JP2008253201A - Pipeline structure and complex thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水位が上下に変動する水域を有する沿岸域に設置されて、当該水位変動を利用して底生生物の生息場を形成するための管路構造物及びその複合体に関する。 The present invention relates to a pipeline structure and a complex thereof, which are installed in a coastal area having a water area where the water level fluctuates up and down to form a benthic habitat using the water level fluctuation.
海や川などの沿岸には波浪による浸食の防止や防災のために護岸が建設されている箇所がある。護岸は一般にコンクリートなどの人工構造物によって構築される。護岸を構成している人工構造物に生物を生息させる手段について、これまでに種々の提案がなされている。 Some coastal areas such as seas and rivers have revetments built to prevent erosion by waves and to prevent disasters. The revetment is generally constructed by artificial structures such as concrete. Various proposals have been made so far about means for inhabiting living things in the artificial structures constituting the revetment.
例えば、特許文献1には魚巣のための穴が設けられたブロックで護岸を構築する方法が記載されている。また、特許文献2には石や土砂を収容可能で生物の生息場となる凹部が設けられたブロック壁構造を用いて護岸を構築する方法が記載されている。更に、特許文献3には小動物が出入り可能な孔を有する護岸パネル材を用いて護岸を構築する方法が記載されている。
For example,
特許文献1〜3に記載の護岸は、水域に生息する生物のなかでも、主に魚類、甲殻類、両生類などを対象とするものである。すなわち、上記文献に記載の護岸は、これらの生物が生息できる空隙を人工的に形成して当該生物を定着せしめることを目的としたものである。
The revetments described in
ところで、干潟や砂浜などの沿岸域には上記生物以外にも多様な生物が生息している。例えば、潮汐に伴う海面の変動によって冠水と干出とを繰り返す干潟には底生生物と呼ばれる種々の生物が生息している。底生生物は、沿岸域の砂泥に生息する生物であって、砂泥の上を這い回ったり砂泥に穴を開けて巣穴を形成する生物である。底生生物の具体例としては、ゴカイ、アサリ、カニなどが挙げられる。特に、近年、ゴカイやアサリは干潟の砂泥や海水を浄化する性質を有することで注目されている。 By the way, various creatures inhabit coastal areas such as tidal flats and sandy beaches. For example, various organisms called benthic organisms live in tidal flats that repeat flooding and drying due to sea level changes caused by tides. The benthic organisms inhabit the sandy mud in the coastal area, and are organisms that crawl on the sandy mud or make holes in the sandy mud to form burrows. Specific examples of benthic organisms include sea bream, clams and crabs. In particular, in recent years, gokai and clams are attracting attention for their ability to purify mud and seawater in tidal flats.
このような底生生物が生息する環境の条件の一つとして、潮位の変動による砂泥の飽和度の変化が重要であることが知られている。飽和度とは、土の固体以外の部分(間隙)に占める液体部分の体積百分率であり、生息場の含水比ということもできる。例えば、非特許文献1には、コメツキガニが巣穴を形成するためには潮位の変動によって砂泥に生じるサクションが必要不可欠あることが記載されている。コメツキガニは砂泥を団子状に形成してこれを外に排出して巣穴を形成する性質を有している。飽和度が100%の砂泥や乾燥した砂泥では砂泥の粒子同士が結合せず、砂団子を形成できないため、コメツキガニにとっては砂団子を形成するのに適した飽和度の砂泥が出現し得る環境が望ましいといえる。
実際の干潟や砂浜では、潮汐によって砂泥の移動及び補給が繰り返される。そのため、砂泥は底生生物の生息場として良好な状態に維持される。これに対し、上述の特許文献1〜3に係る従来の護岸では、底生生物の生息場を持続的に良好な状態に維持することは困難であるといえる。これらの護岸には、魚類などの生物を定着せしめるための空隙が設けられているが、底生生物の生息場となる砂泥を保持すると共にこれを良好な状態に維持する機能を有していないためである。
In actual tidal flats and sandy beaches, the movement and replenishment of sand and mud is repeated by tides. Therefore, sand mud is maintained in good condition as a habitat for benthic organisms. On the other hand, it can be said that it is difficult to maintain the habitat of benthic organisms in a good state continuously with the conventional revetments according to
例えば、従来の護岸に凹部を設けてこれに砂泥を充填したとしても、凹部の深さが浅い場合には水の流れによって砂泥が流失しやすく、底生生物の生息場が失われてしまうおそれがある。他方、凹部の深さが深いと砂泥内部の通水性が不十分となりやすい。通水性が不十分であると溶存酸素を含む新鮮な水が内部にまで供給されず、砂泥が腐敗して底生生物が生息できない環境となってしまう。 For example, even if a recess is provided on a conventional revetment and it is filled with sand mud, if the depth of the recess is shallow, sand mud is likely to be washed away by the flow of water, and the habitat for benthic organisms is lost. There is a risk that. On the other hand, if the depth of the recess is deep, water permeability inside the sand mud tends to be insufficient. If the water permeability is insufficient, fresh water containing dissolved oxygen will not be supplied to the inside, and the mud will rot and the environment will not allow benthic organisms to live.
