JP2008038373A - ダム湖用汚濁防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ダム湖の水位や流入する水温にかかわらず、貯留水の濁りの発生を抑えることができ、かつ上層取水および下層取水をスムーズに行えるダム湖用汚濁防止装置を提供する。
【解決手段】水面に浮かべた状態で設置するメインフロート４を、浮沈式フロート５と固定式フロート６とで構成し、ウエイトチェーン３を下端部に取り付けた汚濁防止膜２を、ウエイトチェーン３が着底した状態になるようにメインフロート４に吊設する。そして、汚濁防止膜２のメインフロート４とウエイトチェーン３とのあいだに、ウエイトチェーン３を水底から浮上させることができる浮沈式サブフロート１０を設ける。なおかつ、汚濁防止膜２の水深方向において、浮沈式サブフロート１０とウエイトチェーン３との間隔を、メインフロート４と浮沈式サブフロート１０との間隔の半分以上に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は人工湖、貯水池とも呼ばれるダム湖に設置し、上流側からの濁水の流入を防いで貯留水の濁りを防止するダム湖用汚濁防止装置に関する。

ダム湖では、特に春から秋にかけて、貯留水の上層に温かい水の層が形成される一方、下層には冷たい水の層が形成され、上層と下層とで水が混合しにくくなる水温成層と呼ばれる現象が起こることがある。水温成層が形成されると、上流の河川から流入する水が温かい場合は上層に流れ込み、冷たい場合は下層に流れ込む。

またダム湖では、下流の河川の自然環境や農作物などへの悪影響を避けるため、上層または下層の水を選択的に取水することが行われている。例えば、低温の水を放流すれば下流の河川に生息している動物の生育や農作物の発育に障害を起こすおそれがある場合には、上層取水を行って温かい水を放流する。また、プランクトンの発生等により上層の水を放流できない場合等は、下層取水を行って貯留水の下層の水を放流する。

ダム湖には、上流の河川からの濁水の流入を防止し貯留水の濁りを防ぐため、汚濁防止膜をカーテン状に備えた濁防止装置を設置する場合がある。この汚濁防止装置は、一般的に、空気を内部に充填し水面上に浮かべた状態で設置するチューブ状の浮沈式フロートに、透水性を有する汚濁防止膜を吊設した構成となっており、浮沈式フロートの両端部をそれぞれ、ダム湖の左右各岸に設置したアンカーに係留ロープで連結することによって係留している。

このように設置した汚濁防止装置によって、上流の河川から流入する濁水を汚濁防止膜で堰き止めて、濁水を汚濁防止膜の上流側で滞留させているあいだに砂や泥などを沈殿させて清水と分離し、この清水を汚濁防止膜を通過させて下流側に流している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１２０５８２号公報（第３、４頁及び第３図）

しかしながら、上記汚濁防止装置は、汚濁防止膜の水深方向の長さが設置する場所の水深よりも短く設定されており、ダム湖の水位が低下すれば、浮沈式フロートを水面に浮かべた状態での汚濁防止膜の下端と水底との間隔が狭くなる。

そうすると、上流の河川から水温の低い清水が流入しているような場合には、その流入を妨げることになるため、貯留水に対流が起こって濁りを発生させる原因となる。また、下層に流入する冷たい清水を下層取水によって放流する場合にも、流入水を取水口にスムーズに導くことができなくなる。

そこで本発明は、ダム湖の水位や流入水の水温にかかわらず、貯留水の濁りの発生を抑えることができ、かつ上層取水および下層取水をスムーズに行えるダム湖用汚濁防止装置の提供を目的とする。

