JP2005180110A - 河川の水流を利用した淀み防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】河川の岸から入り込んだ窪み部分の水の淀みを防止してこの水を浄化する。
【解決手段】一端部が河川１の水流の中に位置され、他端部が河川１の岸から入り込んだ窪み部分２の奥方に位置するように導水管３を配設するステップと、河川１の水流の動圧を利用して導水管３の一端部から河川１の水を導入し、この水を導水管３を通じて窪み部分２の奥方に送り込むステップと、を含む。
【選択図】 図１

Description

本発明は、河川の窪み部分や湖沼の深層部における水の淀みを河川の水流を利用して防止する方法に関するものである。

防波堤で囲まれた港湾の奥側部分の淀み水を浄化する港湾設備が提案されている。（例えば、特許文献１）。
この設備は、港湾を形成するための防波堤の突端に、外海側の波浪を消波して水流に変換させる消波透水孔と、この消波透水孔からの水流を受けて貯留する貯留空間と、この貯留空間と港湾の奥側の部分とを連通させる導水路とを有する。

この港湾設備によれば、海から陸地に向かう波浪が上記消波透水孔の中に導入され、その際、その波のエネルギが水流に変換される。この水流は上記貯留空間に流入して該貯留空間の水位が上昇させるので、導水路には、上昇した貯留空間の水位と港湾の奥側の部分の水位との差に基づく水流、つまり、貯留空間から港湾の奥側の部分に向かう水流１５が発生する。その結果、港湾の奥側の部分に港湾設備よりも外海側の水が導入されることになって、この部分における淀みの発生が防止され、この部分の浄化が行われる。
特開平１１−１０７２３５号公報

しかし、上記設備は、波浪のエネルギを利用するものであるので、この波浪エネルギの小さな河川やダム湖などに適用することができないという欠点がある。
本発明は、かかる状況に鑑み、河川の岸から入り込んだ窪み部分や湖沼の深層部における水の淀みを防止してこの水を浄化することができる淀み水浄化方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る第１の淀み防止方法は、一端部が河川の水流の中に位置され、他端部が前記河川の岸から入り込んだ窪み部分の奥方に位置するように導水管を配設するステップと、前記水流の動圧を利用して前記導水管の一端部から前記河川の水を導入し、この水を前記導水管を通じて前記窪み部分の奥方に送り込むステップと、を含むことを特徴としている。

前記導水管は、前記窪み部分における前記水流の上流側方向に偏位させて設けることが望ましい。また、浄化作用を高めるために、前記導水管内の水に気泡を注入するステップをさらに含むことができる。

本発明に係る第２の淀み防止方法は、一端部が河川の水流の中に位置され、他端部が前記河川の岸から入り込んだ窪み部分の奥方に位置するようにガイド板を配設して、該ガイド板と前記窪み部分の内側面とによって導水路を形成ステップと、前記水流の動圧を利用して前記ガイド板の一端部を介して前記導水路に前記河川の水を導入し、この水を前記導水路を通じて前記窪み部分の奥方に送り込むステップと、を含むことを特徴としている。

前記ガイド板は、前記窪み部分における前記水流の上流側方向に偏位させて設けることが望ましい。また、浄化作用を高めるために、前記導水路内の水に気泡を注入するステップをさらに含むことができる。

本発明に係る第３の淀み防止方法は、一端部が湖沼に通じる河川の水流の中に位置され、他端部が前記湖沼の深層部に位置するように導水管を配設するステップと、前記水流の動圧を利用して前記導水管の一端部から前記河川の水を導入し、この水を前記導水管を介して前記湖沼の深層部に送り込むステップと、を含むことを特徴としている。

この第３の淀み防止方法では、浄化作用を高めるために、前記導水管内の水に気泡を注入するステップをさらに含むことができる。

本発明によれば、実施の形態によれば、河川の流水の動圧を利用してこの流水を河川の窪み部分や湖沼の深層部に導くことができるので、ポンプ等の動力源を設けることなく上記河川の窪み部分や湖沼の深層部における水の淀みを防止して、この水を浄化することができる。

図１は、本発明に係る淀み防止方法の第１の実施の形態を示す概略図である。この図１において、河川１の岸から入り込んだ取水用水路２は、他の河川等に水を送り込むために設けたものである。この取水用水路２は、狭幅の窪み部分を形成し、しかも、通常はその奥方が閉じられた状態にあるので、その内部、とくにその奥方部の水に淀みを生じることになる。この第１の実施の形態は、上記取水用水路２内における水の淀みを防止するために適用されている。