このように従来の護岸では、生息できる生物種が限定的であり、砂泥を生息場とする底生生物を安定的に生息させることができなかった。 Thus, in the conventional revetment, living organism species are limited, and benthic organisms that use sand and mud as their habitat cannot be stably inhabited.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、底生生物の生息に適した環境を安定的に維持することが可能であり、沿岸域に生息する生物種の多様性を高めることができる管路構造物及びその複合体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, can stably maintain an environment suitable for benthic habitat, and enhances the diversity of species living in the coastal area. An object of the present invention is to provide a pipe structure and a composite thereof.
本発明は、水位が上下に変動する水域を有する沿岸域に設置されて、当該水位変動を利用して底生生物の生息場を形成するためのものであって、当該沿岸域の最高水位と最低水位との間に位置する上側開口に一端が連通すると共に、この一端から下方に向かいその後上方に向かうような形状の管路を有する第1の粒状物貯留部と、第1の粒状物貯留部の他端と上側開口よりも低い位置に設けられている下側開口とを連通する連通管路と、を備えることを特徴とする管路構造物を提供する。 The present invention is installed in a coastal area having a water area where the water level fluctuates up and down, and uses the water level fluctuation to form a habitat for benthic organisms. A first granular material storage section having one end communicating with the upper opening located between the lowest water level and a pipe line shaped downward from this one end and then upward; and a first granular material storage And a communication conduit that communicates the other end of the portion with a lower opening provided at a position lower than the upper opening.
沿岸域の水位が上昇する場合、本発明に係る管路構造物の連通管路内の空気が圧縮されてその圧力が上昇する。連通管路内の空気の圧力が上昇する機構は次の通りである。すなわち、沿岸域の水位が上昇すると、連通管路内においても下側開口を通じて導入される水の水位が上昇する。そうすると、連通管路内の空気は水面によって上側開口に向けて押されることになるが、粒状物貯留部に充填される粒状物によって空気の流れが妨げられる。その結果、連通管路内の空気の圧力が上昇する。ただし、粒状物が充填された粒状物貯留部の両端に生じる差圧が大きくなると空気が粒状物内を流通する。この場合、粒状物貯留部内の圧力分布は下側開口側が高く上側開口側が低くなっている。 When the water level in the coastal area rises, the air in the communication pipe of the pipe structure according to the present invention is compressed and the pressure rises. The mechanism by which the pressure of air in the communication pipe rises is as follows. That is, when the water level in the coastal area rises, the water level introduced through the lower opening also rises in the communication pipeline. Then, the air in the communication conduit is pushed toward the upper opening by the water surface, but the flow of air is hindered by the particulate matter filled in the particulate matter reservoir. As a result, the pressure of the air in the communication pipe increases. However, when the differential pressure generated at both ends of the granular material storage section filled with the granular material increases, air flows through the granular material. In this case, the pressure distribution in the granular material reservoir is high on the lower opening side and low on the upper opening side.
沿岸域の水位が更に上昇して上側開口の位置まで到達すると、上側開口から管路内へと水が流入し、粒状物貯留部に外部の新鮮な水が供給される。これにより、粒状物貯留部内の粒状物の腐敗が抑制される。 When the water level in the coastal area further rises and reaches the position of the upper opening, water flows from the upper opening into the pipeline, and fresh fresh water is supplied to the granular material reservoir. Thereby, the decay of the granular material in a granular material storage part is suppressed.
一方、沿岸域の水位が下降する場合、上述の水位が上昇する場合とは逆に連通管路内には負圧が生じる。沿岸域の水位が下降すると、連通管路内においても下側開口を通じて導入される水の水位が下降する。しかし、粒状物貯留部に充填される粒状物によって、上側開口から管路内への空気の流入が妨げられる。その結果、管路内に負圧が生じる。ただし、粒状物が充填された粒状物貯留部の両端に生じる差圧が大きくなると空気が粒状物内を流通する。この場合、粒状物貯留部内の圧力分布は上側開口側が高く下側開口側が低くなっている。 On the other hand, when the water level in the coastal area is lowered, negative pressure is generated in the communication pipe, contrary to the case where the water level is raised. When the water level in the coastal area falls, the water level introduced through the lower opening also falls in the communication pipe. However, the inflow of air from the upper opening into the pipe line is prevented by the granular material filled in the granular material storage unit. As a result, negative pressure is generated in the pipeline. However, when the differential pressure generated at both ends of the granular material storage section filled with the granular material increases, air flows through the granular material. In this case, the pressure distribution in the granular material reservoir is high on the upper opening side and low on the lower opening side.
