JP2001207969A

JP2001207969A - 深層水取水方法及び移動式海洋深層水取水・給水・磯やけ対策・人工的湧昇、連続成層形成等用散水、放水の多目的作業装置

Info

Publication number: JP2001207969A
Application number: JP2000345226A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tanaka; 正博田中; Hiroshi Otomo; 廣大友
Original assignee: MARINAX Inc; TORIO MARINE TEC KK
Current assignee: MARINAX Inc; TORIO MARINE TEC KK
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 2000-11-13
Publication date: 2001-08-03

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、深層水を利用して「磯や
け」対策をするときに必要な深層水そのものを移動式に
よって取水する深層水取水方法及び移動式海洋深層水取
水・給水・散水の多目的作業装置を提供する。【解決手段】浮体１１０内に断熱手段を施した貯水槽
と、水深２００ｍ〜７００ｍの深水を取り出す取水装置
１０と、を備え、取水装置１０で取水した深層水を貯水
槽で貯水し、運搬可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は深層水取水方法及び
移動式海洋深層水取水・給水・磯やけ対策・人工的湧
昇、連続成層形成等用散水、放水の多目的作業装置に係
り、２００ｍ〜７００ｍの海洋深層水を効率よく取水す
るための深層水取水方法と、取水・給水・散水すること
が可能な移動式海洋深層水取水・給水・磯やけ対策・人
工的湧昇、連続成層形成等用散水、放水の多目的作業装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】日本の沿岸海域では森林の伐採、沿岸域
の都市化、工業地帯化による汚染、干拓や埋め立て地球
温暖化、エルニーニョなどが原因の一つとして、沿岸部
海域における岩礁海底の海藻群落が枯死、衰退した状
態、すなわち「磯やけ」現象が発症している。そのため
藻場を餌場としているイセエビやアワビの漁獲が著しく
減少し深刻な影響が出てきている。

【０００３】このような磯やけについては、７０年代よ
り学者や水産関係者などにより磯やけの実態調査、要因
の解明およびその対策に取り組んできているが、決定的
な技術は確立しておらず、試行錯誤を繰り返している。
その中で、着底基質の改善のためコンクリートブロック
や天然石の投入を行う技術がある。また、深層水を利用
することが有効であり、深層水による沿岸部海域におけ
る岩礁海底の蘇生が期待されている。例えば、日本国内
での海洋深層水取水施設は高知県室戸市（８９年−９０
０ｔ／日）、富山県滑川市（９６年−３，０００ｔ／
日）、沖縄県久米島（９９年１０月−１３，０００ｔ／
日）の３箇所があり、いずれも陸上設置型深層水利用設
備で行っている。さらに、現在建設中または計画中の深
層水取水施設も陸上設置型（海底配管方式）が主流であ
る。

【０００４】上述のように着底基質の設備にコンクリー
トブロックや天然石の投入などを行う技術では、毎年多
大な費用が生じており、何よりも人工的な対処方法であ
り、生態系に及ぼす影響が大きいという不都合がある。

【０００５】また、深層水を利用する技術においても、
上記した海洋深層水取水設備は、所有者（国およびその
他公的機関）が決まっており、また利用場所も固定さ
れ、かつその利活用の範囲が限定されている。そして、
海底配管の布設に際し漁業補償や設置許可に多くの労力
と陸上常設施設では多大な初期投資が必要とされてい
る。また、内陸の研究所や生産工場にも比較的容易に深
層水を安定供給することが難しいという各種不都合があ
る。深層水は同じ海域、水深においても季節等により性
状が多々変化することが分かっており、常に安定したも
のを供給するには移動式が便利である。

【０００６】従来技術のような陸上設置型の場合、海洋
深層水は取水地点より陸上立ち上がり地点までの間海底
配管を埋設する必要から国内の取水地域は限定されてい
る。また海洋深層水の利用研究が進むにつれ食品、化粧
品、医薬品など高付加価値商品も開発され需要が増大し
つつあるが十分に供給されておらず、また海洋深層水の
特性（低温特性、富栄養特性、清浄特性、及び成熟安定
特性）を保持して使用目的に応じた供給のシステムが確
立していない。さらに、人工的に湧昇を利用し連続成層
するように形成する技術についても、効率性・経済性を
備えたシステムは、確立していない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】在来工法の海底配管に
よる深層水の取水は、大量の海水を安定して確保出来る
利点はあるが、水深が深くなればなるほど配管が長くな
り、初期投資額、メインテナンスコスト（パイプ内部清
掃、外部損傷修理、水際の洗堀対策等）は相当な額とな
り、負担が極めて大きい。

【０００８】本発明は、効率良く且つ経済的に深層水を
取水する方法を提供することにあり、この深層水を利用
して「磯やけ」対策をするときに、必要な深層水そのも
のを移動式によって取水する深層水取水方法を提供する
ことにある。また本発明の他の目的は、深層水や表層水
の取水、運搬、給水、散水、放水等を効率よく且つ経済
的に行うことが可能な移動式海洋深層水取水・給水・磯
やけ対策・人工的湧昇、連続成層形成等用散水、放水の
多目的作業装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解釈するための手段】前記課題は、請求項１の
深層水の取水方法によれば、取水装置からサクションヘ
ッドと、該サクションヘッドと連結されたフレキシブル
ホースを水深２００ｍ〜７００ｍの深さまで降ろし、前
記サクションヘッドから取水して前記取水装置の貯水槽
に深層水を貯水し、その後、前記ホース及び前記サクシ
ョンヘッドを回収することにより解決される。

