JP2003158945A - 海中湧昇施設 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 栄養成分の不足により植物プランクトンの成
育（光合成）の困難な水深数１０ｍ以深の沿岸に設置
し、栄養成分に富む海底部の流れを海面下２０ｍ程度ま
で上昇、すなわち湧昇させ、その水域の生産性の向上を
図る海中湧昇施設の提供を目的とする。 【構成】 柔軟な四辺形幕体の上辺に綱を介して浮体を
接合し、下辺をアンカー、綱等により直接間接に海底に
固定し、海面ないし海面下に浮状する浮体により、上辺
は海面付近ある柔軟幕体全体が傾斜する海中湧昇施設。 【効果】 この海中湧昇施設は、成育する植物プランク
トン基礎とする新しい生態系を形成し、持続的な効率的
魚獲を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、植物プランクトンの
育成に必要な栄養成分に富む海底付近の流れや水深略１
００ｍの流れを日光のよく透過する海面下２０ｍ程度ま
で上昇させるための、沿岸や陸棚海域に設置する水産業
用の柔軟幕体の海中湧昇施設である。

【０００２】

【従来の技術】 海面付近は、植物プランクトンの成
育、すなわち栄養成分を消費する光合成が盛んであり、
その成分が不足することになる。しかし数１０メートル
より深い水域の海底付近の海水は、日光が乏しく一般に
その消費が低く栄養成分に富んでいる。従って、この海
底付近の海水を海面付近へ移動させれば、栄養成分の補
給となりプランクトン成育を活性化できる。沿岸、陸棚
海域には潮流と海流が存在するので、これらを利用して
海底付近の海水を上昇移動させることが可能であり、既
存の海中湧昇施設は、水深１００ｍ以浅の海底に設置し
たコンクリート障壁やコンクリートブロック多数の積層
堰堤であり、潮流や海流の海底付近や一定水深の流れを
海面付近へ上昇さプランクトン成育伴う漁獲増加が実現
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 既存の海中湧昇施設
は、コンクリート障壁やコンクリートブロック等の製
作、設置コストが大きく、一旦設置後の移設、撤去も困
難であり、水深１００ｍ以上の陸棚水域への設置困難と
いう課題もある。また、積層堰堤の斜面には凹凸があ
り、スムーズな上昇流れを妨げる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 本発明は、前記課題を
解決するために、柔軟な四辺形幕体の上辺に直接接合ま
たは綱を介して浮体を連結し、下辺部をアンカーとコン
クリートブロックで海底に固定し、または下辺を固定綱
を介して海底のアンカーに固定しかつ下辺にも浮体を連
結し、海面ないし海面下に浮状する前記浮体により、上
辺が海面付近に達し、柔軟幕体全体が海の流れの方向へ
自在に傾斜する構成とする海中湧昇施設である。

【０００５】

【作用】 潮流や海流にほぼ直角に下辺を海底に直接間
接に設置固定される湧昇施設は、それら流れの下流方向
に、上辺下辺に接合または連結された浮体の浮力と流速
による傾斜局面状態を保持することになり、海底付近や
海面から一定水深範囲の湧昇施設に当たる流れのかなり
の部分が、連続傾斜幕体に沿って上昇することになる。

【０００６】

【実施例】 本発明の海中湧昇施設を図に基ずいて説明
する。水深１００ｍ程度、流速約１ノット＝毎秒約０．
５ｍの海域に設置する場合の海底固定式の海中湧昇施設
１Ａ［図１］は、直径略６ｃｍの綱による縦略３０ｍ、
幅略２０ｍの梯子目を形成した長四辺形の綱組２に面材
３Ａを張ったナイロン、ビニロン、ポリエチ、ポリエス
テル等の化学繊維製の単位幕体３［図２］複数を接合
し、柔軟な外形寸法が縦略１３０ｍまでの幅３００ｍの
幕体４を形成し、この幕体の上辺に複数の鋼製浮体５を
直接接合しまたは間接連結しまたは接合及び連結し、か
つ下辺に沿う一定幅を複数の重量５トン以上の鋼製のス
トックレスアンカー６およびコンクリートブロック７に
より海底に固定定置する、柔軟な施設である。