本発明の管路構造物では、沿岸域の水位変動に伴って上記のように粒状物貯留部の両端に空気の圧力差が生じる。この圧力差によって粒状物貯留部の間隙水の一部が空気に置換されるため、粒状物の飽和度(粒状物貯留部の含水比)を経時変化させることができる。すなわち、本発明の管路構造物によれば、飽和度が経時変化するという点において実際の干潟や砂浜の環境を再現できる。また、空気が粒状物貯留部内を流通することで、粒状物貯留部内の粒状物の腐敗を十分に抑制することができる。このように本発明によれば、底生生物の生息場として好適な環境を粒状物貯留部内に貯留された粒状物に形成することができると共に、この環境を十分安定的に維持することができる。 In the pipe structure according to the present invention, an air pressure difference is generated at both ends of the granular material storage portion as described above in accordance with the fluctuation of the water level in the coastal area. Due to this pressure difference, a part of the pore water in the granular material reservoir is replaced with air, so that the saturation of the granular material (water content ratio of the granular material reservoir) can be changed over time. That is, according to the pipe structure of the present invention, an actual tidal flat or sandy beach environment can be reproduced in that the degree of saturation changes with time. Moreover, the decay of the granular material in a granular material storage part can fully be suppressed because air distribute | circulates the inside of a granular material storage part. As described above, according to the present invention, an environment suitable as a habitat for benthic organisms can be formed in the granular material stored in the granular material storage unit, and this environment can be maintained sufficiently stably. .
本発明において連通管路は、第1の粒状物貯留部の他端から上方に向かいその後下方に向かうような形状の管路を有することが好ましい。連通管路がこのような形状であると、管路構造物全体をコンパクトなサイズとしながらも管路内の空間の容積を十分に確保することができる。 In the present invention, it is preferable that the communication pipe has a pipe having a shape that extends upward from the other end of the first granular material reservoir and then downward. When the communication pipe has such a shape, the volume of the space in the pipe can be sufficiently secured while the entire pipe structure is made compact.
また、本発明において下側開口は、当該沿岸域の最低水位よりも高い位置に設けられていることが好ましい。沿岸域の水位が下側開口よりも低い位置まで下降すると、下側開口を通じて連通管路内の空間が大気に開放されるため、その中の空気が外部の新鮮な空気と置換される。したがって、水位が再び上昇した時に粒状物貯留部内の粒状物に対して新鮮な空気が供給されるため、粒状物貯留部内の粒状物の腐敗がより一層効果的に抑制される。 In the present invention, the lower opening is preferably provided at a position higher than the lowest water level in the coastal area. When the water level in the coastal region is lowered to a position lower than the lower opening, the space in the communication pipe line is released to the atmosphere through the lower opening, so that the air therein is replaced with fresh fresh air. Therefore, when the water level rises again, fresh air is supplied to the particulate matter in the particulate matter storage unit, so that the decay of the particulate matter in the particulate matter storage unit is further effectively suppressed.
本発明においては、当該沿岸域の水位が最低水位から最高水位まで上昇する際、第1の粒状物貯留部の方向へと押し上げられる連通管路内の空気の容積は、第1の粒状物貯留部の容積よりも大きいことが好ましい。このような構成の管路構造物によれば、水域の水位変動によって十分な量の空気を粒状物貯留部内の粒状物に供給可能である。 In the present invention, when the water level in the coastal area rises from the lowest water level to the highest water level, the volume of air in the communication pipe that is pushed up toward the first granular material storage part is the first granular material storage. It is preferably larger than the volume of the part. According to the pipe structure having such a configuration, a sufficient amount of air can be supplied to the particulate matter in the particulate matter storage unit due to the fluctuation of the water level in the water area.
本発明においては、第1の粒状物貯留部に充填する粒状物は、平均粒径0.01〜20mmの砂泥であることが好ましい。なお、粒状物貯留部に充填された粒状物内に底生生物が生息している場合には、粒状物(砂泥)として上記範囲の下限側の平均粒径のもの(例えば、平均粒径が0.01〜0.05mmの砂泥)を使用したとしても粒状物貯留部内の通気性及び通水性が確保されやすい。粒状物内に底生生物が生息していると、底生生物の巣穴や移動によって形成される穴が空気又は水の流路となり得るためである。 In this invention, it is preferable that the granular material with which a 1st granular material storage part is filled is sand mud with an average particle diameter of 0.01-20 mm. In addition, when benthic organisms live in the granular material filled in the granular material reservoir, the granular material (sand mud) has an average particle size on the lower limit side of the above range (for example, average particle size) However, it is easy to ensure air permeability and water permeability in the granular material reservoir. This is because when benthic organisms inhabit in the granular material, nest holes and holes formed by movement of the benthic organisms can become air or water flow paths.
また、本発明は、上記構成の管路構造物を沿岸域に複数並列に設けてなる管路構造物の複合体であって、隣接する管路構造物の第1の粒状物貯留部同士を連通する管路を有する第2の粒状物貯留部を備えることを特徴とする複合体を提供する。 Further, the present invention is a composite of pipeline structures in which a plurality of pipeline structures having the above-described configuration are provided in parallel in the coastal area, and the first granular material storage portions of adjacent pipeline structures are connected to each other. Provided is a composite comprising a second granular material reservoir having a communicating pipe line.