この第１の実施の形態では、河川１の流水を取水用水路２の奥方に導入するために導水管３を使用している。導水管３は、一端部が河川１の水流の中に位置し、他端部が取水用水路２の奥方に位置するように、略水平に配設されている。また、導水管３は、取水用水路２の一方の側壁面１２ａ側に寄った部位、すなわち、河川１の流れ方向における上流側の側壁面１２ａに近接した部位に配設されている。もちろん、導水管３は、上記側壁面１２ａに接する形態で配設してもよく、また、水路２の中心軸線側に寄った部位に配設してもよい。
水流中に位置された導水管３の一端部は、水流方向とは逆の方向に、つまり、水流の上流側に向かって折り曲げられている。

この実施の形態においては、河川１の流水がその動圧によって導水管３の一端部から該導水管３内に流入する。導水管３内に流入した水は、該導水管３を介して取水用水路２の奥方に送り込まれた後、矢印で示すように、水路内の水と共に取水用水路２の入口側に向かい、再び、河川１中に流入する。

このように、この実施の形態によれば、河川１の流水を取水用水路２の奥方まで導くことができるので、この取水用水路２内における水の淀みの発生を防止して、その水を浄化することができる。しかも、河川１の流水の動圧を利用して取水用水路２内にこの流水を取り込むので、その取り込みのためにポンプ等の動力源を設ける必要がない。
なお、上記導水管３は、取水用水路２の深さ方向に複数本配列設置しても良い。この場合、導水管３の配列本数および配列間隔は、該導水管３の径、取水用水路２の深さ等を勘案して適宜設定される。

図２は、本発明に係る淀み防止方法の第２の実施の形態を示す概略図である。この第２の実施の形態では、河川１の水を取水用水路２の奥方まで導く手段としてガイド板５を使用している。

ガイド板５は、一端部５ａが河川１の水流の中に位置し他端部が取水用水路２の奥方に位置するように、かつ、河川１の流れ方向の上流側に位置した取水用水路２の一方の側壁面２ａから所定の距離Ｌだけ離れるように、取水用水路２の底部上に略垂直に配設されている。また、上記ガイド板５は、その上縁が河川１の水面以上の高さに位置されるようにその高さが設定され、かつ、河川１の水流中に位置されたその一端部５ａがその水流の下流側に向かうように湾曲されている。上記のように配設されたガイド板５は、取水用水路２の側壁面２ａと共に幅Ｌの導水路６を形成している。

上記ガイド板５の一端部５ａは、水流の上流側に向かうように湾曲しても良く、また、鎖線で示すように、湾曲させないないで水流中に突出させても良い。さらに、支軸５ｂを垂設して、上記一端部５ａをこの支軸５ｂによって回動自在に支持させ、河川１の流速に応じて該一端部５ａを手動もしくは自動で回動させるようにしても良い。なお、上記一端部５ａを自動で回動させる場合には、河川１の流速をセンサで検出し、上記一端部５ａがその検出した流速に適合する回動角（予め実験等により得ることができる）となるように回動用アクチュエータを制御する。

この第２の実施の形態においては、河川１の流水がその動圧とガイド板５のガイド作用とによって導水路６内に導入される。導水路６内に導入された水は、該導水路６を介して取水用水路２の奥方に送り込まれた後、矢印で示すように、水路内の水と共に取水用水路２の入口側に向かい、再び、河川１中に流入する。したがって、この第２の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様に、ポンプ等の動力源を使用することなく河川の流水を取水用水路２内に導入して、該取水用水路２内おける水の淀みを防止しかつその水を浄化することができる。
なお、この第２の実施の形態および前記第１の実施の形態は、取水用水路２とは異なる窪み部分、たとえば、河川における狭くて長い入江部分等の淀みを防止する手段としても有効である。

図３は、ダム湖７の深層部における水の淀みを防止するために適用された本発明に係る淀み防止方法の第３の実施の形態を示している。ダム湖７の上層部は、該ダム湖７に通じる河川８からの流水によってその淀みが防止される。しかし、ダム湖７の深層部は、河川８からの流水が直接流入しないために淀みを生じることになる。
そこで、この第３の実施の形態では、上記河川８の流水をダム湖７の深層部に導入するために導水管９を使用している。導水管９は、一端部が河川８の水流の中に位置し、他端部が上記ダム湖７の深層部に位置するように、傾斜した湖底に沿って配設されている。導水管９は、河川８の幅方向に複数本並列に配置しても良く、また、上下方向に多段配設しても良い。

この実施の形態においては、河川８の流水がその動圧によって導水管９の一端部から該導水管９内に流入する。導水管９内に導入された水は、この導水管９を介してダム湖７の深層部に連続的に送り込まれ、その結果、この深層水の淀みが防止されるとともにこの深層水が浄化される。

