JP2005350955A

JP2005350955A - 水路の護岸構造

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Publication number: JP2005350955A
Application number: JP2004172415A
Authority: JP
Inventors: Tadanobu Imai; 忠延今井
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-10
Filing date: 2004-06-10
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】水流による水路基礎地盤の浸食を防ぐと共に、生態系を保護して自然環境を維持し、しかも、軽量で扱い易く、比較的安価な水路の護岸構造を提供すること。
【解決手段】上下面が開口した多数の筒状セル６を、平面上に多数連続するよう並べて成る板体２を水路の底面及び／又は側面に敷設して、筒状セル６を区画する隔壁４を水路の底面及び／又は側面から立設すると共に、隔壁４の一部を水流Ａに対して略直交するよう設置し、隔壁４の厚みｔを３ｍｍ〜７ｍｍとし、隔壁４の高さｈを、水流Ａに対して略直交する隔壁４間の間隔ｌの０．５倍〜２．０倍とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、水路の護岸構造に関する。

河川等の水路では、流水による地盤の浸食を防ぐために、水路基礎地盤である水路の底面及び／又は側面を護岸材で被覆することが多い。通常、護岸材としてはコンクリートや石のように硬質の素材を用い、浸食作用に抵抗するようにしてある。
このように水路基礎地盤を硬質の護岸材で完全に被覆した水路は、通水断面の安定性を確保できる反面、土の面が護岸材で覆われてしまうため、生態系を狂わせて自然環境を損なう虞がある。
そこで、近年、自然環境を保全するための護岸構造が種々提案されている。

例えば、多数の孔を開けたコンクリート板を河川床に敷き、孔に板、人工玉石、水生植物等の上方突出物をを配置した後、土又は砂を充填し、さらにコンクリート板上に盛り土を施した河川構造が提案されている（特許文献１参照）。
上記河川構造では、コンクリート板の孔に上方突出物を配置して固定し、さらに盛り土を施してあるので、施工が非常に面倒でコストが高く付き、孔間の厚みが非常に分厚いため、重くて敷設に多大な労力が必要である。しかも、コンクリート板自体は、空隙率が低いので、盛り土をせずに河川床に露出して敷設すると、通常の護岸構造と同様に生態系を崩す心配がある。

また、底部及び側面に複数の貫通孔を設けた断面Ｕ字状のブロックを、浅い溝の内部に端部を突き合わせて敷設し、貫通孔に水生植物を植えたものが知られている（特許文献２参照）。
しかし、このものは、水面下に敷設して水路基礎地盤を保護するものではなく、水深に比較して非常に高い隔壁を水中に突出してあるので、一般的な河川や水路には適用することができず、また、水面から露出して乾燥した部分が両生類にとって好ましくなく、両生類の移動経路を分断する虞がある。

さらに、コンクリート製の基礎ブロックを格子状に結合し、その上面に石材を固設し、基礎ブロック間の空隙に土砂、石等を充填して、植物や生物の生息域とした河川用敷石ブロックが公知である（特許文献３参照）。
このような敷石ブロックは、構造が複雑で製造加工及び敷設作業が面倒であり、コンクリート素材であるため格子壁を薄くできず、重くて施工しにくく、コストが高く付くという欠点がある。
また、石を充填材として用いると共に、基礎ブロック上に固設してあるため、千葉県の沖積平野のように天然玉石を産出しない地域では、非常に高価であり、又、安価な割栗石等は鋭利な表面形状が魚類の生息に好ましくないとされる上、地域に存在しない材料で水路基礎地盤を覆ってしまうことは、自然環境の保全という視点から問題が多い。

特開平１０−２１２７１４号公報特開平９−１５８１５３号公報特開平１１−１１７２５８号公報

本発明が解決しようとする課題は、水流による水路の底面及び／又は側面の浸食を防ぐと共に、生態系を保護して自然環境を維持し、しかも、軽量で扱い易く、比較的安価な水路の護岸構造を提供することにある。