かかる構成の管路構造物の複合体によれば、水域の水位変動に伴って、第2の粒状物貯留部に充填される粒状物にも空気及び水が供給され、その内部に局所的なサクションが生じる。そのため、第1の粒状物貯留部内に好気性の領域が形成される一方、第2の粒状物貯留部内には微好気性の領域が形成される。すなわち、第1及び第2の粒状物貯留部内に多様な好気的条件をモザイク状に存在せしめることができる。その結果、生物種の多様化、生息量の向上及び生息範囲の拡大を一層促進することが可能であり、生物による浄化作用の更なる向上といった効果も期待できる。 According to the composite of the pipe structure having such a configuration, air and water are supplied to the granular material filled in the second granular material storage unit as the water level in the water area fluctuates. Suction occurs. Therefore, an aerobic region is formed in the first granular material storage unit, while a microaerobic region is formed in the second granular material storage unit. That is, various aerobic conditions can exist in a mosaic pattern in the first and second granular material reservoirs. As a result, it is possible to further promote the diversification of biological species, the improvement of the abundance and the expansion of the habitat, and the effect of further improving the purification action by the organism can be expected.
本発明によれば、底生生物の生息に適した環境を安定的に維持することができ、沿岸域に生息する生物種の多様性を高めることができる管路構造物及びその複合体を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pipe line structure which can maintain the environment suitable for habitat of benthic organisms stably, and can raise the diversity of the species inhabiting a coastal area, and its composite_body | complex are provided. can do.
以下、図面を参照しつつ本発明に係る管路構造物の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of a pipe structure according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本実施形態に係る管路構造物を示す斜視図である。同図に示す管路構造物10は、第1のU字管1、第2のU字管2及びL字管3がこの順序で接続されてなるものである。本実施形態では第2のU字管2とL字管3とによってその内部に連通管路8が形成されている。また、第1のU字管1が第1の粒状物貯留部をなしており、第1のU字管1内には粒状物5が充填されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing a pipeline structure according to this embodiment. A
第1のU字管1は、その一端1aに上側開口10aが形成されており、一端1aから下方に向かいその後上方に向かうような形状を有している。第1のU字管1の他端1bと第2のU字管2の一端2aとが接続されている。第2のU字管2はその一端2aから上方に向かいその後下方に向かうような形状を有している。なお、第1のU字管1と第2のU字管2とによってS字状の管路が形成されている。
An
第2のU字管2の他端2bとL字管3の一端3aとが接続されている。L字管3は、その一端3aから下方に向かいその後水平方向に直角に折れ曲った形状を有している。L字管3の水平方向に延在する管路の端部はL字管3の他端3bをなすものであり、他端3bに下側開口10bが形成されている。L字管3の水平方向の管路は、第1のU字管1の下方を通過し、上側開口10aの下方位置にまで延在している。
The
上記構成の管路構造物10にあっては、第1のU字管1の内部に充填される粒状物5が底生生物の生息場となる。底生生物の生息場のための粒状物としては、砂泥を主成分とするものが好ましい。砂泥を使用する場合、生息させる生物種にもよるが、平均粒径が0.01〜20mmのものを使用することができる。通気性及び通水性を確保する観点から、砂泥の平均粒径の下限は0.05mmであることがより好ましく、0.1mmであることが更に好ましい。また、砂泥の平均粒径の上限は、15mmであることがより好ましく、10mmであることが更に好ましい。
In the
ただし、第1のU字管1内に底生生物を予め生息させた状態で管路構造物10を沿岸域に設置した場合、平均粒径が上記範囲の下限側の砂泥(例えば、平均粒径が0.01〜0.05mmの砂泥)を使用したとしても粒状物5が充填されている部分の通気性及び通水性が確保されやすい。当該部分に底生生物が生息していると、底生生物の巣穴や移動によって形成される穴が空気又は水の流路となり得るためである。
However, when the
なお、第1のU字管1内に充填する粒状物5として、平均粒径が異なる砂泥を複数組み合わせて使用してもよい。また、砂泥に礫や栄養分を添加して底質を調製し、これを第1のU字管1内に充填してもよい。
Note that a plurality of sand muds having different average particle diameters may be used in combination as the
図2(a)〜図2(d)は、上記構成の管路構造物10を内部に備える護岸構造物の断面図である。同図に示す護岸構造物15は海岸に構築されたものであり、護岸構造物15の内部には複数の管路構造物10が海岸線に沿って並列に設置されている。図2(a)〜図2(d)は最低水位の状態から最高水位の状態を経て再び最低水位の状態となるまでの様子を連続的に示したものである。
FIG. 2A to FIG. 2D are cross-sectional views of a revetment structure including the
ここでいう「最高水位」は平均高潮位(MHW:Mean High Water)を意味し、「最低水位」は平均低潮位(MLW:Mean Low Water)を意味する。ただし、以下、最高水位及びその時間帯を、単に高潮位及び満潮時とそれぞれ称し、また、最低水位及びその時間帯を、単に低潮位及び干潮時とそれぞれ称する。図2(a)は干潮時の状態を、図2(b)は上げ潮時の状態を、図2(c)は満潮時の状態を、図2(d)は下げ潮時の状態をそれぞれ示す図である。 The “highest water level” here means an average high water level (MHW), and the “lowest water level” means an average low water level (MLW). However, hereinafter, the highest water level and its time zone are simply referred to as high tide level and high tide, respectively, and the lowest water level and its time zone are simply referred to as low tide level and low tide time, respectively. 2A shows a state at low tide, FIG. 2B shows a state at high tide, FIG. 2C shows a state at high tide, and FIG. 2D shows a state at low tide. It is.
