JP2011089250A - Method for accelerating flow-down of sediment accumulated in river and the like - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は河川などに堆積した土砂の流下を促進させる方法に関するものである。 The present invention relates to a method for promoting the flow of sediment deposited in a river or the like.
河川などにおいて、土、砂、石、岩などいわゆる土砂が川底、川岸、河川敷に堆積するのは自然な状況と言えますが、場所によってはその量が多過ぎて、水の流下の妨げや、不必要な川床の上昇や、増水時の氾濫などを引き起こす原因となっています。従来、これらの土砂を取り除くために土木機械や船舶等による人工的機械力が多く用いられてきました。 It can be said that it is natural that sediments such as soil, sand, stones and rocks accumulate on the riverbed, riverbank and riverbed in rivers, but depending on the location, the amount is too large, It is a cause of unnecessary riverbed rise and flooding during flooding. In the past, artificial mechanical forces such as civil engineering machines and ships have been used to remove these sediments.
河川に堆積した砂を排除する方法として、流れの中に構造物を設置する方法も考えられていますが、本発明に比較して複雑な構造で、設置場所の自由度にも欠けるものとなっています(例えば、特許文献1参照)。 As a method of removing sand accumulated in the river, a method of installing a structure in the flow is also considered, but it has a more complicated structure than the present invention and lacks flexibility in installation location. (For example, see Patent Document 1).
また、本発明による構造物に類似した例として、河川の流れの中に杭や柱などが打ち込まれた光景を見ることもあります。それらは外見上、本発明による方法と類似していますが、本発明による方法とは全く異なる意図を持つものであります。それらは土砂の流下を促進させるためのものでは無く、水流を制御して流れの力を弱くするためのものです。 As an example similar to a structure according to the present invention, you may see a scene where piles or pillars are driven into a river flow. They are similar in appearance to the method according to the invention, but have a completely different intention from the method according to the invention. They are not intended to promote sediment flow, but to control water flow and weaken the flow force.
それらの杭や柱などでは通常の水位において、その垂直方向の長さのうち、かなりの長さが水面より突出しています。これは、通常の水位では空中に突出している部分が、増水時に作用して水流を弱めることが求められているからです。また、これらの杭や柱では水の流下方向への連続性について考慮されていません。ほとんど間隔は一定で、連続性よりもむしろ間隔を広げることに注意が払われています。 In those piles and pillars, a considerable length of the vertical length protrudes from the water surface at normal water levels. This is because the part that protrudes into the air at normal water level is required to act at the time of water increase and weaken the water flow. In addition, these piles and columns are not considered for continuity in the direction of water flow. Attention is paid to increasing the spacing rather than continuity, with almost constant spacing.
水面下に杭や柱を見ることもありますが、それらは水の流れに横断的に設置されていて、水の流れや土砂の流下を妨げる役目を果たしています。本発明の意図するように土砂の流下を促進させるためには、杭のように表面積の小さなものでは、ある程度以上の長さで隙間無く、水の流れの方向に連続的にそれらを設置する必要があります。 Sometimes you see piles and pillars under the surface of the water, but they are installed transversely to the flow of water and play a role in hindering the flow of water and sediment. In order to promote the flow of earth and sand as intended by the present invention, it is necessary to install them continuously in the direction of water flow with a certain length and no gap in the case of a small surface area such as a pile. there is.
すなわち、従来より見られる杭や柱を打ち込む方法は、土砂の流下を促進させることを目的とはしていません。 In other words, the conventional method of driving piles and pillars is not aimed at promoting sediment flow.
水の流れに杭や柱を打ち込む方法において、その目的が、河川の川底の床止めや、土砂の自然堆積にあることを明確に記述しているものもあります(例えば、特許文献2参照)。 Some of the methods of driving piles and pillars into the flow of water clearly state that the purpose is to stop the bottom of a river or to naturally deposit sediment (for example, see Patent Document 2).