本発明の水路の護岸構造は、上下面が開口した多数の筒状セルを、平面上に多数連続するよう並べて成る板体を水路の底面及び／又は側面に敷設して、前記筒状セルを区画する隔壁を水路の底面及び／又は側面から立設すると共に、該隔壁の一部を水流に対して略直交するよう設置し、前記隔壁の厚みを３ｍｍ〜７ｍｍとし、前記隔壁の高さを、水流に対して略直交する前記隔壁間の距離の０．５倍〜２．０倍としてある。
以下の構成を採用することがある。
前記板体と水路の底面及び／又は側面との間に多孔質シートを介在した構成。
前記隔壁を前記水路の底面及び／又は側面に対して略直交するよう立設した構成。
水流に対して略直交する前記隔壁を前記水路の底面及び／又は側面から下流方向へ傾斜するよう立設した構成。
前記板体の素材を、合成樹脂、繊維補強合成樹脂、生分解性樹脂又は金属とした構成。

請求項１に係る発明によれば、水流に対して略直交する隔壁が水流を抑制するので、水路の底面及び／又は側面が水流によって浸食されるのを防ぐことができ、魚類の遡上を助けてその繁殖を促すと共に、筒状セル内へ砂が堆積・浸食を繰り返すことにより、自然河川の新陳代謝に類似した機能を果たす。
また、板体自体の構造が簡単であるばかりか、板体を水路の底面及び／又は側面に敷設するだけで構築できるため、コストが低廉で済む。
さらに、隔壁が薄いので空隙率が高く、このため、使用材料が少なくて済むと共に、軽くて施工しやすく、水路の底面及び／又は側面の変形に対応して簡単に補修することが可能であり、しかも、水路の底面及び／又は側面が広く露出して生態系を崩す虞がなく、筒状セルの内部が底生生物の住処となって自然環境の回復維持を促進する。
また、隔壁の高さを水流に対して略直交する隔壁間の距離の０．５倍〜２．０倍としたので、水流抑制効果と生態系保全効果とを両立させることができる。

請求項２に係る発明によれば、水路の底面及び／又は側面の土砂吸出しによる浸食をいっそう確実に防ぐことができ、多孔質シートに種子を含ませて、植生の遷移を促すことも可能である。
請求項３に係る発明によれば、比較的簡単に板体を製造することができる。
請求項４に係る発明によれば、板体の製造が難しくなるが、乱流が発生しにくくて水理上有利である。
請求項５に係る発明によれば、隔壁が薄い板体を製造しやすく、強靱で軽く、コンクリートのように水生生物に悪影響を与える成分が溶出する心配がない。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１乃至図５は、水平な底面の両側に傾斜した側面を設けたライニング水路の護岸構造である実施例１を示す。
図１及び図２に示すように、水路基礎地盤１である水路の底面及び両側面に、護岸材となる板体２を連続して敷設する。板体２は、異形鉄筋等を折り曲げて成るアンカー部材３で水路基礎地盤１に固定される。

ライニング水路の断面は、基礎地盤の沈下や隆起によって変位することがあるため、板体２は、高密度ポリエチレン等のやや可撓性を有する合成樹脂を素材とすることが望ましい。
また、板体２は、縦横辺の長さがそれぞれ約１ｍの矩形に形成され、図４及び図５に示すように、４枚の隔壁４で囲まれて上下面が開口した平面視四角形の多数の筒状セル６を、平面上に多数連続するよう並べて成る。隔壁４は、板体２が含まれる平面に対して直交しており、このため、板体２を水路基礎地盤１に敷設すると、隔壁４は水路基礎地盤１に対してほぼ直交するよう立設されることになる。
また、板体２は、図３に示すように、対向する一対の隔壁４が水流Ａに対して略直交するよう配置される。

なお、隔壁４の高さｈを２０ｍｍ〜２００ｍｍとし、隔壁４の厚みｔを３ｍｍ〜７ｍｍ、望ましくは５ｍｍ程度とする。
隔壁４の高さｈは、水路断面の大きさに比例して、上記範囲内で変化させる。即ち、隔壁４の高さｈが２０ｍｍの板体２は幅３０ｃｍ程度の小水路に用い、隔壁４の高さｈが２００ｍｍの板体２は比較的大きい河川に用いる。
水路断面の大きさに対して隔壁４の高さｈが極端に高く、例えば、幅３０ｃｍの水路に対して隔壁４の高さｈを１０ｃｍにもすると、使用材料が無駄に増えてコストが高く付き、重量が増して取り扱い難くなるばかりか、深い穴を好む泥鰌やざりがにばかりが生息するなどのように、生物相のバランスを壊す心配がある。