【００１０】また前記課題は請求項２の深層水の取水方
法によれば、サクションヘッド、ホースを海底に保管し
ておき、該保管したサクションヘッド、ホースをマーカ
ーブイを備えたワイヤーロープと連結し、取水装置のウ
ィンチで前記マーカーブイ及びワイヤーロープを巻き上
げ、前記ホース端を浮体上に上げ貯水槽側と接続し、取
水し、取水作業終了後、逆の手順でサクションヘッド、
ホースを海底に戻すことにより解決される。

【００１１】さらに前記課題は、請求項３の深層水の取
水方法によれば、長さ約５０ｍ程度以下の範囲で鋼管、
接続用のスイベルの組合せによりユニット化した管体
と、サクションヘッドを取り付けた先端部の鋼管と、に
より、少なくとも約２００ｍ〜７００ｍの水深まで浮体
上よりウィンチで前記管体を屈折させながら下降させ、
海底に降ろしたシンカーに支持させて安定させ、前記サ
クションヘッドから取水することにより解決される。

【００１２】前記課題は、請求項４の移動式海洋深層水
取水・給水・散水、放水の多目的作業装置によれば、浮
体内に断熱手段を施した貯水槽と、水深２００ｍ〜７０
０ｍの深水を取り出す取水装置と、を備え、前記取水装
置で取水した深層水を前記貯水槽で貯水し、運搬可能と
したこと、により解決される。

【００１３】前記課題は、請求項９の移動式海洋深層水
取水・給水・磯やけ対策・人工的湧昇、連続成層形成等
用散水、放水の多目的作業装置によれば、表層水を取水
すると共に所定水深で放出する取水放出装置を備え、所
定域で前記取水放出装置で取水し、浮体を介して、表層
水を、所定水深で放出し、連続的に表層水を所定水深に
放出可能としたこと、により解決される。

【００１４】前記取水装置をより具体的に述べると、取
水装置は、ホースと、巻取リールと、テンショナーと、
ホースガイドと、スティンガーと、揚水ポンプ又はエア
ーリフト装置と、を備えている。また、前記取水装置の
巻取リールは、巻込み作業を考慮して、巻おろし・巻取
リール型で構成する。また取水放出装置は浮体の近傍で
表層水を取水し、浮体を介して（例えば表層水を浮体
（バージ）にため、或いは表層水を単に浮体を通過させ
て）この表層水を所定水深で放出することを連続的に行
うように構成する。

【００１５】さらに、前記移動式海洋深層水取水・給水
・散水の多目的作業装置には、水深２ｍ〜２０ｍで散水
する散水装置を備えると好適である。この散水装置に
は、散水ノズルの付いた昇降式パイプ散水装置が設けら
れ、取水装置で取水した深層水を前記貯水槽で貯水し、
深さ２０ｍより浅い場所で、前記散水装置により散水す
るように構成する。深層水は、夏期の海浜海水温度より
も、低温であり、出来る限り海底に滞留するようにノズ
ルを海底近くまで下げると効果的である。

【００１６】また、本発明の多目的作業装置を用いて、
所定域において表層水を取水して、浮体を介して、所定
水深で放出することにより、連続成層を形成することが
可能となる。なお、本発明においてサクションヘッドと
は、単なる取水口の場合と、大水深用水中ポンプを含む
場合の双方を意味している。

【００１７】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。なお、以下に説明する部材，配置等は本
発明を限定するものでなく、本発明の趣旨の範囲内で種
々改変することができるものである。

【００１８】図１乃至図２１は本発明に係る実施態様を
示すものであり、図１乃至図３は浮体を示す説明図、図
４はガイドローラの平面図、図５は図４の側面図、図６
はガイドローラの平面図、図７は図６の縦平面図、図８
乃至図１０はテンショナーの説明図、図１１乃至図１４
はフレキシブルホースと巻取リールによる取水を示す説
明図、図１５はシンカーに浮力タンクを付け、空気を入
れたり水を入れたりして重量調整する方法を示す説明
図、図１６乃至図１８は鋼管による取水の説明図、図１
９は散水作業の説明図、図２０はバブルカーテンの説明
図、図２１はバブルカーテンの施設状態を示す説明図、
図２２は大水深用水中ポンプの例を示す説明図、図２３
は人工的湧昇層を連続成層形成する例を示す説明図であ
る。

【００１９】移動式海洋深層水取水・給水・磯やけ対策
・人工的湧昇、連続成層形成等用散水の多目的作業装置
１００は、浮体１１０内に断熱手段１２０を施した貯水
槽１３０と、水深２００ｍ〜７００ｍの深層水を取り出
す取水装置１０と、を主要構成要素としている。

【００２０】浮体１１０は、図１乃至図３で示すよう
に、断熱の為に二重構造をしており、断熱手段１２０と
して断熱空気部となっている。本例では側面部１１１
と、底部１１２と、前後面部１１３に形成しているが、
所望によっては底面部だけに形成するように、構成する
ことが可能である。本例の前後面部１１３は、エンジン
ルーム、ジェネレータールーム、ポンプルーム等が形成
されている。本例の浮体１１０の容量は、磯やけ対策の
ときは２５００ｍ３程度であり、他の目的、たとえば医
薬関係、化学関係、食品関係のときには、経済的な小型
のサイズに変更することが可能である。そして、本例で
は浮体１１０を各貯水槽１３０を６つに区画している
が、上述のように、各種浮体の大きさにあわせて適宜区
画することが可能である。

