JP2000248532A - 貯水型ダム及びその構築工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大規模ダムを構築できない中小河川の上流部
に構築して、中都市や流域都市の上水道、灌漑用水及び
洪水調整等ができる小規模ダムを構成する貯水型ダム及
びその構築工法を提供する。 【解決手段】 本発明による貯水型ダム１は、川床２に
貯水状態の複数の貯水槽ブロック９を積み重ね、貯水槽
ブロック積層体８の上流側と下流側に開閉門１５、１７
を装備した止水壁１６、１８を配置して提体１０を構成
し、上流側開閉門から集水して貯水槽ブロックを貯水状
態にすることを特徴としており、小規模ダムを構築する
設計の選択肢を多くして小規模ダム構築の効率化を図っ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、中小河川の上流部
に構築するのに有効な貯水型ダム及びその構築工法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ダムの構築は、潅漑、発電、水道用、工
業用水、洪水調整等用途に対応して必要貯水量の確保や
必要落差の確保のためにその構築場所が選定されてい
る。従来のダムでは、揚水発電用として陸上に地下ダム
を構築し、山頂に貯水ダムを構築して落差を得るために
設けられるものもあるが、多くは必要とする貯水量を確
保するために作られる大容量のダムが一般的である。

【０００３】大容量ダムの計画と構築は、人命、財産、
環境等に与える影響が極めて大きい水理構造物であるた
めに、構築場所の選定は重要な課題である。ダム本体の
構築場所は、基礎になる頑丈な岩盤の存在が必須である
が、選定場所によっては岩盤に対して強度確保のために
必要な薬注入を行って構築場所を確保して来ている。し
かし、現状ではこのような条件に適応した場所が少なく
なってきており、場所の確保は工事の手間を増大させる
要因にもなっている。又、山間部におけるダムの構築に
は、山の両サイドの斜面を掘削することと掘削した斜面
に安定させた構造を確保するために大規模な法面を構築
することが必要になり、これに付随してアンカー等の補
助工法の採用や緑化を図るための植栽工事等が多くなっ
て、工事費の増大を招いている。

【０００４】ダム本体の構築においても、大容積の無筋
コンクリートであるために、以下のような多くの技術課
題の検討が必要とされている。 １）骨材の採取場所と骨材品質の確保 ２）温度ひび割れ対策 セメントの種類、打設方法、骨材・コンクリートの温度
管理、打設時期等の選択 ３）施工方法 打設ブロック、締め固め方法、クーリング方法、養生方
法等の選択

【０００５】さらに、ダム構築後においても、長年にわ
たる水の流入と共に土砂の流れ込みも問題である。即
ち、流れ込んだ土砂がダム湖に堆積して貯水量が低減し
て行き、計画貯水量を確保することが困難に成っている
問題であり、現状においては土砂の経済的な排出技術が
確立されていないからである。

【０００６】ダムを構築する場合には、経済効率を考慮
するとある程度の規模を確保することが望ましいところ
であるが、上述のように大規模ダムの構築は、構築場所
の選定の限界や経済情勢の切迫等による施工費用の限界
等の理由から、大規模ダムの構築は困難に成っている。
しかし、地球温暖化に伴う降雨量の低下は、改めて水不
足の問題を提起しており、ダムの構築を含めた渇水対策
が望まれている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みて改善を図ろうとするものであり、大規模ダムを
構築できない中小河川の上流部に構築して、中都市や流
域都市の上水道、灌漑用水及び洪水調整等ができる小規
模ダムを構成する貯水型ダム及びその構築工法の提供を
目的にしている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による貯水型ダム
は、基本的に川床に貯水状態の複数の貯水槽ブロックを
積み重ね、貯水槽ブロック積層体の上流側と下流側に開
閉門を装備した止水壁を配置して提体を構成することで
小規模ダムを構築する設計の選択肢を多くしており、具
体的には、積み重ねた貯水槽ブロックの上層部に人工地
盤を構築して居住用地、田畑や観光用地を確保すること
や貯水槽ブロックを所定長さの円筒状もしくはパイプ状
にして提体構築の効率化を図っている。