一方、護岸の目的は流水によって水路基礎地盤１が浸食されるのを防ぐことなので、筒状セル６内に砂が堆積して板体２が埋没しても、浸食を防ぐという点からは問題が無く、筒状セル内６に堆積した砂は柔らかいので生物が繁殖しやすい。
このため、隔壁４の高さｈは、軽量化という観点からできるだけ低い方が望ましいが、隔壁４の高さｈが２０ｍｍよりも低かったり、水路断面の大きさに比して極端に低いと、板体２を敷設した当初、或いは、洪水等によって板体２が露出した時に、十分な水流抑制効果が期待できない。

また、隔壁４の厚みｔが、３ｍｍよりも薄いと強度が不足し、又、親水性からみて危険であり、７ｍｍよりも厚いと、板体２が重くなり、空隙率が小さくなって生態系保全効果が十分に発揮できない。
なお、隔壁４の高さｈが一定であれば、水流Ａに対して略直交する隔壁４間の距離ｌが小さいほど隔壁４の厚みｔを薄くすることができる。
これは、隔壁４の高さを変えずに隔壁４間の距離ｌを狭くすると、板体２の空間当たりの材料密度が増すので、板体２の必要強度が一定ならば、隔壁４の厚みｔを薄くすることが可能なためである。

ところで、水流Ａの抑制効果Ｐと、隔壁４の高さｈ、隔壁４の厚みｔ、及び、水流Ａに対して略直交する隔壁４間の距離ｌとの間には、次式のような関係が成り立つ。
Ｐ＝ｈ／ｌ＋ｋ（ｋはｔによる護岸効果）
しかし、本発明の護岸構造に用いる板体２は、隔壁４の厚みｔが薄く、平面的に見て隔壁４の面積が占める割合は小さいので、次の式を適用することができる。
Ｐ＝ｈ／ｌ

これは、水流Ａに対して略直交する隔壁４間の距離ｌが一定ならば、隔壁４の高さｈを高くするほど、筒状セル６の開口部から流入した水流が水路基礎地盤１に達するまでの距離が長くなって、水流のエネルギー損失が大きくなり、水流抑制効果が高まることを意味する。
また、隔壁４の高さｈが一定ならば、隔壁４間の距離ｌが小さくなるほど、単位面積或いは単位距離あたりの、水流抑制効果を担う隔壁４の密度が高まって、水流抑制効果が大きくなることを意味している。

そして、Ｐが大きいほど水流抑制効果が高いが、生態系保全効果は低下し、Ｐが小さいほど生態系にとって好ましいが、水流抑制効果が落ちる。
生態系保全と水流抑制の両立を考えると、Ｐ＝１とするのが望ましく、Ｐ＝０．５〜２．０程度とするのが現実的である。
即ち、隔壁４の高さｈは、水流Ａに対して略直交する隔壁４間の距離ｌの０．５倍〜２．０倍とし、隔壁４の高さｈが２０ｍｍ〜２００ｍｍなので、隔壁４間の距離ｌは１０ｍｍ〜４００ｍｍとする。

結局、隔壁４間の距離ｌも、水路断面の大きさに応じて変化し、水路が小さければ隔壁４の高さｈ及び距離ｌが小さくなり、水路が大きければ隔壁４の高さｈ及び距離ｌが大きくなる。
このようにすると、植物の繁茂による板体２の浮き上がり等の悪影響を回避しやすいだけでなく、水路の大きさによる生息生物の大きさの違いに柔軟に対応することができる。
また、隔壁４の厚みｔは、水流Ａに直交する隔壁４間の距離ｌに対応して上記範囲内で増減させ、距離ｌが広ければ大きく、距離ｌが狭ければ小さくする。

図６及び図７は、実施例２を示す。
板体２は、平行な一対の隔壁５と、これに交差する隔壁５’とで囲まれた断面六角形の筒状セル６を平面上に連続して並べてハニカム状に形成される。
この板体２は、平行な一対の隔壁５が水流Ａに対して略直交するよう、水路基礎地盤１上に配置される。隔壁５，５’の寸法及び隔壁５間の間隔は、実施例１の隔壁４と同じである。
その他の構成は、実施例１とほぼ同様である。

