顶高的碎波坝9的净化水槽3的图，表示通过外水位的上升来透过接触氧化坝1，再次流入到“水域空洞”内2，进行高级处理的状态。
符号说明1构成“水域空洞”的接触氧化坝2“水域空洞”内的水域(高级净化水域)3水域的净化水槽4外水域
5水底的地基6陆地或护岸7构成外水域的净化水槽3的碎波坝或透过坝8原有的坝体9具有多空隙的坝顶高的碎波坝＞HWL10HWL＞具有多空隙的坝顶高的碎波坝＞LWL11造成浅滩的砂石→外水位下降时(退潮)发生的水流(潮流)的方向←外水位上升时(涨潮)发生的水流(潮流)的方向 表示图的中心具体实施方式
按照附图进一步详细地说明本发明。
第1～5图中，在水位变化的水域，构成由接触氧化坝1围绕切断的“水域空洞”2，这是公知的水域净化系统。
在这样的“水域空洞”的外侧设置净化水槽3，随着外水域的下降，从“水域空洞”2的内水域透过接触氧化坝1的清洁水流出，保留在净化水槽3中。
在该状态下，如果外水位4的水位上升，则“水域空洞”周边的净化水槽3的清洁水再次透过接触氧化坝1，流入到“水域空洞”2内的水域，“水域空洞”2的水域进一步得到净化。通过反复上述的作用，“水域空洞”内2的水变得更加清洁。
但是，由于作为封闭性水域的净化水槽3的水域与外侧的污浊水或陆地相接，因此，由于来自外水域4或陆地的河川和雨水等污水的流入，从而使净化水槽3受到污染。
因此，净化水槽3为充分贮存随外水域4的下降而从“水域空洞”2透过接触氧化坝1的清洁水流到外水域的水量Qc的封闭性水域，在该净化水槽3的所具有贮存能力Qb、即Qb＞Qc的关系中，若设作为封闭性水域的净化水槽3的水域中的水质污浊产生量∑bi＝B，则“水域空洞”的总净化能力∑ci＝C，在B/C≤1的条件下，在外水域4水位再次上升时，使该净化水槽中贮存的清洁水透过接触氧化坝1，排入到“水域空洞”内2，由此使空洞内2的水更加净化。
这就是利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统。
因此，第1图是利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，在沿岸水域设置了A、B两个水域空洞，在构成水域空洞的净化坝的外侧，构成有如下的净化水槽由公知的普通的坝体8或利用公知的混凝土块、石头等筑成的碎浪坝7等围绕构成的净化水槽3。
第2图是利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统。在由陆地6围成的封闭性水域内设置有水域空洞2。为了有效地发挥净化水槽3的功能，通过由公知的普通的坝体8或利用公知的混凝土块、石头等构筑的碎浪坝7进行调整。
第3图是利用了净化水路的、利用了“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，在净化水槽3中利用了净化水路的系统。
第4图是利用了浅滩的、利用了水域空洞的外水域的净化系统的高级净化系统，在深水域，用公知的土砂及混凝土块、石头等在外水域进行浅滩5的修建，在浅滩铺满公知的石头或混凝土块。或者，移植芦苇、红树等水生植物、和大叶藻类、马尾藻类等藻类，防止从“水域空洞”2流出的清洁水的扩散及流散。
第5图是利用了净化水槽3的、利用了“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，该净化水槽3由利用了碎浪坝9～10的封闭性水域构成，作为碎浪坝9～10，利用由公知的混凝土块、抛石构筑碎浪坝来构筑净化水槽3。
产业上的可利用性由产业的发达和城市人口的集中造成的水质环境的破坏成为大的问题。
在这种系统中，本系统是有效地利用波浪和潮汐、太阳光或自然的重力、生态的生命力等自然的能量净化水的系统。
因此，本系统和目前的化学的水处理与机械的水处理不同，即使处理(净化)大量的水，也几乎不需要运营成本。并且，由于是在自然的生态环境中处理，所以在水处理中没有杂质，这是本系统的一大特性。
因此，能够以较简单的方式创造出极其清洁的、平静稳定的净化水域，作为环境创造及补偿、(海)浴场及观光自然水族馆等和水中休闲设施加以且污水的三次处理等产业上的利用范围大。
权利要求
1.一种利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于封闭性水域在国际上也作为水域污染的温床而成为问题，将这样的封闭性水域的矛盾转化，活用该特性，有助于水域的高度处理；在具有水位变化的水域，通过坝体结构围绕切断的水域叫做“水域空洞”，当进行水质净化时，通过用具有多空隙的接触氧化坝围绕切断，使外水域的水位下降，由此透过接触氧化坝使清洁水流到外水域；但是，人工设置的“水域空洞”的空洞规模有限，且从“水域空洞”内流出的清洁水的水量也有限；另一方面，被污浊的外水域的水量无限度地大，而且在外水域又有波浪或流动，因扩散或流散而不能将外水域都净化成清洁水。因此，以前本发明者提出了利用封闭性水域将“水域空洞”、外水域的水净化的方案；但是，由于作为封闭性水域的净化水槽3与外水域4的污浊水域或陆地相接，因此，从外水域4流入的污浊水或从陆地的河川流入以及雨水等污水的流入污浊使净化水槽3受到污染。因此，利用由图1～5所示的封闭性水域即净化水槽3，进而通过满足下述条件，将“水域空洞”2内外的水进一步更高度地净化；具有可充分贮存随外水域4的下降而从“水域空洞”2透过接触氧化坝1的清洁水流到外水域的水量Qc的封闭性水域即净化水槽3的贮存能力Qb的、Qb＞Qc的关系中，若设封闭性水域即净化水槽3的各污浊产生量为bi，则设净化水槽3的整个水域中的水质污浊产生总量为∑bi＝B，若设封闭性水域内设置的“水域空洞”中的各水质净化能力为ci，则设“水域空洞”整体的总净化能力为∑ci＝C，在B/C≤1的条件下，通过设定“水域空洞”的规模或如下2～11所示的操作，使外水域4的水位上升，由此使净化水槽3中贮存的清洁水再次透过净化坝1，使其流入到“水域空洞”2内，将“水域空洞”2内的水进一步净化；通过反复进行该操作，使“水域空洞”内2外3的水进一步得以净化，将“水域空洞”2内创造为安静平稳的高度的净化水域。