上記の課題を解決するため請求項１記載のダム湖用汚濁防止装置は、少なくとも一部が浮沈式で構成されているメインフロートの下部に、重錘が下端部に取り付けられている汚濁防止膜が吊設されており、前記メインフロートを水面に浮かべて設置し、前記汚濁防止膜によって上流側からの濁水の流入を防止するダム湖用汚濁防止装置であって、前記汚濁防止膜は前記重錘を着底させた状態で吊設し、前記汚濁防止膜の前記メインフロートと前記重錘とのあいだに、前記重錘を水底から浮上させることができる、浮力調節可能な浮沈式サブフロートを幅方向に沿って設け、前記汚濁防止膜の水深方向において、前記浮沈式サブフロートと前記重錘との間隔を、前記メインフロートと前記浮沈式サブフロートとの間隔の半分以上に設定することを特徴としている。

この請求項１記載のダム湖用汚濁防止装置によれば、前記メインフロートを沈下させることによって、水面と前記メインフロートとのあいだを開放することができ、また、前記浮沈式サブフロートを浮上させて前記重錘を前記水底から浮かせ、前記汚濁防止膜と前記水底とのあいだを開放することができる。これにより、流入する水の状態に応じて、下流側の貯留水の上層または下層に選択的に流入させることができる。

しかも水位が低下した場合、前記浮沈式サブフロートを浮上させた際に前記メインフロートと前記浮沈式サブフロロートとのあいだに生じる前記汚濁防止膜の弛みは、前記浮沈式サブフロートと前記重錘との間隔が、前記メインフロートと前記浮沈式サブフロートとの間隔の半分以上に設定されているため、前記重錘の下側に垂れ下がることがない。したがって、水位が低下していても、前記汚濁防止膜の下側を通過する水の流れを阻害することがない。

請求項２のダム湖用汚濁防止装置は、汚濁防止膜に、浮力体を内部に収納した固定式サブフロートが幅方向に沿って設け、同固定式サブフロートを前記重錘との間隔が前記メインフロートとの間隔の半分以上になる位置に配置し、前記浮力体に、前記重錘を着底させた状態で前記固定式サブフロートより下側の前記汚濁防止膜を弛みなく吊り下げた状態に保持可能な浮力を具備させることを特徴としている。

この請求項２のダム湖用汚濁防止装置によれば、水位が低下した場合の前記汚濁防止膜の弛みが、前記固定式サブフロートの上側に生じるようになり、前記弛みは、前記固定式フロートを前記重錘との間隔が前記メインフロートとの間隔の半分以上になる位置に配置しているため、弛んだ前記汚濁防止膜が前記水底と接触することを防止できる。

請求項３のダム湖用汚濁防止装置は、メインフロートの一部を浮沈式で構成し、浮沈式サブフロートを、前記メインフロートの浮沈式で構成されている部分の下方に位置するように設けること特徴としている。

この請求項３のダム湖用汚濁防止装置によれば、流入水の流通を上層側と下層側とで切り替えを行う際に生じる水の対流を抑えることができる。

請求項４のダム湖用汚濁防止装置は、汚濁防止膜の下端部を、水底に設置したアンカーに、係留索で係留することを特徴としている。

この請求項４記載のダム湖用汚濁防止装置によれば、前記汚濁防止膜が水流で押し流されないようにすることができる。

請求項５のダム湖用汚濁防止装置は、係留索の長さを、前記浮沈式サブフロートを浮上させた際に、前記汚濁防止膜と前記水底とのあいだが、ダム湖下層部の深さに相当する間隔に開放されるように設定することを特徴としている。

この請求項５のダム湖用汚濁防止装置によれば、前記浮沈式サブフロートを浮上させた際に上がりすぎることがないため、前記浮沈式サブフロートの浮力を調整する必要がなくなる。

本発明のダム湖用汚濁防止装置は以下のような効果を備えている。

請求項１のダム湖用汚濁防止装置は、ダム湖の貯留水の水位が低下した場合でも、適切な上層取水または下層取水が行えるので、放流水の水質保全をより効果的に行え、下流側河川の水質および自然環境の保全を促進することができる。