【００２１】上記浮体１１０上には、取水装置１０が設
置されている。取水装置１０は、図１１に示すように、
ホースとしてのフレキシブルホース１１と、フレキシブ
ルホース１１を水中で保持するシンカー１２と、フレキ
シブルホース１１を巻き取る巻取リール１３と、フレキ
シブルホース１１をガイドするホースガイド１４と、フ
レキシブルホース１１を保持するテンショナー１５と、
水中でフレキシブルホース１１を支持するホース支持装
置１６とを備えている。なお、ホースとしてはフレキシ
ブルホース１１を使用することが好ましいが、スイベル
ジョイント等を適宜連結し、他のホースを用いる構成と
しても良い。

【００２２】取水装置１０のオペレーションは次のよう
に行われる。先ず、浮体１１０（例えばバージ）を移動
させ、浮体１１０の位置決めをする。次に、フレキシブ
ルホース１１をガイドするためのガイド構造１７を設置
し、フレキシブルホース１１をセットする。ガイド構造
１７には、フレキシブルホース１１をガイドしながら移
送するホースガイド１４と、フレキシブルホース１１を
保持するテンショナー１５が設けられている。

【００２３】次に、サクションヘッド１１ａと、ホース
支持装置１６にフレキシブルホース１１を連結させる。
なお、サクションヘッド１１ａを、予めシンカー１２に
固定しておいても良い。また、ホース支持装置１６のフ
レキシブルホース１１と連結されていない側は、シンカ
ー１２を懸吊するためのワイヤー１２ｂに取り付けられ
ている。

【００２４】そして、シンカー１２を海中に降下させ
る。シンカー１２の降下に伴い、巻取リール１３からフ
レキシブルホース１１が繰り出される。シンカー１２
は、ホース支持装置６の位置を調整しながら着底され
る。そして、シンカー１２の固定部１２ａにサクション
ヘッド１１ａが固定され、深層水が吸引・汲み上げされ
る。

【００２５】深層水の吸引・汲み上げが終了すると、シ
ンカー１２を上昇させ、シンカー１２の上昇と共にフレ
キシブルホース１１が巻き上げられる。フレキシブルホ
ース１１が巻き上げられ、フレキシブルホース１１が海
面付近まで上昇したら、シンカー１２、ホース支持装置
１６、ガイド構造１７からフレキシブルホース１１を外
す。最後に、フレキシブルホース１１、シンカー１２、
ホース支持装置１６、ガイド構造１７を浮体（バージ）
１１０上へ回収し、浮体（バージ）１１０を移動する。

【００２６】以下、取水装置１０を構成するそれぞれの
部材について、より詳細に説明する。取水作業時には、
フレキシブルホース１１は巻取リール１３から繰り出さ
れ、水深２００ｍ〜７００ｍの深さまで降ろされる。本
例では、フレキシブルホース１１として、長さ２００ｍ
〜７００ｍ、内径２５０ｍｍ〜３００ｍｍクラスのもの
を用いている。フレキシブルホース１１は、通常は切り
離されることなく、一連で巻取リール１３に巻き取られ
た状態で格納されている。

【００２７】フレキシブルホース１１の先端部は、サク
ションヘッド１１ａと連結されており、このサクション
ヘッド１１ａから深層水を取水する。本例では、取水時
におけるサクションヘッド１１ａの漂流を防止するた
め、サクションヘッド１１ａは、シンカー１２に設けら
れた固定部１２ａに固定されている。

【００２８】なお、上記シンカー１２の上げ下ろしは、
浮体（バージ）１１０上のシンカー昇降装置１２ｃによ
り行う。取水作業開始時には、シンカー昇降装置１２ｃ
で海中へシンカー１２を降下させる。取水作業終了時に
は、シンカー１２はシンカー昇降装置１２ｃで引き上げ
られ、浮体（バージ）１１０に設けられたシンカー収納
部１１４に収納される。

【００２９】フレキシブルホース１１は、浮体（バー
ジ）１１０上の巻取リール１３により巻き取られてお
り、この巻取リール１３から海中へ繰り出されるもので
ある。巻取リール１３は、ウインチ型の同期巻取リール
を用いており、左右一対の面の間に、巻き取り部を備え
て構成されている。

【００３０】巻取リール１３は、フレキシブルホース１
１や、ポンプ等の水中重量、潮流抵抗を考慮した引張
力、制動力、巻取速度を有するように構成されている。
なお、本実施例では、縦型の巻取リール１３が用いられ
ているが、横型のいわゆるターンテーブル方式のものを
使用することもできる。

【００３１】上記巻取リール１３から繰り出されたフレ
キシブルホース１１は、ホースガイド１４にガイドされ
て浮体（バージ）１１０上から海へ向けて送出される。
ホースガイド１４は、巻取リール１３から繰り出された
フレキシブルホース１１が海中に送出されるまで、ガイ
ド構造１７の所定箇所に設けられている。

【００３２】ホースガイド１４は、図４及び図５に示す
ように、支持枠１４ａと、この支持枠１４ａに配置され
る複数個のローラー１４ｂとから構成されている。ロー
ラー１４ｂは等間隔で配設され、ローラー１４ｂ上をフ
レキシブルホース１１が摺動することにより、フレキシ
ブルホース１１が所定方向に移動されるように構成され
ている。

【００３３】なお、ホースガイド１４としては、上記構
成の他、図６及び図７に示す構成のものを用いても良
い。図６及び図７に示すホースガイド１４は、支持枠１
４ａ上に、ローラー１４ｂが互い違いになるように、且
つ、ローラー１４ｂが内側に向けて傾斜するように配設
されている。フレキシブルホース１１は、図７に示すよ
うに、径の大小にかかわらず、傾斜したローラー１４ｂ
間に保持されながらガイドされる。