図８及び図９は、水平な底面の両側から側面がほぼ垂直に起立した擁壁型水路の護岸構造である実施例３を示す。
水路基礎地盤１である水路の側面には、土圧に対向するために、Ｈ型鋼や組立柵渠用のアームより成る柵杭７を立設する。柵杭７は、約１５０ｃｍ間隔で設置し、その間に板体２をはめ込んで、水路基礎地盤１に板体２を敷設する。
板体２は、背後から土圧が加わるので、強度の高い繊維補強合成樹脂や、アルミニウム、鋼等の金属を素材とするのが望ましい。なお、素材として錆の発生する金属を用いる場合には、長期使用に耐えるように、材厚に腐蝕代を見込んでおく。
なお、必要であれば、水路の底面にも板体２を敷設することができる。
板体２の構造及び設置方向は、実施例１又は実施例２とほぼ同様である。

図１０は、実施例４を示す。
板体２の背後において、柵杭７の間にヤシ繊維を用いた繊維マット等の多孔質シート８をはめ込み、水路基礎地盤１と板体２との間に多孔質シート８を介在してある。これにより、水流による土砂の吸い出しをいっそう確実に防ぐことができる。
また、多孔質シート８に水生植物の種子を含ませておき、植生を積極的に遷移したり、繁茂を促進することができる。
その他の構成は、実施例３とほぼ同様である。

なお、四角形の筒状セル６を囲む隔壁４の内の平行な一対の隔壁４、又は、六角形の筒状セル６を区画する平行な一対の隔壁５を、板体２の厚み方向に対して傾斜させ、板体２を水路基礎地盤１に敷設する際に、傾斜した隔壁４，５が水流Ａに対して略直交するよう、且つ、この隔壁４，５が水路基礎地盤１から下流側へ傾斜して起立するよう配置することもできる。
このような板体２は加工が難しいが、水流Ａに直交する隔壁４，５が下流方向へなびくよう傾斜しているので、乱流が発生しにくい。

また、水路は、水平な底面を有さない、断面略Ｖ字状の水路であっても良い。この場合、実施例１と同様にして、やや可撓性のある板体を水路基礎地盤に敷設するのが望ましい。
勿論、ライニング水路であっても、実施例４と同様に、水路基礎地盤と板体との間に、多孔質シートを介在することができる。
さらに、板体を構成する筒状セルは、四角形、六角形以外の平面形状、例えば三角形としても良い。
また、板体の素材を生分解性樹脂とすれば、水草が繁茂して水路基礎地盤が強固に固定された後で消滅するので、浸食は防止され、自然環境に与える影響が最低限で済む。

実施例１を示す水路の護岸構造の斜視図。図１のａ−ａ断面図。実施例１を示す水路の護岸構造の拡大断面図。実施例１に係る板体の平面図。実施例１に係る板体の要部拡大斜視図。実施例２に係る板体の平面図。実施例２に係る板体の斜視図。実施例３を示す水路の護岸構造の斜視図。図８のｂ−ｂ断面図。実施例４を示す水路の護岸構造の断面図。

符号の説明

１水路基礎地盤
２板体
３アンカー部材
４，５，５’ 隔壁
６筒状セル
７柵杭
８多孔質シート

Claims

上下面が開口した多数の筒状セルを、平面上に多数連続するよう並べて成る板体を水路の底面及び／又は側面に敷設して、前記筒状セルを区画する隔壁を水路の底面及び／又は側面から立設すると共に、該隔壁の一部を水流に対して略直交するよう設置し、前記隔壁の厚みを３ｍｍ〜７ｍｍとし、隔壁の高さを、水流に対して略直交する前記隔壁間の距離の０．５倍〜２．０倍としたことを特徴とする水路の護岸構造。
前記板体と水路の底面及び／又は側面との間に多孔質シートを介在した請求項１に記載の水路の護岸構造。
前記隔壁が前記水路の底面及び／又は側面に対して略直交するよう立設された請求項１又は２に記載の水路の護岸構造。
水流に対して略直交する前記隔壁が前記水路の底面及び／又は側面から下流方向へ傾斜するよう立設された請求項１又は２に記載の水路の護岸構造。
前記板体は、合成樹脂、繊維補強合成樹脂、生分解性樹脂又は金属を素材とする請求項１乃至４のいずれかに記載の水路の護岸構造。