請求項２のダム湖用汚濁防止装置は、水位が低下することによって弛んだ汚濁防止膜が水底に接触して破損することがなくなり、汚濁防止膜の寿命を延ばすことができる。

請求項３のダム湖用汚濁防止装置は、水の対流による貯留水の濁りを抑えることができる。

請求項４のダム湖用汚濁防止装置は、汚濁防止膜の水流の影響を抑えることができるので、水を上流側から下流側に安定して流入させることができる。

請求項５のダム湖用汚濁防止装置は、浮沈式サブフロートの浮力を細かく調節することが不要になり、扱い易くなる。

以下に、本発明にかかるダム湖用汚濁防止装置の実施形態について、図面１〜１０を参照しつつ説明する。

図１は、ダム湖用汚濁防止装置１の正面図である。ダム湖用汚濁防止装置１は、防水布で形成され水深方向の長さが約３０ｍの汚濁防止膜２の下端部に、ウエイトチェーン３が全幅にわたって取り付けられている。

メインフロート４は、浮沈式フロート５の両側にそれぞれ固定式フロート６を配置した構成になっており、浮沈式フロート５と固定式フロート６とを長手方向の端部どうしで連結して一本に繋げている。

図２（図１のＡ部拡大図）に示すように、各固定式フロート６の内部には、円柱状の発泡スチロール７が長手方向を横に向けて複数個収納されている。一方、浮沈式フロート５は、帆布入りのゴムシートをチューブ状に形成し内部に気密性を持たせたもので、一端に内部に連通し空気の供給および排気を行うための給排気口８が設けられている。

汚濁防止膜２は、各固定式フロート６と浮沈式フロート５との連結部分で、幅方向に分割された三枚の膜体９からなり、各フロートに吊設されている膜体９を側端部どうしで連結するとともに、各膜体９のウエイトチェーン３を連結することによって一枚の汚濁防止膜２にしたものである。

浮沈式フロート５に吊設されている膜体９には、浮沈式フロート５とウエイトチェーン３とのあいだに、浮沈式サブフロート１０が、浮沈式フロート５と平行に、かつ膜体９の全幅にわたり設けられている。この浮沈式サブフロート１０は、図３（図１のＢ部拡大図）に示すように、浮沈式フロート５と同様に、帆布入りのゴムシートを内部に気密性を持たせてチューブに形成したもので、一端に給排気口１１が設けられている。

この浮沈式サブフロート１０は、浮沈式フロート５との間隔が約２５ｍになる位置に配置されており、浮沈式フロート５と浮沈式のサブフロート１０とのあいだには、浮沈式フロート５との距離が約１５ｍになる位置に固定式サブフロート１２が配設されている。この固定式サブフロート１２は、防水布をチューブ状に形成し円柱状の発泡スチロール１３を内部に収納したもので、浮沈式フロート５の膜体９の全幅にわたり設けられている。

このように構成されたダム湖用汚濁防止装置１を、ダム湖または上流の河川の河口付近等に上流側と下流側とを仕切った状態で設置したり、あるいは提体に設けられている取水口を囲むように設置したりする。

図４および図５は、ダム湖用汚濁防止装置１を、ダム湖１００の水深３０ｍの場所に設置した状態を示している。ダム湖用汚濁防止装置１は、ウエイトチェーン３を着底させた状態でメインフロート４の両端をそれぞれ、各岸に設置した陸上のアンカー１０１にワイヤーロープ１０２を使って係留する（図７参照）。さらに、ダム湖用汚濁防止装置１の真下に位置する水底１０３に、設置方向に沿って所定の間隔で配置した水底１０３のアンカー１０４と汚濁防止膜２の下端部とを、ワイヤーロープ１０５で連結することにより、汚濁防止膜２の上昇が５ｍ以上にならないように制限している。

そして図６に示すように、浮沈式フロート５の給排気口８には、エアホース１０６の一端が接続されている。エアホース１０６は、一方の固定式フロート６の膜体９の表面に、その幅方向の全幅にわたり配置した上下一対のフラップ状のカバー１４の間に配置して、上下のカバー１４を紐１５で縛ることによってカバー１４内に収納された状態になっている。