まず、図2を参照しながら、管路構造物10の上側開口10a及び下側開口10bの位置と潮位との関係について説明する。図2(a)に示すように、下側開口10bは低潮位よりも高い位置に設けられている。下側開口10bをこのような位置に設けることで、干潮時には下側開口10bが海面上に露出し、下側開口10bを通じて第2のU字管2及びL字管3の内部に外部の空気が供給される。
First, the relationship between the positions of the
他方、図2(c)に示すように、上側開口10aは高潮位よりも低い位置に設けられている。上側開口10aをこのような位置に設けることで、満潮時には上側開口10aが海中に水没し、上側開口10aを通じて粒状物5に外部の海水が供給される。したがって、例えば、潮位が図2(a)に示される状態にあるときは、同図に示す通り、満潮時に供給された海水によって粒状物5は冠水した状態となっている。つまり、この状態では第1のU字管1内は粒状物5とその間隙水とによって充満されている。
On the other hand, as shown in FIG.2 (c), the
なお、粒状物5を冠水する海水の量を少なく設定したい場合には、第1のU字管1の上側開口10a側(一端1a側)の粒状物5が充填されていない空間を少なくすればよい。すなわち、粒状物5を上側開口10aの周縁部の近傍、更には一端1aの高さにまで充填すればよい。
In addition, when it is desired to set a small amount of seawater that floods the
また、第1のU字管1の他端1b側の粒状物5の高さは、一端1a側と必ずしも同じ高さである必要はない。例えば、他端1b側に一端1a側よりも高い位置まで粒状物5を充填してもよい。そうすることによって、他端1b側の粒状物5が冠水しないようにすることができる。このように粒状物5を充填する高さを適宜設定することで、一端1a側と他端1b側に含水比や好気状態が互いに異なる環境を形成でき、生物種の多様化の更なる向上に寄与し得る。
Moreover, the height of the
次に、図2及び図3を参照しながら、潮位の変動に伴って管路構造物10内の状態がどのように変化するかについて説明する。図3(A)は潮位の変動を、図3(B)は潮位の変動に伴う連通管路8内の空気の圧力変化を、それぞれ模式的に示すグラフである。
Next, with reference to FIG. 2 and FIG. 3, how the state in the
図2(a)に示す干潮時の状態から徐々に潮位が上昇し、潮位が図2に示す潮位L1に到達すると、図3(B)に示すように連通管路8内の圧力が上昇し始める。潮位L1は下側開口10bが完全に水没し、連通管路8内と外部との空気の導通が遮断される潮位である。
When the tide level gradually rises from the low tide state shown in FIG. 2 (a) and the tide level reaches the tide level L1 shown in FIG. 2, the pressure in the
潮位が更に上昇し、連通管路8内の空気の圧力がある程度上昇すると、第1のU字管1内の粒状物5の間隙に第2のU字管2側から空気が入り、間隙水が空気に置換される。そのため、第2のU字管2側の粒状物5の飽和度が部分的に低下する一方、上側開口10a側は冠水した状態となる(図2(b)参照)。連通管路8内の圧力が更に上昇して空気が上側開口10a側に抜けるようになると、図3(B)に示すように圧力が小刻み変動する。
When the tide level further rises and the pressure of air in the
その後、潮位が図2に示す潮位L2に到達すると、図3(B)に示すように連通管路8内の圧力は再び上昇する。潮位L2は上側開口10aが完全に水没し、U字管1内と外部との空気の導通が遮断される潮位である。
Thereafter, when the tide level reaches the tide level L2 shown in FIG. 2, the pressure in the
満潮時を経て潮位が下降に転じると、それに伴って連通管路8内の空気の圧力も下がり始める。連通管路8内の圧力がある程度の負圧にまで下がると、第1のU字管1内の粒状物5の間隙に上側開口10a側から空気が入り、間隙水が空気に置換される。そのため、上側開口10a側の粒状物5の飽和度が部分的に低下する一方、第2のU字管2側は冠水した状態となる(図2(d)参照)。連通管路8内の空気の圧力が更に下降して上側開口10a側からの空気が第2のU字管2側に抜けるようになると、図3(B)に示すように圧力が小刻み変動する。その後、潮位L1よりも低くなると、下側開口10bを通じて連通管路8が大気開放されるため、連通管路8内の空気の圧力は大気圧となる。
When the tide level starts to decrease after the high tide, the pressure of the air in the
上記の一連の潮位変動を利用して粒状物5に十分な量の空気を通気させる観点から、管路構造物10の内部の空間は次のような構造になっていることが好ましい。すなわち、潮位が低潮位から高潮位へと上昇する間に、第1のU字管1の方向へと押し上げられる連通管路8の容積は、第1のU字管1の内容積よりも大きいことが好ましい。より具体的には、連通管路8のうち、潮位L1と潮位L2との間にある空間の容積は、第1のU字管1の内容積よりも大きいことが好ましい。
From the viewpoint of allowing a sufficient amount of air to flow through the
本実施形態の管路構造物によれば、上記のように潮位の変動によって第1のU字管1内の粒状物5に対して上側開口10aから定期的に海水が供給されると共に、その両端に生じる差圧によって粒状物5に空気が供給される。これにより、粒状物5の腐敗を十分に抑制することができる。また、粒状物5の間隙水が定期的に空気に置換されてその都度サクションが生じる。このように底生生物にとって好適な環境を第1のU字管内の粒状物5が充填された部分に形成可能であり且つその環境を安定的に維持可能である。
According to the pipe structure of the present embodiment, seawater is periodically supplied from the
(第2実施形態)
図4は、本発明の第2実施形態を示す断面図である。同図に示す護岸構造物25は、第2のU字管2に接続されている管路の形状がL字管3と相違する点以外は、第1の実施形態に係る護岸構造物15と同一の構成である。護岸構造物25が備える管路構造物20では、第2のU字管2に以下のような形状の屈曲管23が接続されている。屈曲管23は、第2のU字管2との接続部分から下方に向かいその後斜め下の方向に折れ曲ったような形状を有している。屈曲管23の斜め下の方向に延在する管路の端部は屈曲管23の他端23bをなすものであり、下側開口10bが形成されている。屈曲管23の斜め下の方向の管路は、第1のU字管1の下方を通過し、上側開口10aの下方位置にまで延在している。本実施形態においては、第2のU字管2と屈曲管23とによってその内部に連通管路28が形成されている。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention. The