【００３４】上記ホースガイド１４でフレキシブルホー
ス１１をガイドすることにより、フレキシブルホース１
１に生じる折れや、摩擦による傷を防止することが可能
となる。なお、ホースガイド１４は、フレキシブルホー
ス１１を深海から浮体（バージ）１１０側に回収する際
にも用いられる。

【００３５】フレキシブルホース１１は、上記ホースガ
イド１４にガイドされるとともに、浮体（バージ）１１
０から深海へ向けて延出する際にテンショナー１５より
保持される。本例のテンショナー１５は、油圧シリンダ
ーにより、フレキシブルホース１１に無理な力が掛から
ないように、起倒角度を自由に変えることができること
を大きな特徴とする。

【００３６】すなわち、浮体（バージ）１１０が回航
中、又はフレキシブルホース１１の最高部にエアーが溜
まって水の吸引がうまく出来ないときの空気抜きのと
き、油圧シリンダーを収縮して浮体（バージ）１１０上
に略水平になるように倒すように構成されている。

【００３７】テンショナー１５は、図８乃至図１０に示
すように、浮体（バージ）１１０に固定される固定部１
５ａと、フレキシブルホース１１を保持する保持部１５
ｂとから構成されている。本例のテンショナー１５は、
フレキシブルホース１１を２面または４面で支持するよ
うに構成されている。

【００３８】フレキシブルホース１１を２面または４面
で支持する理由は次のとおりである。すなわち、本例の
取水装置１０は、浮体（バージ）１１０上に設置されて
いるが、浮体（バージ）１１０が在来のパイプ、ホース
布設船と根本的に違うのは、毎日１回の巻き下げ、巻き
上げを行うことであり、年間稼働率を７０％とすると約
５００回／年の繰り返し作業をすることである。

【００３９】フレキシブルホース１１を多面で保持する
ことにより、フレキシブルホース１１にかかる負担を軽
減させる。また同時に、巻取リール１３、テンショナー
１５についても繰り返し作業に耐える工夫が必要である
が、この点については、巻取リール１３とテンショナー
１５をシステムとして同期させることにより、荷重を最
小限とすることが可能となる。

【００４０】フレキシブルホース１１は、水中におい
て、ホース支持装置１６により支持されている。ホース
支持装置１６は、潮流によりフレキシブルホース１１が
漂流し、過度な折れや曲がりが発生するのを防止するた
めに設けられている。ホース支持装置１６は、シンカー
１２を浮体（バージ）１１０から懸吊するワイヤー１２
ｂに取り付けられている。ホース支持装置１６には、フ
レキシブルホース１１を水中で支持するホース支持部１
６ａが設けられている。

【００４１】上記ホース支持装置１６により、フレキシ
ブルホース１１は、浮体（バージ）１１０上と、サクシ
ョンヘッド１１ａが固定されるシンカー１２との間の中
間地点で支持されることになり、過度な曲がりや折れが
防止され、適切なホース曲率が維持される。

【００４２】深層水を汲み上げるための揚水ポンプは、
エアーリフト用エアーコンプレッサー又は電動ポンプを
浮体（バージ）１１０上に据付け、巻取リール１３中心
のスイベルを介しフレキシブルホース１１及びその先端
のサクションヘッド１１ａより海水を吸い込み、浮体
（バージ）１１０の貯水槽１３０に貯蔵する。給水・散
水のときは、このポンプにより貯水槽１３０の海水を吸
出するようバルブを切り換える。

【００４３】図１２はフレキシブルホースと巻取リール
による取水の他の実施例を示すものである。本例におい
て前記実施例と同様部材等には同一符号を付してその説
明を省略する。前記実施例では、シンカー１２を海底に
着底させた例を示した。本例は、深層水が海底付近にな
い場合であり、シンカー１２は宙吊り状態とされる。フ
レキシブルホース１１のサクションヘッド１１ａは、こ
の宙吊りのシンカー１２の固定部１２ａに固定され、所
定の深さにおいて取水を行う。

【００４４】本例における浮体（バージ）１１０の位置
保持は、アンカー、ワイヤーによって一点係留とする
か、複数のスラスターを使用する。

【００４５】図１３はフレキシブルホース１１と巻取リ
ール１３による取水のさらに他の実施例を示すものであ
る。本実施例に係る取水装置１０では、サクションヘッ
ド１１ａの端部には、ガイドワイヤー１１ｂが取り付け
られており、ガイドワイヤー１１ｂはシンカー１２に取
り付けられた着脱装置、滑車等を経て、浮体（バージ）
１１０のガイドワイヤーウィンチ１１ｃに取り付けられ
ている。

【００４６】したがって、フレキシブルホース１１は、
浮体（バージ）１１０上の巻取リール１３から繰り出さ
れると共に、サクションヘッド１１ａがガイドワイヤー
１１ｂにより牽引され、シンカー１２の固定部１２ａへ
と導かれる。

【００４７】上記サクションヘッド１１ａは、ばね機構
や電気信号等によりサクションヘッド１１ａを着脱する
着脱装置（図示せず）によりシンカー１２の固定部１２
ａにおいて着脱可能とされている。このように構成され
ているので、取水作業が長期に渡るときにはシンカー１
２を作業終了ごとに回収せず、沈めたままにすることが
可能となる。このとき、マーカーブイでシンカー１２の
位置を表示しておくと良い。