また、浮沈式サブフロート１０の給排気口１１にも別のエアホース１０６が接続されており（図４参照）、このエアホース１０６も浮沈式フロート５のエアホース１０６と同様、固定式フロート６の膜体９の表面に設けられたカバーに収納された状態になっている。

これらのエアホース１０６は陸上まで延長されており、図７に示すように、各エアホース１０６の他端部にはそれぞれ、給気用バルブ１０７と排気用バルブ１０８とが接続されて、給気用バルブ１０７にのみ、空気を送給するためのエアホース１０９の一端が接続されている。これらのエアホース１０８の他端は岸に設置したコンプレッサ１１０に接続されていて、水位の低下に対応できるように長さに余裕を持たせている。

次に、このダム湖用汚濁防止装置１の作用について説明する。

上流の河川から流入する水に濁りがないときは、貯留水の上層の水を取水口から放流する上層取水を行う。この場合、浮沈式フロート５の給気用バルブ１０７を閉状態にするとともに、排気用バルブ１０８を開状態にし、浮沈式フロート５の内部の空気をエアホース１０６を通じて排気用バルブ１０８から排出させる。そして、浮沈式フロート５を、浮力を低下させて水深５ｍの位置まで沈下させる（図８（ａ）参照）。

そうすると、ダム用汚濁防止装置１の浮沈式フロート５と水面とのあいだが開放された状態になり、上流から流入する清水を、そのまま下流側の取水口に導くことができる。

また、プランクトンの発生等により上層および中層の水が放流に適していない場合、または、上流の河川から流入する清水の水温が低く貯留水の下層（ダム湖下層部）に向かって流れ込んでいるような場合は下層取水を行う。この場合、浮沈式フロート５は水面に浮かせた状態にして、浮沈式サブフロート１０の排気用バルブ１０８を閉状態にするとともに、給気用バルブ１０７を開状態にし、コンプレッサ１０９から空気を送給することによって浮力を与え浮上させる（図８（ｂ）参照）。そうすると、ダム湖用汚濁防止装置１の浮沈式フロート５の膜体９と水底１０３とのあいだが約５ｍ開放された状態になり、流入する清水を取水口に導くことができる。

このように、流入水の状態に応じて水の流通を図ることができるので、ダム湖１００における上層取水または下層取水をより適切に行うことできる。また、浮沈式フロート５の下方に浮沈式サブフロート１０が配置された状態になっているため、流入水の流通を上層側と下層側とに切り替える際に、水の流通がスムーズに行えて対流による濁りが生じにくい。

このダム湖用汚濁防止装置１は、水位が低下した場合で上記の作用を奏することができる。例えば、ダム湖１００の水位が１０ｍ低くなった場合、浮沈式フロート５と固定式サブフロート１２との距離が約５ｍになり、膜体９の浮沈式フロート５と固定式サブフロート１２との間に弛みが生じる。この生じた弛みは、浮沈式フロート５と固定式サブフロート１２との間の距離と、固定式サブフロート１２とウエイトチェーン３との間の距離が同一であるため、水底１０３に接触することがない（図８（ｃ）参照）。

また、浮沈式サブフロート１０に浮力を付加して浮上させ、浮沈式フロート５の膜体９と水底１０３とのあいだを開放すると、浮沈式サブフロート１０が水面に浮上した状態になり、膜体９の浮沈式フロート５と固定式サブフロート１２とのあいだが弛むが、この弛みが膜体９をと水底１０３のとのあいだの開放した部分に垂れ下がることがなく、水の流通を妨害しない（図８（ｄ）参照）。

このように、ダム湖用汚濁防止装置１はダム湖１００の水位が低下した場合も、弛んだ汚濁防止膜２が水の流れを妨げることがなく、流入水を取水口にスムーズに導くことができる。

