JP2005194785A - ダムに堆積した土砂を排出するためのシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 貯水池の中流域から上流域に多く堆積する比較的粒径の大きな土砂を排出するためのシステムを提供することである。
【解決手段】 ダムに堆積した土砂を排出するためのシステム（１０）は、ダム（１２）の貯砂区域（１４）の上流付近に配置され、貯砂区域に流れる流量を制御するための流量制御専用ダム（１６）と、流量制御専用ダムの流量制御用ゲート（１６ａ）からダムの排砂ゲート（１２ａ）の呑口まで延びた流砂用通路（１８）とを備え、流量制御用ゲートを制御することにより土砂移動に要する流量を流砂用通路に流し、貯砂区域に堆積した土砂を排出するように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ダムに堆積した土砂を排出するためのシステムに関する。

ダムにおける堆砂対策は、ダムの管理運用上重要な問題であり、数多くの提案がなされている。従来のダムの堆砂対策についての提案は、貯水池内の浚渫法や土砂バイパス等の排砂構造・排砂方法に関するものが大半である。また、堆砂対策として、ダムの排砂ゲートを長時間開けておき（換言すると、貯水位を下げておき）、徐々に排砂させる方法も考えられる。さらに、近年、ダムに土砂バイパスを設け、出水期に土砂バイパスにより排砂している例（例えば、天竜川の美和ダム、小渋ダム等）も見受けられる。

しかしながら、浚渫法には多額の費用を要するという不都合があり、排砂構造・排砂方法には、排砂効果の範囲がダムの直上流に限定されるという弊害がある。また、排砂ゲートを開ける方法では、洪水時に堆積した土砂（特に、上流側の土砂）は、常時においては流量が小さいので、表流水の掃流力が小さく、排砂効率が悪く、また、ゲートの長時間の開放は、ダム貯水池の運用に支障が生ずるという不都合がある。さらに、土砂バイパスを用する方法には、出水期に限定される、出水期は管理体制上繁忙期にあり負担がかかる、出水量が不足する場合も予想される、等の課題がある。このように、貯水池の中流域から上流域に多く堆積する比較的粒径の大きな土砂に対して、有効な対策が見当たらないのが現状である。

したがって、本発明は、貯水池の中流域から上流域に多く堆積する比較的粒径の大きな土砂を排出するためのシステムを提供することを目的としている。

本願請求項１に記載のダムに堆積した土砂を排出するためのシステムは、前記ダムの貯砂区域の上流付近に配置され、貯砂区域に流れる流量を制御するための流量制御専用ダムと、前記流量制御専用ダムの流量制御用ゲートから前記ダムの排砂ゲートの呑口まで延びた流砂用通路とを備え、前記流量制御用ゲートを制御することにより土砂移動に要する流量を前記流砂用通路に流し、前記貯砂区域に堆積した土砂を排出するように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の貯砂ダムを有するダムに堆積した土砂を排出するためのシステムは、前記貯砂ダムの貯砂区域の上流付近に配置され、貯砂区域に流れる流量を制御するための流量制御専用ダムと、前記流量制御専用ダムの流量制御ゲートから前記貯砂ダムの排砂ゲートまで延びた流砂用通路とを備え、前記流量制御用ゲートを制御することにより土砂移動に要する流量を前記流砂用通路に流し、前記貯砂区域に堆積した土砂を排砂ゲートを介して流砂バイパスに排出するように構成されていること特徴とするものである。

本願請求項３に記載のダムに堆積した土砂を排出するためのシステムは、前記請求項１又は２のシステムにおいて、前記流砂用通路の河床の流路方向に沿って凹凸が設けられていることを特徴とするものである。

本発明によれば、貯水池の中流域から上流域に堆積する比較的粒径の大きな土砂を効率的に排出することができる。また、流砂用通路に凹凸を設けることにより、土砂の排出を一層効果的に行うことができる。請求項１に記載のシステムは、ダム貯水池の水位を一時的に低下させることができる場合に、特に効果的である。請求項２に記載のシステムは、貯砂ダムを有する場合に適用される。

次に図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態に係るダムに堆積した土砂を排出するためのシステムについて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係るダムに堆積した土砂を排出するためのシステムを示した概略図である。図１（ａ）及び（ｂ）において全体として参照符号１０で示される本発明の第１の実施の形態に係るダムに堆積した土砂を排出するためのシステムは、ダム１２の貯砂区域１４の上流付近に配置され、貯砂区域１４に流れる流量を制御するための流量制御専用ダム１６と、流量制御専用ダム１６の流量制御用ゲート１６ａからダム１２の排砂ゲート１２ａの呑口まで延びた流砂用通路１８とを備えている。