【０００７】さらに，この施設を製作設置概要を含めて
詳しく説明すると、海水の比重より大きい化学繊維綱を
格子状に組んだ幅２０ｍ縦１３０ｍの綱組２に、適宜小
浮体を取り付け設置水域の海面に浮状させ、化学繊維面
材３Ａを細綱を介して張り付けて単位幕体３とし、この
単位幕体３を１５体平行に並べ、相互に接する縦綱１３
０ｍを接合しかつ略３０ｍ間隔に配置した長さ３００ｍ
の補強横幅綱を取り付け縦１３０ｍ幅３００ｍの長方形
の柔軟な幕体４とし、また粗目網に面材を張った単位幕
体と綱を接合形成する幕体もよく、幕体の一長辺におけ
る、両端２箇所を含め各単位幕体３のコーナー相互の接
合部である１４箇所、計１６箇所に、水深以上の長さの
浮体綱５Ａを介して浮体５を連結し、この浮体は直径、
高さ略４ｍまでの円柱形中空金属製であり、その浮力は
略３７トン、計１６体であり、その総浮力は略５００ト
ンとなり、またより小型の浮体や中空丸太状浮体の連結
もよく、

【０００８】前記浮体綱５Ａを接合した箇所と同様の、
下辺となる他長辺の１６箇所に、アンカー６を綱又は鎖
又はシャックルを介して接合し、アンカーと浮体が縦綱
と浮体綱を介して連結することとし、同時にアンカーの
水中重量に略相当する浮力を有し、作業用綱を接合した
設置用の球状バランス浮体をアンカーに密着させてあ
り、設定海域の水深の倍以上の長さの前記作業用綱は、
その一端付近で前記バランス浮体に接合され、他端をア
ンカー６のアンカーリングに通され、その両端を分離可
能に接合即ち輪に形成されて、作業船に保持され、さら
に、アンカー６、および浮体５を接合しバランス浮体を
付置した幕体４全体を、その１３０ｍの縦辺を流れの方
向に合わせかつアンカーを接合した長辺を上流側にし
て、前記浮体５を海面に浮状させたまま、前記小浮体を
外し、自重で徐々に沈降させ、海底に仮置きした後、設
置用バランス浮体を、作業船において作業用綱をある程
度拘束して、緩速度で浮上させ、海面に浮状した後、バ
ランス浮体とともに浮上したその作業用綱の輪接合部を
解き、綱とバランス浮体を幕体から外し、

【０００９】そして各アンカーを、接合している前記縦
綱および浮体綱５Ａを介して作業船により下流側に曳き
向きを揃え、把駐力すなわち抵抗力を発現させた後、各
アンカーから長さ略２０ｍまでの幕体固定部分に２ｍ×
２ｍ×１．５ｍのコンクリート固定ブロック７、１０個
程度以上を作業船のクレーンで吊り降ろし、載置積層し
幕体を固定し、さらに、幕体の上長辺を前記浮体綱５Ａ
を介して海面付近まで引上げて、その浮体綱の長さを略
２０ｍに調整して、海底固定式海中湧昇施設１Ａが構成
設置される。なお、この湧昇施設設置時に、浮体を一端
に接合した、幕体縦寸以上の長さの浮体綱を、幕体上長
辺に付設したリングを通して下辺固定部に接合しかつこ
の浮体綱を幕体の下流側に配置してもよく、その浮体綱
が幕体の傾斜の調整に寄与する。また、幕体両上辺端部
の幅方向の内側への偏移を抑制するため、一端にアンカ
ーを接合した側綱を、幕体上辺両端に接合し、そのアン
カーを幕体延長線上１００ｍ以上離れかつ下流側へ数１
０ｍまでの海底に設置し、この側綱の、上辺両端から数
１０ｍのところに綱を介して浮体を連結してもよい。

【００１０】幕体の下長辺は、各アンカーの把駐力およ
び固定ブロックの重量により海底に押さえられ、幕体に
作用する流れに起因する水平力に勝る抵抗力を生じ、湧
昇施設の水平移動を抑制する。また、幕体に作用する下
方力は、上辺浮体の浮力あるいは下辺連結の浮体の浮力
を加えた浮力と釣り合うことになり、さらに、前記側綱
の長さの調整や幕体両端部の浮体の増設により、上辺の
偏移が抑制され、流れに直角に立つこの施設は、流れに
よりほぼ幕体全体が流速に応じて流れの下流側に３０度
程度まで傾斜し、海底付近の流を含め湧昇施設に当たる
流れを連続曲面をなす傾斜幕体に沿って上昇させること
になる。即ち湧昇施設１Ａは湧昇作用を行う。