【０００９】又、本発明による貯水型ダムの構築工法
は、川床に貯水可能な複数の貯水槽ブロックを積み重
ね、貯水槽ブロック積層体の上流側と下流側に開閉門を
装備した止水壁を配置して貯水状態の提体を構成し、上
流側開閉門から集水して貯水槽ブロックを貯水状態にす
ることを特徴としており、ダム構築の効率化を図ってい
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明による貯水型ダムは、河川
の本流からの枝川において大規模なダムを構築できない
中小河川の上流部に構築するのに適しており、川床に貯
水状態の複数の貯水槽ブロックを積み重ね、該貯水槽ブ
ロック積層体の上流側と下流側に開閉門を装備した止水
壁を配置して提体を構成しているもので、以下に図面に
基づいて実施の形態を説明する。

【００１１】図１は、本発明による貯水型ダムの縦断面
図である。貯水形ダム１を構築する場所の河川におい
て、川床２及び河川の斜面３について基礎岩盤もしくは
比較的硬度を有する地盤まで掘削を行って貯水形ダムを
支持する地盤を形成する。川床２は、整地を行ってから
床版コンクリート４を打設して貯水槽ブロックを設置し
易いように置く。河川の斜面３については、基礎岩盤５
の表面全域に遮水シート６を敷設した上に透水性コンク
リート７を所定の厚さで構築している。透水性コンクリ
ート７の構築は、斜面３の上流からの雨水を斜面の下流
に流れ易くしているもので、貯水槽ブロック積層体８の
部分に滞留することが無いようにしている。貯水槽ブロ
ック積層体８の部分に雨水を滞留させることは、同積層
体の間の関係を修正することになり、間詰め材料の安定
性、貯水製ブロックの浮力発生等によって構造的に不安
定な状態を招来するもので望ましくない。

【００１２】貯水槽ブロック９は、直径３００〜６００
ｃｍの円筒状であり、順次積み重ねることで提体１０を
構築している。積み重ねられた貯水槽ブロック９間の空
隙には、砂、砂利、土、ソイルセメント及びコンクリー
ト系の中から現場の状況に最も適した材料を選択して間
詰め１１を行っている。貯水槽ブロック９の形状は、貯
水形ダムの設置場所、規模等の諸条件に従って、その形
状、直径、設置長さ等を最適なものに設定できるもので
あり、貯水槽ブロックを複数個接続した形状のパイプ状
のものを採用することも、諸条件が許されるならば施工
効率の点で適宜選択可能である。

【００１３】貯水槽ブロック積層体８の下部中央部に
は、排水路１２が配置されてあり、魚の通る道筋を形成
すると共に、提体の上流に形成される上部ダム湖の調整
排水路の役割と機能も備えている。排水路を通っての魚
の移動は、排水路の上下に設けられている開閉門を交互
に開閉させることで、排水路中に一旦移動する魚を上部
のダム湖に移動させるようにしている。貯水槽ブロック
積層体８の上部には、路盤床１３と人工地盤１４とを構
築して、住戸用地、田畑の増設やリゾート観光開発用地
の確保を図っている。なお、人工地盤上に高層建築物を
構築することが予め予想される場合には、貯水槽ブロッ
ク積層体８を構築する際に基礎杭等を設けて置くように
している。

【００１４】図２は、本発明による貯水型ダムの横断面
図である。所定長さの円筒状の貯水槽ブロック９は、図
示のように河川の上下流方向にも複数個積み重ねられて
貯水槽ブロック積層体８を構成している。上下流方向に
積層されている各貯水槽ブロック９、９間は連続的に接
続されて、貯水槽ブロック積層体８は一体の貯水槽を形
成している。貯水槽ブロック積層体８の上流側には、開
閉門１５を装備した止水壁１６を配置しており、同様に
その下流側にも開閉門１７を装備した止水壁１８を配置
している。貯水槽ブロック積層体８の上面には、人工地
盤１４を形成していることから、かなりの重量が貯水槽
ブロック積層体８に加えられるが、補強のために所定の
間隔で鉄筋コンクリート構造物も支持できる固定壁１９
を設けている。

【００１５】貯水槽ブロック積層体８の上流部に相当す
る数mの部分は、図示のように、通常の川床２の傾斜に
対して傾斜角２０を大きくしてあり、ダム湖２１の貯水
が有効に確保されるようにしてある。上流側に位置する
止水壁１６の開閉門１５の前面と、下流側に位置する止
水壁１８の開閉門１７の前面には、それぞれに金網２
２、２３が設けられており、ダム湖２１から貯水槽ブロ
ック積層体への流木や異物の流入を防止すると共に、貯
水形ダム１から下流に向かって流出する不要物を阻止し
ている。