システム１０では、流量制御専用ダム１６の流量制御用ゲート１６ａを制御することにより土砂移動に要する適当な流量を流砂用通路１８に流し、貯砂区域１４に堆積した土砂を排出する。なお、ダム１２の排砂ゲート１２ａから放流して貯水位を低下させると、流下場所が流砂用通路１８に限定され、粗度係数も小さいため、土砂を押す力である掃流力が増加し、土砂の移動効率が高められる。したがって、システム１０は、ダム貯水池の水位を一時的に低下させることができるダムにおいて、特に効果的である。

図２は、本発明の第２の実施の形態に係るダムに堆積した土砂を排出するためのシステムを示した概略図である。図２（ａ）及び（ｂ）において全体として参照符号２０で示される本発明の第２の実施の形態に係るダムに堆積した土砂を排出するためのシステムは、貯砂ダム２２の貯砂区域２４の上流付近に配置され、貯砂区域２４に流れる流量を制御するための流量制御専用ダム２６と、流量制御専用ダム２６の流量制御ゲート２６ａから貯砂ダム２２の排砂ゲート２２ａまで延びた流砂用通路２８とを備えている。

システム２０では、流量制御専用ダム２６の流量制御用ゲート２６ａを制御することにより土砂移動に要する適当な流量を流砂用通路２８に流し、貯砂区域２４に堆積した土砂を排砂ゲート２２ａを介して流砂バイパス３０に排出する。システム２０は、貯砂ダムを有するダムに適用される。

図３は、流量制御専用ダム１６、２６の概念図である。流量制御用ゲート１６ａ、２６ａは、常時においては全開にし、貯砂しない構造とするのが好ましい。また、流量制御用ゲート１６ａ、２６ａは、完全な水密性を必要としない。流量制御専用ダム１６、２６は、排砂時に流量を調節しながら流量制御用ゲート１６ａ、２６ａを閉鎖し、貯水した後に流量制御用ゲート１６ａ、２６ａを開放し、必要量放流する。このようにして、貯水と放流を数回繰り返し、ダムの堆積土砂を排砂する。なお、流量制御専用ダム１６、２６の幅は、河道幅程度にするのが好ましい。

流砂用通路１８、２８は、図４に示されるように、河床の流路方向に沿って凹凸を設けた断面形状とするのが好ましい。これは、断面に凹凸を設けると、流砂用通路１８、２８の底面付近に間隙が生じ、間隙を河水が流下することにより、表面の流下水と相まって掃流力が増大し、粒径が比較的大きな土砂の移動が促進されるからである。また、断面に凹凸を設けることにより、堆積土砂が密実な状態であっても、流砂用通路１８、２８の底面の凹部に流水が集中するため、凹凸のない水路と比較して、土砂の移動効率が高まると予測されるからである。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

本発明の第１の実施の形態に係るダムに堆積した土砂を排出するためのシステムを示した図である。 本発明の第２の実施の形態に係るダムに堆積した土砂を排出するためのシステムを示した図である。 流量制御専用ダムの概念図である。 流砂用通路の好ましい断面形状を示した図である。

符号の説明

１０、２０ ダムに堆積した土砂を排出するためのシステム
１２ ダム
２２ 貯砂ダム
１４、２４ 貯砂区域
１６、２６ 流量制御専用ダム
１６ａ、２６ａ 流量制御用ゲート
１８、２８ 流砂用通路
３０ 流砂バイパス

Claims (3)

1. ダムに堆積した土砂を排出するためのシステムであって、
   前記ダムの貯砂区域の上流付近に配置され、貯砂区域に流れる流量を制御するための流量制御専用ダムと、前記流量制御専用ダムの流量制御用ゲートから前記ダムの排砂ゲートの呑口まで延びた流砂用通路とを備え、
   前記流量制御用ゲートを制御することにより土砂移動に要する流量を前記流砂用通路に流し、前記貯砂区域に堆積した土砂を排出するように構成されていることを特徴とするシステム。
2. 貯砂ダムを有するダムに堆積した土砂を排出するためのシステムであって、
   前記貯砂ダムの貯砂区域の上流付近に配置され、貯砂区域に流れる流量を制御するための流量制御専用ダムと、前記流量制御専用ダムの流量制御ゲートから前記貯砂ダムの排砂ゲートまで延びた流砂用通路とを備え、
   前記流量制御用ゲートを制御することにより土砂移動に要する流量を前記流砂用通路に流し、前記貯砂区域に堆積した土砂を排砂ゲートを介して流砂バイパスに排出するように構成されていること特徴とするシステム。
3. 前記流砂用通路の河床の流路方向に沿って凹凸が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシステム。

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