【００１１】以上は流れが一方向の場合の実施例である
が、潮流のごとき往復流の場合の湧昇施設１Ｂは［図省
略］、海面に配置した縦略３０ｍ幅３００ｍの１ｍ四方
格子の固定用綱組の四コーナーに水深以上の長さの作業
綱を接合し、二つ折りしたこの綱組の長手中央折線と縦
１３０ｍ幅３００ｍの幕体の一長辺とを接合し、同時に
他長辺に上記のように浮体を連結した後、作業船等によ
り、すでに作業綱を接合してある二つ折りの綱組の下側
の折りを返しながら接合体全体特に固定用綱組を海底に
平面状に配置し、まず幕体を下流側に伸ばし上流側の固
定用綱組の綱に、次に下流側の綱に多数の前記固定ブロ
ックを積層、固定し、幕体の浮体綱の長さの調整により
接合体が逆Ｔ字形に形成され、構成設置される。なお、
上記同様に下辺固定部に浮体を連結して幕体の両面側に
配置してよく、また幕体延長線上略２００ｍに固定され
る側綱をほぼ上記のように付設してよい。この湧昇施設
１Ｂの場合、潮流の方向が逆転すれば、浮体がその方向
に流れ、幕体の傾斜方向が逆になり、同様の湧昇作用を
することになる。なお、流れが停止すれば、幕体の高さ
と浮体綱の長さの合計が水深より大きい上記の場合、幕
体が海底に多少弛んだ状態で、海面に浮状する浮体の下
に、ほぼ垂直に立つことになる。

【００１２】また、前記幕体を直接海底に固定せず、下
辺を２００ｍにも及ぶ綱を介し、重量アンカー６Ａによ
り固定する間接固定の浮状式海中湧昇施設１Ｃ［図３］
がある。この湧昇施設１Ｃの、上記海底固定式に類似す
る設置の概要は、水深以上の長さの浮体綱５Ａを介し
て、幕体４の上辺１６箇所に浮体５ａを連結し、浮体綱
５Ｂを介して下辺１６箇所に浮体５ｂを、上辺に付設し
た各リング８を通し幕体の下流側配置に連結し、さらに
数１０トンの重量アンカー６Ａを上記同様設置用バラン
ス浮体を伴って幕体下辺１６箇所に固定綱９を介して連
結し、バランス浮体と作業綱との接合及び作業綱の両端
の接合を着脱可能とし、幕体は重量アンカー６Ａ、バラ
ンス浮体とともに一旦海底に仮置きされた後、その浮体
は海面に浮上され、作業綱から外され、

【００１３】そして各アンカー６Ａは、作業綱を介して
作業船により、その仮置き位置を調整されてから作業綱
の輪接合が解かれアンカーから外された後、さらにその
アンカーは固定綱９および下辺接合の浮体綱５Ｂを介し
て下流側へ曳かれ、把駐力発現後定置され、そして幕体
上辺の浮体綱５Ａの長さを調整し、上辺を海面近く、下
辺の浮体綱５Ｂの長さを幕体の丈、縦寸と上辺浮体綱の
長さの合計程度にし、下辺を水深略１００ｍに定位して
幕体を浮状させるのである。下辺連結浮体の下流側片側
配置、間接固定のこの浮状式海中湧昇施設１Ｃの設置海
域は、流れの方向がほぼ定常な親潮流域の水深２００ｍ
に及ぶ陸棚、さらに２００ｍ以深の陸棚斜面も可能であ
る。もちろん、下辺連結浮体５Ｂを上下流側の両側配置
にすれば、往復潮流水域に適用できる。また下辺両端部
分の固定綱９は幕体の幅の外に固定し、また固定綱の数
を両端の２本まで減らしてもよく、また上辺両端から側
綱を上記のように付設してもよく、この側綱を両端の固
定綱の中間に接合してもよく、さらに下辺連結した浮体
の重量アンカー６Ａへの連結もよい。なお、幕体下辺や
重量アンカーへの浮体連結しない場合もある。