2.根据权利要求1所述的利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于，在净化水槽3的水底放养公知的双壳贝、或海蚯蚓、海参、螃蟹及虾等，使其摄取水中的浮游生物或底泥的污物，减小在净化水槽3的水域产生的污浊总量B，维持上述权利要求1中的B/C≤1的条件。
3.根据权利要求1所述的利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于，在净化水槽3的水底移植公知的大叶藻类、马尾藻类、裙带菜、海带等净化藻类，进而在浅滩移植芦苇、红树等水生植物，使其摄取净化水槽3的水域中的氮、磷等营养盐类，使水底的二氧化碳同化作用活跃，减小净化水槽3的水域产生的污浊总量B，维持权利要求1所述的B/C≤1的条件。
4.根据权利要求1所述的利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于，在净化水槽3的水底养殖公知的海苔、裙带菜、海带等海藻类、放养贝类、海参、黑鲷及比目鱼、鲻鱼、螃蟹及虾等鱼介类，利用生态循环，较容易地通过捕获来进行净化槽3的营养负荷物质的吸收，又通过野鸟、游泳以及步足等使其自然地排出到外水域4，减小产生的污浊总量B，维持上述权利要求1所述的B/C≤1的条件。
5.根据权利要求1所述的利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于，用公知的沙及卵石覆盖净化水槽3的水底，减少从净化水槽3内的水底涌出的污染，减小产生污浊总量B，维持上述权利要求1所述的B/C≤1的条件。
6.根据权利要求1所述的利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于，使净化水槽3的水底浅到可以使太阳光到达的程度，在水底使公知的光合作用活跃进行，减小在净化水槽3内的产生污浊总量B，维持上述权利要求1所述的B/C≤1的条件。
7.根据权利要求1所述的利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于，在构成“水域空洞”的接触净化坝1上放养公知的鲍、海螺、牡蛎、贻贝及螃蟹、虾、海蚯蚓及海参等，促进流入污浊物的捕食或接触氧化坝的清洁，并提高“水域空洞”的总净化能力C，由此维持上述权利要求1所述的B/C≤1的条件。
8.根据权利要求1所述的利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于，在构成“水域空洞”的接触氧化坝1的坝体的外侧及内部或内侧，进行公知的曝气，促进“水域空洞”的生态循环，并提高“水域空洞”的总净化能力C，由此维持上述权利要求1所述的B/C＜1的条件。
9.根据权利要求1所述的利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于，作为构成“水域空洞”2的接触氧化坝1的过滤材料，混入公知的麦饭石等净化过滤材料，由此提高“水域空洞”的总净化能力C，维持上述权利要求1所述的B/C≤1的条件。
10.根据权利要求1所述的利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于，在“水域空洞”2的水域放养公知的裙带菜及海带等海藻类、黑鲷及鲻鱼、蟹及虾、海参等鱼介类，通过生态循环，使其摄取“水域空洞”2内的蓄积的营养负荷物质，使捕获容易地进行捕获，由此提高“水域空洞”的总净化能力C，维持上述权利要求1所述的B/C≤1的条件。
11.根据权利要求1所述的利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，其特征在于，通过上述权利要求1～10，使“水域空洞”内2的水域安静平稳，通过创造高度的净化水域，构成公知的平成9年日本专利申请第260788号的[利用“水域空洞”的日光空洞系统]，并使大量的太阳光透过“水域空洞”内2的深层部，由此使光合作用活跃地进行，供给低层部大量的溶解氧，提高“水域空洞”的总净化能力C，维持上述权利要求1所述的B/C≤1的条件。
全文摘要
本发明提供一种利用“水域空洞”的封闭性水域的高度净化系统，在具有水位变化的水域，将由坝体结构围绕切断的水域叫做“水域空洞”。为实现水域的净化，在用具有多空隙的接触氧化坝构成的“水域空洞”的外侧，构成用护岸、浅滩及陆地围绕的封闭性水域，设置具有在外水域下降时可充分贮存将清洁水排出到外水域的净化水量Qc的贮存能力Qb的净化水槽3，具有Qb＞Qc的关系，而且，设包含流入净化水槽3的水域中的量的总水质污浊产生量为∑bi＝B，设“水域空洞”的总净化能力为∑ci＝C，在B/C≤1的条件下，如果外水域4的水位上升，则在净化水槽3中保留的清洁水再次透过接触氧化坝1，流入到“水域空洞”内2，使“水域空洞”内2的水变得更加清洁。通过反复进行这样的操作，使“水域空洞”内2外3的水更加得以净化，将“水域空洞”内的水高度净化。
文档编号C02F7/00GK1960949SQ200480043228
公开日2007年5月9日 申请日期2004年6月3日 优先权日2004年6月3日
发明者赤井一昭 申请人:赤井一昭