【００４８】図１４は、図１３の実施例と同様に、サク
ションヘッド１１ａにガイドワイヤー１１ｂを取り付
け、ウィンチ１１ｃでガイドワイヤー１１ｂを巻き取る
ことにより、サクションヘッド１１ａをシンカー１２に
着脱可能とした構成であるが、この構成において、さら
にシンカー１２を宙吊り状態としたものである。このよ
うに、シンカー１２を宙吊り状態とすることにより、フ
レキシブルホース１１を所定の深さで保持することが可
能となる。なお、浮体（バージ）１１０の位置保持は、
アンカー、ワイヤーによって一点係留とするか、複数の
スラスターを使用して行われる。

【００４９】なお、上記各実施例において、フレキシブ
ルホース１１とサクションヘッド１１ａとの間や、ワイ
ヤー１２ｂとシンカー１２との間に、スイベルジョイン
ト１８を設けることにより、潮流によりフレキシブルホ
ース１１やワイヤー１２ｂなどがもまれた場合でも、各
部材の連結部へ係る曲げ力等を和らげることができ好適
である。

【００５０】図１５は、シンカーに浮力タンクを付け、
空気を入れたり、水を入れたりして重量を調整する方法
について示したものである。本例では、シンカー吊り下
げ用ワイヤーロープとフレキシブルホースが水中で絡む
ことを避けるため、フレキシブルホース１１の先端に、
シンカーとして、潮流によって２００〜７００ｍのフレ
キシブルホース１１が流されない程度の比重の重い鋼鉄
製カウンターウエイト１９ａおよびカウンターウエイト
付き空気タンク１９ｂを設ける。海中に降ろすときには
空気タンク１９ｂに水を張り、逆に引き上げる場合に
は、浮体（バージ）１１０より圧縮空気を送り、空気タ
ンク１９ｂ内の水を排出し、浮力を発生させ、巻上げ負
荷を小さくする。なお、図中、符号１９ｃはコンプレッ
サー、１９ｄは空気供給用ホースのリール、１９ｅは空
気供給用ホースである。

【００５１】次に、比較的浅い水深（２００〜３００
ｍ）に適するスイベルジョイント鋼管方式による取水装
置の実施例について説明する。図１６乃至図１８は鋼管
による取水の説明図であり、図１６は平面図、図１７は
鋼管を海中へ下ろすときの説明図、図１８は海中におけ
る鋼管の配置説明図である。これらの図で示すように、
本例の取水装置２０は、直鋼管２１と、スイベルジョイ
ント２２と、取水配管支持ガイド装置２３と、取水配管
昇降装置２４と、取水ポンプ２５と、を備えている。

【００５２】本例におけるスイベルジョイント鋼管によ
る取水装置２０の操作手順は、次のように行われる。先
ず、浮体（バージ）１１０を移動させ、浮体（バージ）
１１０の位置決めを行う。そして、直鋼管２１からなる
配管を浮体（バージ）１１０から所定水深までほぼ垂直
に降ろし、浮体（バージ）１１０上の取水ポンプ２５に
より取水する。

【００５３】このとき、下端をフリーとし潮流力等によ
る漂流力を２次元スイベルにて逃がすことにより、配管
が曲げにより破壊されることを防ぐことが可能となる。
配管には自重による引っ張り力がかかるが、配管を所定
の位置でワイヤー２４ｂおよびウィンチ２４ａにより吊
ることにより引っ張り力に対抗する。

【００５４】なお、本例における配管は次のように行
う。取水配管は、直鋼管２１をスイベルジョイント２２
により定間隔で連結し構成されており、連結部で折り曲
げることにより全長２００ｍ以上となる配管を折りたた
むことにより浮体（バージ）１１０上に格納する。

【００５５】上記のように、直鋼管２１は、２軸の自由
度を有するスイベルジョイント２２により連結している
ので、スイベルジョイント部で回転することにより潮流
力を逃がし、配管に曲げモーメントがかからないように
することができる。なお、下端のサクションヘッド２１
ａは吊り下げられたフリーな状態となっている。

【００５６】図１７は取水配管昇降装置２４を示す説明
図である。水深２００から３００ｍにおける取水配管の
設置は、図１７に示すように、折りたたまれた直鋼管２
１をサクションヘッド２１ａ側から１本づつ降ろし入水
させ、概略垂直な状態で配管を水中へ降ろす。

【００５７】また、図１６に示す取水配管支持ガイド装
置２３を浮体（バージ）１１０上に設け、配管を降ろす
際、配管を案内すると共に、最上部配管を支持する。ス
イベルジョイント２２に自重がかからないように、スイ
ベルジョイント２２付近に吊りワイヤー接続部を設け、
この部分をワイヤー２４ｂにより船上の吊り下げ装置
（ウィンチ２４ａ）により吊る。これにより、配管自重
は吊り下げウィンチ２４ａにより支えられる。なお、ウ
ィンチ２４ａはオートテンション式とする。

【００５８】取水配管が浮体（バージ）１１０上に格納
されている際は、配管は取水配管支持ガイド装置２３に
よりしっかり支持されている。取水配管支持ガイド装置
２３は端部に、回転する折り返し部２３ａを有し、この
折り返し部２３ａで配管を保持することにより、配管の
落下が防止される。折り返し部２３ａは配管を降下上昇
する際は回転し、配管が引っかからないように構成され
ている。

【００５９】また、取水配管支持ガイド装置２３のガイ
ド部２３ｂは取水配管を降下上昇する際は、配管から外
れるよう、または配管を支持するように伸縮し、配管の
下部から移動する。取水配管支持装置２３のガイド部２
３ｂは配管両端部に１箇所づつ計２箇所設けられてい
る。