従来、河川等に堆積した土砂を取り除くために大きな手間や費用を掛けています。また、それらの工事は一時的な効果にとどまる事が多いため、継続的に繰り返し行われる場合がほとんどです。これらの問題を恒久的かつ安価な方法で改善することが望まれて来ました。 Conventionally, it takes a lot of time and money to remove sediment deposited in rivers. In addition, these works often have only temporary effects and are often repeated continuously. It has been desired to improve these problems in a permanent and inexpensive way.
この状況を改善するため、河川において自然に見られる作用を模倣した方法による構造物を設置することにより、環境に過度の負荷をかけることのない、効果的でなおかつ安価な方法を考案しました。 In order to improve this situation, we have devised an effective and inexpensive method that does not place excessive load on the environment by installing structures that mimic the action naturally found in rivers.
本発明は、河川の流れの中にある石や岩と同じように硬質な資材による構造物を、水の流れの方向に沿って設置することにより、河川等に堆積する土砂の流下を促進させます。 The present invention promotes the flow of sediment deposited in rivers by installing structures made of hard materials along the direction of water flow, like stones and rocks in river flows. The
構造物の形状は塀状、擁壁状、杭や柱による列柱状、或いは岩盤状として水流によっても移動、変形、流下しない構造とします。 The structure is shaped like a bowl, a retaining wall, a column with piles or columns, or a rock, so that it does not move, deform, or flow down even with water flow.
構造物の資材は、石、岩、コンクリート、鉄、その他の金属、木材等、耐用年数を考慮したうえで、必要とする形状、性能の構成が可能な資材を選択します。 As materials for structures, stones, rocks, concrete, iron, other metals, wood, and other materials that can be configured in the required shape and performance are selected after considering their service life.
自然の河川においては、土、砂、石、岩などの土砂が水と共に常に流下しています。その中で硬質で質量のある石や岩は、その近くを流れる水の流れの強さを強化させています。強くなった水の流れは、その石や岩の上流やその場所にある土や砂や石をより早く流下させていきます。やがて、石や岩のある場所は他の場所に比べて土砂がより流下して深くなっていきます。 In natural rivers, earth and sand such as soil, sand, stones and rocks are always flowing along with water. Among them, hard and massive stones and rocks reinforce the strength of the water flowing nearby. The strengthened flow of water will cause the soil, sand and stones in the upstream of the stones and rocks and the places to flow down more quickly. Eventually, the places with stones and rocks will become deeper as the earth and sand flow down compared to other places.
河川において土砂は連続的に堆積していますから、石や岩のある場所で土砂が流下して深くなれば、それを埋めるように上流や岸辺の土砂が石や岩の場所へ流れ込みます。そして、石や岩はそれらの土砂をさらに流下させていきます。土、砂、石、岩などの土砂が堆積した河川ではこのような作用により土砂の流下が促進されています。
この作用は水の流れに付随して発生するもので、流下する土や砂や石よりも大きな石や岩がある場所で発生しています。また、この作用は水の流れ自体による土砂の流下作用に比べると小さいものです。
Sediment accumulates continuously in the river, so if the sediment flows down and deepens in a place with stones or rocks, the sediment on the upstream or shore flows into the stones or rocks to fill it. And stones and rocks will flow down those sediments. In rivers where sediment, such as soil, sand, stones, and rocks, is deposited, the flow of sediment is promoted.
This action is accompanied by the flow of water and occurs in places where there are stones and rocks that are larger than the soil, sand or stones that flow down. In addition, this effect is small compared to the sediment flow caused by the water flow itself.
河川の上流部などにおいては、河川敷に多量の石や岩があるのが普通ですが、流れの中の全ての場所に石や岩がある訳ではありません。ですから、この作用によって出来た淵と呼ばれる石や岩の周囲の深みも、大きな増水時には上流からの大量の土砂の流入によって埋まってしまいます。しかし、水流と石や岩のある所では常に発生している力ですから、増水が終了すれば石や岩は土砂を強く流下させ続けて、再び淵と呼ばれる深みを周囲に作りだしていきます。 In upstream areas of rivers, there are usually a lot of stones and rocks on the riverbed, but not all places in the flow have stones and rocks. Therefore, the depths around the stones and rocks, which are called corals, created by this action are also buried by the inflow of a large amount of sediment from the upstream when there is a large increase in water. However, since it is a force that is constantly generated in places where there are water currents and stones and rocks, when the water increase is completed, the stones and rocks will continue to make the earth and sand flow down and create a depth called reeds around.