【００１６】図３は、上流側の開閉門を略図的に示す図
２の（ａ）矢視図である。本実施の形態での開閉扉１５
は、複数のブロックに分割されており、全体として貯水
槽ブロック積層体８の複数の貯水槽ブロック９を閉塞す
るように配置されている。本実施の形態では、扉ブロッ
クを直方体部分２４、２４と三角形の部分２５、２５に
分割し、それぞれを上方に吊り上げることで開閉操作を
行っているが、開閉扉のブロック形成と開閉操作は、各
種の形態が選択可能である。なお、貯水槽ブロック積層
体８上方の両サイドにある貯水層ブロックには、図示の
ように単独で開閉可能な調整弁２６を設けている。同様
の調整弁２７が下流側に位置する止水壁１８にも設けて
あり、これによって洪水等の必要時に余分の水を下方に
放流する越流部としての機能を付与して貯水ダム21の貯
水量を調整している。

【００１７】上述のように、開閉扉１５の開閉操作は、
第１に、提体１０の完成時における開閉扉１５の全開と
ダム湖２１が所定の水位に到達し各貯水槽ブロック９に
貯水した後に開閉門１５を閉塞する状態の形成である。
第２の操作は、後述するようにダム湖２１に流れ込んで
堆積した滞砂を排斥するための開閉操作である。この場
合には、扉ブロックの直方体部分２４、２４を下方の貯
水槽ブロック９のみを開放するために、図の鎖線状態ま
で引き上げる操作が行われることになる。

【００１８】図４は、下流側の開閉門を略図的に示す図
２の（ｂ）矢視図である。止水壁１８に設けている開閉
門１７は、全ての貯水層ブロック１０に対応しているも
のでない。その第１は、越流用の調整弁２７である。調
整弁２７は、図示のように上流側に調整弁２６を設けて
いる堤体上方の貯水層ブロック１０に該当する位置に配
置されている。第２の開閉門２８は、図示のように堤体
の底辺に積層されている貯水層ブロック１０の操作に合
わせて開閉操作がなされるものである。

【００１９】次に、貯水槽ブロック積層体８への貯水に
ついて述べる。人工地盤を構築して提体１０を完成して
から、ダム湖２１への貯水を開始する。ダム湖２１の貯
水と同時に、上述した下流側に位置する止水壁１８の開
閉門１７を閉塞して、貯水槽ブロック積層体８の下流部
の出口を塞ぎ、上流側に位置する止水壁１６の開閉門１
５を全開にしてダム湖２１からの水流を貯水槽ブロック
積層体８の貯水槽に受け入れる。

【００２０】ダム湖２１の満水に従って、貯水槽ブロッ
ク積層体８にも貯水が完了したところで、止水壁１６の
開閉門１５を閉塞して貯水槽ブロック積層体８への貯水
を完了すると同時に通常のダム湖２１が構築される。こ
の際に、下流側に位置する止水壁１８の開閉門１７と上
流側に位置する止水壁１６の開閉門１５の閉塞によって
完成する貯水槽ブロック積層体８への貯水は、貯蔵水の
重量が貯水型ダム１の重量として作用するものであるか
ら、ダム設計上有利になる。

【００２１】又、ダム構築後に流れ込んだ土砂がダム湖
に堆積して貯水量が低減して行き、計画貯水量を確保す
ることが困難になる問題を、本発明は図５のように解決
している。即ち、ダム湖２１に流れ込んで堆積している
滞砂２９を排斥するために、扉ブロックの直方体部分２
４、２４を吊り上げて下方の貯水槽ブロック９のみを開
放するもので、開放操作の初期段階では、下流側の開閉
門２８が閉じた状態のままである。従って、その際に開
閉門１６に加えられる土砂と貯水との水圧は、貯水槽ブ
ロック９に貯水されている水とほぼ等圧状態にあり、開
閉門１６は比較的簡単に開放することが出来る。堆積し
ている土砂が貯水層ブロック９の中に倒壊して流れ込み
始めた段階で開閉門２８を開放すると、貯水されている
水の流下水力による吸引効果によって堆積土砂は急激に
下流側に放流を継続する。

【００２２】土砂の流下廃棄が完了した段階で上流側の
開閉門１６を一旦閉塞すると、貯水層ブロック９の中は
空洞状態に成っているので、仮に滞砂の流下残があった
としても内部からの掻き出しで清掃することが出来る。
その後、開閉門28を閉塞してから閉鎖している上方の開
閉門16を開放して貯水層ブロック9に再び貯水処理が行
われ、滞砂２９の完全処理が終了して貯水ダムの計画貯
水量を確保できる状況を復元できる。