【００６０】図１８は取水配管昇降装置２４を示す説明
図である。配管の上げ下ろし時にはウィンチ２４ａを使
用し、配管最下部（サクション側端部）のスイベルジョ
イント２２付近にワイヤー２４ｂを接続し、ワイヤー２
４ｂを繰り出すことにより徐々に配管を降ろして行く。
降ろしている配管が垂直になった状態で次の配管の降下
作業に移る。

【００６１】降下され垂直状態になった配管を吊ってい
るウィンチ２４ａのワイヤー２４ｂはオートテンション
設定ができ、一定の張力になる様、ウィンチ２４ａはワ
イヤー２４ｂの繰り出し、繰り込みを自動で行う。

【００６２】次の配管の降下も同様に、配管最下部のス
イベルジョイント２２付近に吊りワイヤー２４ｂが取り
付けられており、このワイヤー２４ｂの巻き取りを行う
ウィンチ２４ａにより同様の動作が行われる。

【００６３】配管の回収は、水面側の配管から順次、ウ
ィンチ２４ａによりワイヤー２４ｂを巻き取り、降下の
逆の動作により行われる。この時配管を吊っているウィ
ンチ２４ａはオートテンションであり、配管が回収のた
め上昇する際、ワイヤー２４ｂはたるむことなく一定の
張力を保持する。

【００６４】上記実施例によれば、配管がスイベルジョ
イント２２において折れ曲げることが可能であり、浮体
（バージ）１１０上に格納可能であるとともに、海中設
置、回収時に連結作業が不要であり、また、既存のウィ
ンチを利用して設置が出来るので設備投資額は最小とな
る。さらに、比重が大きいので潮流、波浪により流され
難いし、強度上ホースよりも優れている。しかし、潮流
等により曲げ力を受けると破壊される可能性があるが、
ワイヤー２４ｂが取り付けられているためこれに対抗す
ることが可能である。

【００６５】深層水の吸引汲み上げが終了すると、最上
部取水配管を取水配管支持ガイド装置２３のガイド部２
３ｂより離脱させる。そして、取水配管を上側から１本
づつ取水配管昇降装置２４により引き上げる。この配管
を浮体（バージ）１１０上に収納する。次に、取水配管
支持ガイド装置２３を上昇させる。そして、浮体（バー
ジ）１１０を、目的とする場所（磯やけ散布の場所や深
層水供給地）へ移動する。

【００６６】次に、図１９に基づいて散水関係について
説明する。本実施例の浮体（バージ）１１０を磯やけ対
策船として使用する場合、水深２〜２０ｍ海域の海底近
くに出来るだけ均一に海洋深層水を散水するため舷側よ
りノズルの付いた昇降式パイプ４本（浮体（バージ）１
１０の四隅）を取り付ける。そして、図２１で示すよう
に、本例では、スパッド３１を打ち込み、またアンカー
３２により浮体（バージ）の移動を阻止している。な
お、本例では、対角位置に二つのスラスター３３を配置
することによって、浮体（バージ）の位置を制御できる
ように構成している。そして、散水する水深に応じて噴
射圧を調整、出来るだけ広範囲、均一に散水するパター
ンを選ぶ。

【００６７】このようにすることにより、海底に沿って
深層水が層となるように散水することが可能となる。こ
れにより、海底の海藻や貝類倒の生物に活力を与えるこ
とが可能となる。これら散水ノズル３４は３６０度回転
方式とする。散水海域の面積により散水サイクル、メニ
ューを確立、効果が確認出来るまで継続する。

【００６８】なお、図１９〜図２１に示すように、バブ
ルカーテン３５を用いると好適である。即ち、本例で
は、所定の磯やけ範囲或いは養殖場（真珠養殖や高級貝
類の高付加価値品）の所定範囲に、バブルカーテン３５
を配設するものである。本例のバブルカーテン３５は、
小孔の形成された管体或いはホース３５ａを海底に敷設
するものであり、図２１で示すように、管体或いはホー
ス３５ａの端部側には圧縮空気を供給するコンプレッサ
ー３５ｂが設けられている。そして、バブルカーテン３
５は、区域内から貴重な深層水の流出を最少にする。ま
た、水深に沿って供給する圧縮空気の圧力を調整し、カ
ーテン形状を最適に調整することが可能となる。

【００６９】また、上記実施例では散水について説明し
たが、次に、給水関係についても説明する。給水につい
ては、浮体（バージ）が移動した最寄りの港にて貯水槽
１３０から、タンクローリーに給水し、各用途先に配送
するものである。以上のようにすると、深層水を水産試
験場、製薬会社、食品会社、醸造元、化粧品会社、タラ
ソテラピー施設、浴場、アトピー性皮膚炎治療用として
各医療機関・研究所への配送システムを確立することが
可能となる。また、浮体（バージ）１１０の貯水槽１３
０において、海底深層水の洋上備蓄が可能となる。

【００７０】図２３は人工的湧昇層を連続成層形成する
例を示す説明図であり、図１２と同様装置・部材等で取
水と放出（放水）の相違のみである場合には、同一符号
を付して、その機能を取水と放出の相違を読み替えるこ
とによりその説明を省略する。なお、人工的湧昇、連続
成層形成するときには、取水口を浮体の近傍に形成す
る。この図２３の例は、多目的作業装置を湧昇層形成用
に利用した例を示すものである。すなわち、取水ポンプ
２５と接続された表層水の取水口２１ａを浮体（バー
ジ）１１０の近傍に配設する。この取水口２１ａから表
層水を取水し、浮体（バージ）１１０にため、運搬し
て、この取水した表層水を所定の海域で、所定の水深で
にサクションヘッド１１ａから水中に放出し、表層水の
密度と深層水の密度差を利用した湧昇層を形成させるよ
うにしている。なお、本例では、取水した表層水を浮体
に一旦ためているが、領域によっては、取水した表層水
を浮体にためずに、所定の水深でにサクションヘッド１
１ａから水中に放出するように構成することも可能であ
る。