上記構成の連通管路28によれば、潮位が低潮位から高潮位へと変化する間に粒状物5により十分な量の空気を通気させることができるという利点がある。すなわち、第1実施形態の管路構造物10では、L字管3の水平方向の管路内の空気は潮位が潮位L1に到達するまでに外部へと抜けてしまうところ、本実施形態の管路構造物20によれば、屈曲管23の斜め下の方向の管路内の空気も粒状物5側へと押し上げられる空気として有効に利用することができる。なお、図4は、潮位が潮位L1まで上昇して下側開口10bが水没した状態を示している。
The
(第3実施形態)
図5は、本発明の第3実施形態を示す断面図である。同図に示す護岸構造物35は、L字管3の代わりに以下の形状を有するL字管33を有する点以外は、第1の実施形態に係る護岸構造物15と同一の構成である。このL字管33は鉛直方向に延在する管路の径が部分的に広くなった形状を有している。本実施形態においては、第2のU字管2とL字管33とによってその内部に連通管路38が構成されている。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the present invention. The
上記構成の連通管路38によれば、潮位が低潮位から高潮位へと変化する間に粒状物5により十分な量の空気を通気させることができるという利点がある。なお、図5は、潮位が潮位L1まで上昇し、L字管33の他端33bに形成された下側開口10bが水没した状態を示している。
According to the
(第4実施形態)
上記の第1〜3実施形態では、U字管やL字管などといった管で管路が形成された管路構造物を例示したが、本実施形態に係る管路構造物は、所定の形状を有する複数のコンクリートブロックやプレートを組み合わせて設置して、これらの対向面によって管路が形成されるものである。
(Fourth embodiment)
In said 1st-3rd embodiment, although the pipe line structure in which the pipe line was formed with pipes, such as a U-shaped pipe and an L-shaped pipe, was illustrated, the pipe line structure concerning this embodiment is a predetermined shape. A plurality of concrete blocks and plates having a combination are installed and a pipe line is formed by these facing surfaces.
図6及び図7は、本実施形態に係る管路構造物40を複数のコンクリートブロックとコンクリートパネルとで構築する過程を示す分解斜視図である。まず、図6に示すように略Y字状のブロック41と、略コ字状のブロック42とをそれぞれ作製する。ブロック41は上面に溝部41aが形成されている。また、ブロック42と対向するブロック41の立設面41b及び底面41cはそれぞれ平坦面となっている。
6 and 7 are exploded perspective views showing a process of constructing the
ブロック42は略コ字状の形状を有しており、ブロック42の凹部43はブロック41をその内部に離間した状態で設置するためのものである。ブロック42の上部42dの先端側には下方に延在する凸部42aが設けられている。また、ブロック41と対向するブロック42の立設面42b及び凹部43の底面42cはそれぞれ直交する平坦面となっている。図7に示すように、ブロック42の凸部42aはブロック41の溝部41a内に入り込み、粒状物貯留部45を構成する。ブロック42の立設面42b及び底面42cと、ブロック41の立設面41b及び底面41cとの協働により連通管路48を構成する。
The
ブロック41とブロック42とをパネル46,47で両側から挟み込むことで、管路構造体40が構築される。パネル46,47には、図7に示すように、ブロック41とブロック42との間に形成された隙間と同一の形状をなす凸部46a,47aがそれぞれ設けられている。これらの凸部46a,47aはブロック41とブロック42との間に形成される隙間と嵌合して、管路の側壁面をなし、パネル46,47はブロック41,42に対してコンクリートなどの固化材で固定される。本実施形態に係る管路構造物40を護岸構造物として使用した場合、現地での組み立てを可能にし、ブロック41,42としてサイズの大きいものを使用することで粒状物貯留部45に大量の粒状物5を充填することができ、そこに生息させる生物の生息量・種類を格段に向上させることができる。
The
(第5実施形態)
上記の第1〜4実施形態では、上下方向に一つの管路構造物を設置しているが、上下方向に複数の管路構造物を設置してもよい。例えば、図8は、第1実施形態に係る管路構造物10を上下に複数備える護岸構造物の断面図である。このように管路構造物10を配置することによって生物の生息量・種類の向上と環境条件の多様化を図ることができる。
(Fifth embodiment)
In said 1st-4th embodiment, although one pipe line structure is installed in the up-down direction, you may install a several pipe structure in the up-down direction. For example, FIG. 8 is a cross-sectional view of a revetment structure including a plurality of
(第6実施形態)
また、本発明の管路構造物は護岸構造物内に設置する場合に限られず、例えば、桟橋の支柱に設置してもよい。図9は、複数の管路構造物10が桟橋の支柱60に設置された状態を示す斜視図である。
(Sixth embodiment)
Further, the pipe structure of the present invention is not limited to being installed in a revetment structure, and may be installed, for example, on a pier column. FIG. 9 is a perspective view showing a state in which a plurality of
(第7実施形態)