【００１４】これら湧昇施設１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、幕体
の縦寸法、浮力調整バルブ付きの浮体の浮力や上下辺接
合の浮体綱や固定綱の長さの調整により、流速に応じて
幕体上辺の水深と傾斜度を任意に設定でき、また補助浮
体複数を下辺連結浮体綱に接合配置し幕体傾斜度をほぼ
一定にし、また幕体中央部を下流側に湾曲状に設置し、
また幕体上辺を変形した四辺形以外の幕体として、湧昇
作用を改善をするのもよい。なお、幕体の直接間接の海
底固定方法として、あらかじめ複数の鉄製杭を作業船に
より海底に打ち込みまたはドリル掘削後打ち込み、この
杭に潜水作業ロボットで幕体または固定綱を接合するこ
ともよく、また一定長さの滑り止め鉄製突起複数を有す
る３ｍ×３ｍ×２ｍのコンクリート固定ブロックを幕体
長辺固定部の綱または固定綱に載置し、その上に突起な
しブロックを積層することもよい。さらに、両方向流れ
の海域では幕体を切妻屋根形、この屋根形の稜線に幕体
を接合し横断面を逆Ｙ字形に形成し、直接間接に海底に
設定してもよい。

【００１５】なお、上記湧昇施設の構成、寸法等は限定
されず、水深、流速、波浪、海底の状況等により、各構
成要素の数、寸法、形状、外形、材質、接合方法、補
強、構成、、設置方法等は、多様な変更、加除増減され
うる。例えば、綱に代えて帯材の使用、金属鎖やワイヤ
ーの使用もよい。また構成要素相互の接合、連結は細径
太径の綱を用い、締結、縫合、接着であり他の既存の方
法も適宜採用する。なお、湧昇施設の各種構成要素の数
は、特記の他は原則として一乃至複数とする。

【００１６】本発明の海中湧昇施設は、ブロック積層堰
堤や障壁式湧昇施設と異なり、設置後の流れに対する方
向修正、全体移設、撤去が容易であり、２００ｍ以深の
海域の設置も可能である。またブロック積層堰堤の稜線
に幕体を付設するのもよい。また、長短大小の本湧昇施
設の適宜組合せ、例えば施設二基を一方向の海流に向け
カギ型に接近配置し、このカギ型施設に一定間隔離し略
平行に順次下流方向へ分離拡大配置する施設群による魚
介類の好む弱海流静穏空間の形成もよい。この場合、幕
体の下辺部の面材を除去して流れを通過させてもよく、
これを上記湧昇施設に適用してもよく、また本湧昇施設
の「コンブ育成施設」（特願２００１−２４８３５３）
との併設でコンブの育成もよい。海中に建てた固定剛性
柱の間に幕体を渡し、幕体上辺に浮体を連結し、下辺を
直接間接に海底に固定する湧昇施設もよい。

【００１７】

【発明の効果】 上記の構成であり自然エネルギーを利
用する海中湧昇施設は、北海道、東北地方の親潮流域陸
棚、日本海沿岸以外の小湾口水域において栄養成分に富
む海底付近や一定水深の流れを自然に上昇移動させ、こ
の結果植物プランクトンが良好に成育し、それを餌とす
る魚介類の漁場が生成する。幕体の下流側に形成される
流れの消える静穏空間も漁場生成に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 流れのない静止状態の海底固定式海中湧昇施
設の概略斜視図

【図２】 単位幕体

【図３】 流れにおける作動中の浮状式海中湧昇施設の
概略斜視図 図中の矢印は流れの方向を示す

【符号の説明】

１Ａ海底固定式海中湧昇施設、１Ｃ浮状式海中湧昇施
設、２綱組、３単位幕体、３Ａ面材、４幕体、５、５
ａ、５ｂ浮体、５Ａ、５Ｂ浮体綱、６アンカー、６Ａ重
量アンカー、７コンクリート固定ブロック、８リング、
９固定綱、Ｘ海面、Ｙ海底

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 幕体４の上辺に複数の浮体５を直接また
   は間接に連結し、下辺部を直接または間接に海底に固定
   することを特徴とする海中湧昇施設。
2. 【請求項２】 請求項１の海中湧昇施設において、浮体
   ５ｂを間接に海底または幕体４の下辺に固定、連結する
   ことを特徴とする海中湧昇施設。