【００７１】そして、表層の密度が小さい海水を深層に
押し込んだ場合、押し込まれた表層水は深層の密度の大
きい海水と混ざり合って、表層水より密度大と、深層よ
り密度小の混合水塊となる。この水塊は連続成層のある
場合、その密度に応じた密度の位置（水深）のところま
で上昇する。このように深層水そのものではないが表層
水と混ざった深層海水が上昇することになる。このよう
に密度成層の存在を利用することによって栄養塩に富む
深層水を連続成層のある水深まで上昇させることができ
る。

【００７２】なお、本例の場合、取水ポンプ２５で取水
した表層水を、所定水深で放出するものであるので、前
記した深層水を取水するために行う各種装置及び部材
を、取水ではなく逆に放出として用いるものであり、こ
の点を除いて前述した取水と逆の操作・ルートにより行
うものである。なお、必要であれば、水中ポンプを逆転
させて放出用にする場合と、別途放出用のポンプを利用
するする場合、浮体上に設けたポンプを利用する場合等
各種の手段を用いることが可能であることはもちろんで
ある。さらに付加するに、図２３の例は図１２の例と同
様の態様を用いて説明したが、これに限らず、本明細書
で用いた他の図の例をその性質が許される範囲で適用さ
れるものであることは言うまでもない。

【００７３】なお、ここで、浮体（バージ）１１０の保
冷装置について説明する。海洋深層水の多方面での有益
性のひとつとして安定した低温性がある。海域、水深に
よって海水温度はまちまちであるが、およそ４℃より８
℃位の温度が得られる。日本近海の夏場の海水温度は約
２８℃〜３０℃、外気温度は約３３℃となり、８〜１０
時間の取水作業、約１時間の輸送作業、約数時間の散
水、給水作業中に取水海水温度の上昇を最小限にする対
策として、甲板上にアスファルト又は木甲板を敷き、側
面、底面は２重構造即ち空気層による断熱効果を利用す
る。

【００７４】これにより真夏の時期でも３〜５℃以内の
上昇に抑えることが出来る。なお、鉄板による２重構造
の他に、発泡スチロールやエアーバックを各貯水槽１３
０に敷き、約１．５Ｋｇ／ｃｍ２の空気圧で充気し防熱
材として利用する構成としても良い。エアーバックを利
用した保冷装置の利点は、保冷を必要としない場合は、
エアーバックに充気しないで、そのまま船底においてお
けることである。また、エアーバックに充気しないとき
には、タンク容量を増加させるなどの効果も期待でき
る。

【００７５】また、前記実施例において適用できる浮体
（バージ）１１０の移動方法について説明する。浮体
（バージ）１１０は、所定の基地（所定の給水地や磯や
け場所）より２００ｍ〜７００ｍ水深のある現場に１時
間以内に行けることを条件とし、自航式プッシャーボー
ト（押船）で押すか、タグボート（曵船）で曳く非自航
方式および自身の推進機を持つ自航式がある。移動方法
については、年間作業日数、現場海域の状況、取水サイ
クル、経済性を十分考慮の上決めればよい。

【００７６】また、取水水深が深くなり、潮流、風浪に
より浮体（バージ）１１０、ホース位置が安定しない場
合、また「磯やけ対策船」とする場合は、波、うねりを
受けながらの作業になるので３６０℃旋回式スラスター
が適当である。荒天時は通常のアンカー又はスパッドの
使用も可能とする。特定海域での特定作業に限定するこ
とにより「船舶」扱いとならないように装備品、航行海
域、用途を限定する。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、移動可能な海洋深層水
取水装置を使って取水から海底散布を一定期間実施し
て、海洋深層水が有する化学的、物理的および物性学上
の特質による藻場修復効果が認められることから磯やけ
している藻場を従来の費用より安く回復させることがで
きる。

【００７８】海底深層水を散水することにより藻場など
の回復を図るとともに海老やアワビなど高級魚介類の育
苗促進が期待され、将来自然海域での幼生飼育から養殖
生産技術にも応用される可能性が生まれる。

【００７９】またカキ養殖や真珠の養殖など付加価値の
高い洋上養殖などの生産向上が期待できる。さらに全国
任意の港で供給可能となり、陸上設備にも商品価値が高
まれば利用可能となる。

【００８０】以上のように、水深２００ｍ〜７００ｍの
海洋深層水を、在来工法の海底配管による取水ではな
く、より経済的、より機動的に取水し、貯蔵し自航まや
は曳航により海岸又は岩壁まで輸送し、用途に応じて陸
上施設への給水又は海岸への散水を行うことが可能であ
る。

【００８１】なお、取水作業や散水作業を行うときに
は、作業現場で最も効率的な作業サイクルを設定しそれ
に設備コスト及びオペレーションコストが最小になる計
画をする。又浮体（バージ）及び取水装置，散水装置の
稼働率を上げるため、多目的船として海洋表層水の取
水、防災（消火、油回収）作業も可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】浮体（バージ）の平面を示す概略説明図であ
る。