複数の管路構造物を海岸線に沿って並列に設置する場合には、隣接する管路構造物の粒状物貯留部同士を管路で連結して管路構造物の複合体とすると共に、その粒状物貯留部同士を連通する管路に粒状物を充填してもよい。例えば、図10に示す管路構造物の複合体100は、桟橋の支柱60に設置された複数の管路構造物10の第1のU字管1同士が連結管50で連結されている。本実施形態では連結管50が第2の粒状物貯留部を構成し、連結管50内にも粒状物5が充填されている。なお、本実施形態では隣接する管路構造物10の第1のU字管1同士を連結しやすくするため、第1のU字管1が第2のU字管2との接続部分において90°回転して接続された管路構造物10を桟橋の支柱60に設置している。
(Seventh embodiment)
When installing a plurality of pipeline structures in parallel along the coastline, the granular material reservoirs of adjacent pipeline structures are connected by a pipeline to form a composite of pipeline structures, You may fill a granular material into the pipe line which connects a granular material storage part. For example, in the
管路構造物の複合体100にあっては、潮位の変動に伴い連結管50内の粒状物5に対しても空気が供給されると共に海水も供給される。そのため、管路構造物10の第1のU字管1内の粒状物5内に好気性の領域が形成される一方、連結管50内の粒状物5内には局所的なサクションが生じて微好気性の領域が形成される。すなわち、管路構造物の複合体100に多様な好気的条件をモザイク状に存在せしめることができる。その結果、生物種の多様化、生息量の向上及び生息範囲の拡大を一層促進することが可能であり、生物による浄化作用の更なる向上といった効果も期待できる。なお、管路構造物の複合体100は、上記の第1〜5実施形態と同様、護岸構造物内に設置する態様としてもよい。
In the
以上、本発明に係る管路構造物及びその複合体の実施形態について詳しく説明したが、本発明は更に下記のような形態であってもよい。 As mentioned above, although embodiment of the pipe line structure and its composite_body | complex concerning this invention was described in detail, the following forms may be sufficient as this invention.
例えば、第1〜3の実施形態では管路の断面の形状が円形であるものを例示したが、その形状は楕円形や矩形であってもよい。また、下側開口10bは低潮位よりも高い位置に設けられている場合について例示したが、下側開口10bが低潮位よりも低い位置に設けられていても粒状物貯留部内の粒状物5に対して海水及び空気を供給することによる効果を得ることができる。
For example, in the first to third embodiments, the pipe has a circular cross-sectional shape, but the shape may be an ellipse or a rectangle. Moreover, although illustrated about the case where the
更に、本発明に係る管路構造物10,20,30,40及びその複合体100は、水位が適度な頻度及び高低差で上下に変動する水域の沿岸域であれば、海岸に限られず、適用可能である。このような場所としては、河川や湖沼の沿岸などが挙げられる。
Furthermore, the
<評価実験>
(実験例1)
本発明に係る管路構造物の性能を評価するため、図11に示す形状の管路構造物及びそれを収容する容器を準備し、容器内への注水と減水とを繰り返す水位変動実験を行った。本実験例の条件を表1にまとめた。
(Experimental example 1)
In order to evaluate the performance of the pipe structure according to the present invention, a pipe structure having the shape shown in FIG. 11 and a container that accommodates the pipe structure are prepared, and a water level fluctuation experiment in which water is poured into the container and water is reduced is repeated. It was. The conditions of this experimental example are summarized in Table 1.
干潟から採取した砂泥100質量部に対して有機物(ペプトン)を0.5質量部添加して底質を調製し、この底質を管路内(図11に示す管路構造物の斜線部分)に充填した。表1に示す条件で容器内の水位を変動させて28日間にわたり実験を行った。実験開始前、実験開始から7日後、14日後及び28日後の底質の酸化還元電位及び硫化物量を測定した。酸化還元電位はORP計(東亜ディーケーケー(株)社製、商品名:RM−20P)を用いて測定した。硫化物量は硫化物用検知管((株)ガステック社製)を用いて測定した。 The bottom sediment is prepared by adding 0.5 part by mass of organic matter (peptone) to 100 parts by mass of sand mud collected from the tidal flat, and this sediment is placed in the pipeline (the hatched portion of the pipeline structure shown in FIG. 11). ). The experiment was conducted for 28 days while changing the water level in the container under the conditions shown in Table 1. Prior to the start of the experiment, 7 days, 14 days and 28 days after the start of the experiment, the redox potential of the sediment and the amount of sulfide were measured. The oxidation-reduction potential was measured using an ORP meter (manufactured by Toa DKK Corporation, trade name: RM-20P). The amount of sulfide was measured using a sulfide detector tube (manufactured by Gastec Co., Ltd.).