上記実施例のダム湖用汚濁防止装置１は、メインフロート４を浮沈式フロート５と固定式フロート６とで構成したものであるが、浮沈式フロート５のみで構成することもできる。また、浮沈式サブフロート１０は浮沈式フロート５の膜体９にのみ設けられているが、汚濁防止膜２の全幅にわたって設けることもできる（図９参照）。

図１０は、ダム湖用汚濁防止装置１を、ダム湖１００の堤体１１１に設けられている取水口１１２を囲むようにして設置した状態を示している。

本発明にかかるダム湖用汚濁防止装置の実施形態を示す正面図。 図１におけるＡ部拡大図。 図１におけるＢ部拡大図。 ダム湖用汚濁防止装置をダム湖に設置した状態を示す正面図の一部拡大図。 ダム湖用汚濁防止装置をダム湖に設置した状態を示す断面図。 エアホースを配管した状態を示すＡ部の拡大図。 ダム湖用汚濁防止装置を係留しているアンカーとコンプレッサを示す拡大図。 メインフロートまたは浮沈式サブフロートを沈下させた状態を示すダム湖用汚濁防止装置の断面図および正面図であり、（ａ）と（ｂ）は水位０ｍのときで、（ｃ）と（ｄ）が水位−１０ｍのときを示している。 本発明にかかるダム湖用汚濁防止装置の別の実施形態を示す正面図。 ダム湖用汚濁防止装置をダム湖の堤体に設けられている取水口を囲むように設置した状態を示す平面図。

符号の説明

１ ダム湖用汚濁防止装置
２ 汚濁防止膜
３ ウエイトチェーン
４ メインフロート
５ 浮沈式フロート
６ 固定式フロート
９ 膜体
１０ 浮沈式サブフロート
１２ 固定式サブフロート
１００ ダム湖
１０１、１０４ アンカー
１０２、１０５ ワイヤーロープ
１０３ 水底

Claims (5)

1. 少なくとも一部が浮沈式で構成されているメインフロートの下部に、重錘が下端部に取り付けられている汚濁防止膜が吊設されており、前記メインフロートを水面に浮かべて設置し、前記汚濁防止膜によって上流側からの濁水の流入を防止するダム湖用汚濁防止装置であって、
   前記汚濁防止膜は前記重錘を着底させた状態で吊設され、前記汚濁防止膜の前記メインフロートと前記重錘とのあいだに、前記重錘を水底から浮上させることができる、浮力調節可能な浮沈式サブフロートが幅方向に沿って設けられており、前記汚濁防止膜の水深方向において、前記浮沈式サブフロートと前記重錘との間隔が、前記メインフロートと前記浮沈式サブフロートとの間隔の半分以上に設定されていることを特徴とするダム湖用汚濁防止装置。
2. 前記汚濁防止膜に、浮力体を内部に収納した固定式サブフロートが幅方向に沿って設けられており、同固定式サブフロートは、前記重錘との間隔が前記メインフロートとの間隔の半分以上になる位置に配置され、前記浮力体が、前記重錘を着底させた状態で前記固定式サブフロートより下側の前記汚濁防止膜を弛みなく吊り下げた状態に保持可能な浮力を備えていることを特徴とする請求項１記載のダム湖用汚濁防止装置。
3. 前記メインフロートの一部が浮沈式で構成されており、前記浮沈式サブフロートが、前記メインフロートの浮沈式で構成されている部分の下方に位置するように設けられていることを特徴とする請求項１または２記載のダム湖用汚濁防止装置。
4. 前記汚濁防止膜の下端部が、前記水底に設置したアンカーに係留索によって連結されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のダム湖用汚濁防止装置。
5. 前記係留索の長さが、前記浮沈式サブフロートを浮上させた際に、前記汚濁防止膜と前記水底とのあいだが、ダム湖下層部の深さに相当する間隔に開放されるように設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のダム湖用汚濁防止装置。

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