ところで、上記各実施の形態においては、取水用水路２内もしくはダム湖７の深層部の水の浄化を更に促進するために気泡発生装置１０を設けることができる。
図１、図２および図３の各実施の形態では、気泡発生装置１０で発生される気泡が導水管３の終端部（他端部）、導水路６の終端部および導水管９の始端部（一端部）にそれぞれ供給される。この結果、図１、図２の実施の形態では、取水用水路２内の水が気泡による曝気で浄化され、また図３の実施の形態では、ダム湖７の水が気泡による曝気で浄化されることになる。
なお、気泡の供給位置は上記の位置に限定されず、気泡発生装置１０の配設位置や気泡の供給効率等を勘案して適宜選定することができる。

図４は、上記気泡発生装置１０の一例を示す概略図であり、図５および図６は、それぞれ図４のＡ−ＡおよびＢ−Ｂ断面図である。この気泡発生装置は、円筒形の容器１１と、気泡発生器１２とを備えている。容器１１は、その後壁１１ｂの中央部に気体供給管１３が連接され、後壁１１ｂ側に寄った周面に液体供給管１４が連接されている。さらに容器１１は、その前壁１１ａの中央部に気液混合体導出口１５が設けられ、この気液混合体導出口１５に導出管１６が連結されている。

気泡発生器１２は、図６に示すように、上記導出管１６の径と同一の径を有する筒体１２ａと、該筒体１２ａ内に格子状に配した複数枚の板状部材１２ｂとを備え、導出管１６の途中に配設されている。
上記のような構成を有する気泡発生装置１０は、導出管１１の先端が前記導水管３（あるいは導水路６、導水管９）中に位置される。また、図示していないポンプによって汲み上げられる河川１（あるいは河川８）の流水が上記液体供給管１４を介して容器１１内に導入される。

容器１１内に導入された水は、上記ポンプによって加圧されているので、図２に示すように、該容器１１内で旋回流を形成する。この水の旋回流は、容器１１の軸線周辺に負圧を発生させるので、気体供給管１３を介して容器１１内に空気が吸い込まれる。この空気は、水と共に旋回しながら容器１１の前壁１１ａ側に進行するので、気液混合体導出口１５を介して導出管１６内に水と空気の混合体（以下、気液混合体という）が流入することになる。

導出管１６に流入した気液混合体の旋回流は、気泡発生器１２の各板状部材１２ｂによりその旋回が抑制されるので、強いせん断作用を受けてその内部に含まれた気体塊が分散される。この結果、気泡発生器１２では、大量の微細気泡が発生し、この気泡は導出管１６を通って前記導水管３（あるいは導水路６、導水管９）内の水中に放出される。なお、上記気泡発生装置１０は、上記のような構成に限定されない。

本発明に係る淀み防止方法の第１の実施の形態を示す概略図である。 本発明に係る淀み防止方法の第２の実施の形態を示す概略図である。 本発明に係る淀み防止方法の第３の実施の形態を示す概略図である。 気泡発生装置の一構成例を示す概略図である。 図４のＡ−Ａ断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１ 河川
２ 取水用水路
３ 導水管
５ ガイド板
６ 導水路
７ ダム湖
８ 河川
９ 導水管
１０ 気泡発生装置

Claims (8)

1. 一端部が河川の水流の中に位置され、他端部が前記河川の岸から入り込んだ窪み部分の奥方に位置するように導水管を配設するステップと、
   前記水流の動圧を利用して前記導水管の一端部から前記河川の水を導入し、この水を前記導水管を通じて前記窪み部分の奥方に送り込むステップと、
   を含むことを特徴とする河川の水流を利用した淀み防止方法。
2. 前記導水管は、前記窪み部分における前記水流の上流側方向に偏位されていることを特徴とする請求項１に記載の河川の水流を利用した淀み防止方法。
3. 前記導水管内の水に気泡を注入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の河川の水流を利用した淀み防止方法。
4. 一端部が河川の水流の中に位置され、他端部が前記河川の岸から入り込んだ窪み部分の奥方に位置するようにガイド板を配設して、該ガイド板と前記窪み部分の内側面とによって導水路を形成ステップと、
   前記水流の動圧を利用して前記ガイド板の一端部を介して前記導水路に前記河川の水を導入し、この水を前記導水路を通じて前記窪み部分の奥方に送り込むステップと、
   を含むことを特徴とする河川の水流を利用した淀み防止方法。
5. 前記ガイド板は、前記窪み部分における前記水流の上流側方向に偏位されていることを特徴とする請求項４に記載の河川の水流を利用した淀み防止方法。
6. 前記導水路内の水に気泡を注入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４または５に記載の河川の水流を利用した淀み防止方法。
7. 一端部が湖沼に通じる河川の水流の中に位置され、他端部が前記湖沼の深層部に位置するように導水管を配設するステップと、
   前記水流の動圧を利用して前記導水管の一端部から前記河川の水を導入し、この水を前記導水管を介して前記湖沼の深層部に送り込むステップと、
   を含むことを特徴とする河川の水流を利用した淀み防止方法。
8. 前記導水管内の水に気泡を注入するステップをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の河川の水流を利用した淀み防止方法。

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