【図２】浮体（バージ）の横側面を示す概略説明図であ
る。

【図３】浮体（バージ）の縦平面を示す概略説明図であ
る。

【図４】ガイドローラの平面図である。

【図５】図４の側面図である。

【図６】ガイドローラの平面図である。

【図７】図６の縦平面図である。

【図８】テンショナーの説明図である。

【図９】テンショナーの説明図である。

【図１０】テンショナーの説明図である。

【図１１】フレキシブルホースと巻取リールによる取水
を示す説明図である。

【図１２】他の例を示すフレキシブルホースと巻取リー
ルによる取水を示す説明図である。

【図１３】さらに他の例を示すフレキシブルホースと巻
取リールによる取水を示す説明図である。

【図１４】さらにまた他の例を示すフレキシブルホース
と巻取リールによる取水を示す説明図である。

【図１５】シンカーに浮力タンクを付け、空気を入れた
り水を入れたりして重量調整する方法を示す説明図であ
る。

【図１６】鋼管による取水の説明図である。

【図１７】鋼管による取水の説明図である。

【図１８】鋼管による取水の説明図である。

【図１９】散水作業の説明図である。

【図２０】バブルカーテンの説明図である。

【図２１】バブルカーテンの施設状態を示す説明図であ
る。

【図２２】大水深用水中ポンプの例を示す説明図であ
る。

【図２３】人工的湧昇層を連続成層形成する例を示す説
明図である。

【符号の説明】１０取水装置１１フレキシブルホース１１ａサクションヘッド１１ｂガイドワイヤー１１ｃガイドワイヤーウィンチ１２シンカー１２ａ固定部１３巻取リール１４ホースガイド１５テンショナー１６ホース支持装置１７ガイド構造１８スイベルジョイント１９ａ鋼鉄製カウンターウエイト１９ｂカウンターウエイト付き空気タンク１９ｃコンプレッサー１９ｄリール１９ｅ空気供給用ホース２０取水装置２１直鋼管２１ａサクションヘッド２２スイベルジョイント２３取水配管支持装置２４取水配管昇降装置２４ａウィンチ２４ｂワイヤー２５取水ポンプ２６ワイヤー２７ウィンチ３１スパッド３２アンカー３３スラスター３４散水ノズル３５バブルカーテン３５ａ管体或いはホース３５ｂコンプレッサー１１０浮体（バージ）１１１側面部１１２底部１１３前後面部１２０断熱手段１３０貯水槽

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０３Ｇ 7/05 ５１１Ｆ０３Ｇ 7/05 ５１１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】取水装置からサクションヘッドと、該サ
クションヘッドと連結されたフレキシブルホースを水深
２００ｍ〜７００ｍの深さまで降ろし、前記サクション
ヘッドから取水して前記取水装置の貯水槽に深層水を貯
水し、その後、前記ホース及び前記サクションヘッドを
回収することを特徴とする深層水の取水方法。
【請求項２】サクションヘッド、ホースを海底に保管
しておき、該保管したサクションヘッド、ホースをマー
カーブイを備えたワイヤーロープと連結し、取水装置の
ウィンチで前記マーカーブイ及びワイヤーロープを巻き
上げ、前記ホース端を浮体上に上げ貯水槽側と接続し、
取水し、取水作業終了後、逆の手順でサクションヘッ
ド、ホースを海底に戻すことを特徴とする深層水の取水
方法。
【請求項３】長さ約５０ｍ程度以下の範囲で鋼管、接
続用のスイベルの組合せによりユニット化した管体と、
サクションヘッドを取り付けた先端部の鋼管と、によ
り、少なくとも約２００ｍ〜７００ｍの水深まで浮体上
よりウィンチで前記管体を屈折させながら下降させ、海
底に着底乃至は宙吊りしたシンカーに支持させて安定さ
せ、前記サクションヘッドから取水することを特徴とす
る深層水の取水方法。
【請求項４】浮体内に断熱手段を施した貯水槽と、水
深２００ｍ〜７００ｍの深水を取り出す取水装置と、を
備え、前記取水装置で取水した深層水を前記貯水槽で貯
水し、運搬可能としたことを特徴とする移動式海洋深層
水取水・給水・磯やけ対策・人工的湧昇、連続成層形成
等用散水、放水の多目的作業装置。
【請求項５】前記取水装置は、ホースと、巻取リール
と、テンショナーと、ホースガイドと、スティンガー
と、揚水ポンプと、を備えたことを特徴とする請求項４
記載の移動式海洋深層水取水・給水・磯やけ対策・人工
的湧昇、連続成層形成等用散水、放水の多目的作業装
置。
【請求項６】前記取水装置の巻取リールは、巻おろし
・巻取りリール型であることを特徴とする請求項５記載
の移動式海洋深層水取水・給水・磯やけ対策・人工的湧
昇、連続成層形成等用散水、放水の多目的作業装置。
【請求項７】前記移動式海洋深層水取水・給水・散水
の多目的作業装置には、水深２ｍ〜２０ｍで散水する散
水装置を備えていることを特徴とする請求項５又は６記
載の移動式海洋深層水取水・給水・磯やけ対策・人工的
湧昇、連続成層形成等用散水、放水の多目的作業装置。
【請求項８】前記散水装置には、散水ノズルの付いた
昇降式パイプ散水装置が設けられ、取水装置で取水した
深層水を前記貯水槽で貯水し、深さ２０ｍより浅い場所
で、前記散水装置により散水することを特徴とする請求
項７記載の移動式海洋深層水取水・給水・磯やけ対策・
人工的湧昇、連続成層形成等用散水、放水の多目的作業
装置。
【請求項９】表層水を取水すると共に所定水深で放出
する取水放出装置を備え、所定域で前記取水放出装置で
取水した表層水を、浮体を介して、所定水深で放出し、
連続的に表層水を所定水深に放出可能としたことを特徴
とする移動式海洋深層水取水・給水・磯やけ対策・人工
的湧昇、連続成層形成等用散水、放水の多目的作業装
置。