(実験例2)
下方に延在する管路が短い管路構造物(表2参照)を用いたことの他は実験例1と同様にして水位変動実験を行った。また、酸化還元電位及び硫化物量の測定についても実験例1と同様に行った。
A water level fluctuation experiment was conducted in the same manner as in Experimental Example 1 except that a pipe structure (see Table 2) having a short pipe line extending downward was used. Further, the redox potential and the amount of sulfide were also measured in the same manner as in Experimental Example 1.
(比較例1)
管路構造物の頭頂部に貫通孔を有しており水位が変動してもその孔から管路内の空気が抜けて空気が管路内の底質に供給されない構成の管路構造物を準備した。この管路構造物を用いたことの他は実験例1と同様にして水位変動実験を行った。また、酸化還元電位及び硫化物量の測定についても実験例1と同様に行った。
(Comparative Example 1)
A pipe structure that has a through hole at the top of the pipe structure and that does not supply air to the bottom sediment in the pipe even if the water level fluctuates. Got ready. A water level fluctuation experiment was conducted in the same manner as in Experimental Example 1 except that this pipe structure was used. Further, the redox potential and the amount of sulfide were also measured in the same manner as in Experimental Example 1.
実験例1,2及び比較例1の結果を表3及び図12,13に示す。
(実験例3)
実験例1で使用したものと同一の管路構造物及び容器を準備し、その管路内に平均粒径0.05mmのシェルモールド硅砂(8号硅砂)を所定の部分に充填した後、上側開口から4匹のゴカイを投入した。このような管路構造物を容器内に設置して表1に示す条件で容器内の水位を変動させた。図14に満水時から次の満水時までの期間における管路内(頭頂部)の圧力の変動を示す。
(Experimental example 3)
After preparing the same pipe structure and container as used in Experimental Example 1 and filling a predetermined portion with shell mold dredged sand (No. 8 dredged sand) having an average particle size of 0.05 mm in the duct, Four gokais were introduced from the opening. Such a pipe structure was installed in the container, and the water level in the container was changed under the conditions shown in Table 1. FIG. 14 shows fluctuations in pressure in the pipe line (top) during a period from when the water is full to the next full time.
本実験例の注水開始前(図14の時間6:00ごろ)にあっては、硅砂が充填されている部分にゴカイの移動に伴う穴や巣穴が形成されていると考えられる。そのため、注水を開始してもしばらくの間は管路内の圧力は小刻みに変動するに留まり上昇しなかったと推察される。したがって、粒状物である硅砂内にゴカイなどの底生生物が生息していることで、ゴカイなどが生息していない場合と比較し、硅砂が充填されている管路(粒状物貯留部)内の通気性が確保されやすくなると考えられる。 Prior to the start of water injection in this experimental example (around 6:00 in FIG. 14), it is considered that holes and burrows associated with the movement of sandworms are formed in portions filled with dredged sand. For this reason, it is assumed that the pressure in the pipeline fluctuated little by little and did not rise for a while even after water injection was started. Therefore, inhabiting benthic organisms such as sandworms in the sand, which is granular, compared to the case where sandworms do not inhabit, it is in the pipeline (particulate matter storage) filled with sand. It is considered that the air permeability of the air is easily secured.
10,20,30,40…管路構造物、100…複合体、1…第1のU字管(第1の粒状物貯留部)、45…第1の粒状物貯留部、8,28,38,48…連通管路、5…粒状物、10a…上側開口、10b…下側開口、50…連結管(第2の粒状物貯留部)、MHW…高潮位(最高水位)、MLW…低潮位(最低水位)。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
当該沿岸域の最高水位と最低水位との間に位置する上側開口に一端が連通すると共に、前記一端から下方に向かいその後上方に向かうような形状の管路を有する第1の粒状物貯留部と、
前記第1の粒状物貯留部の他端と、前記上側開口よりも低い位置に設けられている下側開口とを連通する連通管路と、
を備えることを特徴とする管路構造物。 A pipe structure that is installed in a coastal area having a water area where the water level fluctuates up and down, and forms a benthic habitat using the water level fluctuation,
A first granular material storage section having one end communicating with the upper opening located between the highest water level and the lowest water level of the coastal area, and having a pipe line shaped to go downward from the one end and then upward ,
A communication conduit that communicates the other end of the first granular material reservoir and a lower opening provided at a position lower than the upper opening;
A conduit structure characterized by comprising:
隣接する前記管路構造物の前記第1の粒状物貯留部同士を連通する管路を有する第2の粒状物貯留部を備えることを特徴とする複合体。 A composite pipe structure comprising a plurality of the pipe structures according to any one of claims 1 to 6 provided in parallel in the coastal area,
A composite comprising a second granular material storage part having a pipe line communicating the first granular material storage parts of the adjacent pipe structure.
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