【００２３】以上、実施の形態に基づいて詳細に説明し
てきたが、本発明による貯水型ダムは、基本的に川床に
貯水状態の複数の貯水槽ブロックを積み重ね、貯水槽ブ
ロック積層体の上流側と下流側に開閉門を装備した止水
壁を配置して提体を構成することで小規模ダムを構築す
る設計の選択肢を多くして、積み重ねた貯水槽ブロック
の上層部に人工地盤を構築して居住用地、田畑や観光用
地を確保することや貯水槽ブロックを所定長さの円筒状
もしくはパイプ状にして提体構築の効率化を図っている
ものであるから、本発明は上述の実施の形態に何ら限定
されるものでなく、発明の趣旨に反しない範囲において
種々の変更が発明の範囲に含まれることは当然である。

【００２４】

【発明の効果】本発明による貯水型ダムは、基本的に川
床に貯水状態の複数の貯水槽ブロックを積み重ね、貯水
槽ブロック積層体の上流側と下流側に開閉門を装備した
止水壁を配置して提体を構成することで小規模ダムを構
築する設計の選択肢を多くしており、具体的には、積み
重ねた貯水槽ブロックの上層部に人工地盤を構築して居
住用地、田畑や観光用地を確保することや貯水槽ブロッ
クを所定長さの円筒状もしくはパイプ状にして提体構築
の効率化を図っているので、大規模ダムを構築できない
中小河川の上流部に構築して、中都市や流域都市の上水
道、灌漑用水及び洪水調整等ができる小規模ダムを容易
に構成できる効果を発揮している。

【００２５】又、本発明による貯水型ダムの構築工法
は、川床に貯水可能な複数の貯水槽ブロックを積み重
ね、貯水槽ブロック積層体の上流側と下流側に開閉門を
装備した止水壁を配置して貯水状態の提体を構成し、上
流側開閉門から集水して貯水槽ブロックを貯水状態にす
ることを特徴としているので、貯蔵水の重量を堤体の重
量として作用させ、ダム設計上有利になり、ダム構築の
効率化を図る効果も奏している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による貯水型ダムの縦断面図

【図２】本発明による貯水型ダムの横断面図

【図３】上流側の開閉門を略図的に示す図２の（ａ）矢
視図

【図４】下流側の開閉門を略図的に示す図２の（ｂ）矢
視図

【図５】ダム湖滞砂の排斥流下状態の説明図

【符号の説明】

１ 貯水型ダム、 ２ 川床、 ３ 河川の斜面、 ４
床版コンクリート、５ 基礎岩盤、 ６ 遮水シー
ト、 ７ 透水性コンクリート、８ 貯水層ブロック
積層体、 ９ 貯水層ブロック、 １０ 堤体、１
１ 間詰め、 １２ 排水路、 １３ 路盤床、
１４ 人工地盤、１５ 開閉門、 １６ 止水壁、
１７ 開閉門、 １８ 止水壁、１９ 固定壁、
２０ 傾斜角、 ２１ ダム湖、 ２２、２３
金網、２４ 扉ブロックの直方体部分、 ２５ 扉
ブロックの三角形部分２６、２７ 越流用調整弁、
２８ 開閉門、 ２９ 滞砂、

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 川床に貯水状態の複数の貯水槽ブロック
   を積み重ね、該貯水槽ブロック積層体の上流側と下流側
   に開閉門を装備した止水壁を配置して提体を構成するこ
   とを特徴とする貯水型ダム。
2. 【請求項２】 積み重ねた貯水槽ブロックの上層部に人
   工地盤を構築することを特徴とする請求項１に記載の貯
   水型ダム。
3. 【請求項３】 貯水槽ブロックが所定長さの円筒状であ
   ることを特徴とする請求項１、２に記載の貯水型ダム。
4. 【請求項４】 貯水槽ブロックがパイプ状であることを
   特徴とする請求項１、２に記載の貯水型ダム。
5. 【請求項５】 川床に貯水可能な複数の貯水槽ブロック
   を積み重ね、該貯水槽ブロック積層体の上流側と下流側
   に開閉門を装備した止水壁を配置して貯水状態の提体を
   構成し、該上流側開閉門から集水して貯水槽ブロックを
   貯水状態にすることを特徴とする請求項１に記載の貯水
   型ダムの構築工法。