この作用はそれほど大きなものではありません。しかし、流下する土砂よりも大きな石や岩がある所では、水の流れ自体による土砂の流下作用に必ず付加されています。したがって、流れの全面に大きな岩がある状態と同じで状態である、全面コンクリート張りの水路や河川などでは、土砂の流下作用は大きくなり、増水時にはほとんどの土砂を下流に流下させてしまいます。 This effect is not so great. However, in places where there are stones and rocks larger than the flowing sediment, it is always added to the sediment flow by the water flow itself. Therefore, in a full concrete waterway or river that is in the same state as a large rock on the entire surface of the flow, the flow of sediment will increase, and most of the sediment will flow downstream when the water increases.
この作用は石や岩が大きければ大きいほど、流下方向に長ければ長いほどその作用が強くなります。これにより中流や下流においても岩壁やコンクリート護岸のところで水底を深くするなどの現象が生じています。 This action becomes stronger as the stones and rocks are larger and the longer they are in the flow direction. As a result, phenomena such as deepening the bottom of the rocks and concrete revetments occur in the middle and downstream.
河川において見られる上記のような現象も、すべて同じ作用が様々な様相を見せて出現したものです。この作用は水中にある石や岩の表面積が大きいほど、水の流れが強いほど、その力が強くなります。この作用は水の流れと石や岩等が有る所では必ず発生している力です。 The above phenomena seen in rivers are all the same effects that appear in various ways. This action becomes stronger as the surface area of stones and rocks in the water increases and the flow of water increases. This action is a force that is always generated where there is water flow and stones or rocks.
河川においては、増水の期間に比べて平均的な水量である期間が長いのが普通ですから、小さな力であっても、石や岩の周囲には長い時間を掛けて深みが出来てきます。
多くの河川において増水により土砂が堆積したのちに、やがて水の流れが決まり、次第に土砂が排出され、淵、荒瀬、瀬など様々な景観を生じさせ、様々な生物の生活環境を作り出しているのは、増水時の土砂の流下作用よりも、通常の水量の時の土砂の流下作用のほうが大きくなる事を示しています。
In rivers, the average amount of water is usually longer than the period of water increase, so even a small force can take a long time to deepen around stones and rocks.
After many sediments have accumulated in many rivers, the flow of water is finally determined, and the sediment is gradually discharged, creating various landscapes such as droughts, rough waters and rivers, creating a living environment for various organisms. Indicates that the flow of sediment during normal water flow is greater than the flow of sediment during flooding.
ところが、自然の河川においてはそれらの作用をもたらす石や岩も、土や砂と同じくやがて水と共に流下していきます。
特に中流や下流においては石や岩も小さくなり、かつまた水の流れにより流下し易い状況にあります。したがって、河川の中流や下流においては石や岩による深みも少なく土砂の堆積量も自然に多くなる傾向です。
However, in natural rivers, the stones and rocks that cause these effects will eventually flow along with water, just like soil and sand.
In particular, in the middle and downstream, stones and rocks become smaller, and it is easy to flow down due to the flow of water. Therefore, there is little depth due to stones and rocks in the middle and downstream of the river, and the amount of sediment deposited tends to increase naturally.
本発明は、硬質な資材からなる塀状、擁壁状、柱や杭による列柱状、または岩盤状の構造物を水の流れの中に固定して設置することにより、土砂を流下させる力を恒常的に保持させます。 The present invention has the ability to flow down earth and sand by fixing a rigid structure made of hard material, a retaining wall shape, a columnar shape with pillars and piles, or a rock-like structure in a water flow. Keep it constant.
本発明の方法は、構造物が水面より突出することを必要としませんから、増水時であっても水の流れや土砂の流れを妨げることが少ない特長があります。また、水や土砂と共に流下してくる流木などの障害物に対してもその流下を妨げることが少ないのです。
この構造物は自然の石や岩に模した外観にする事も可能ですから、景観的にも周囲に違和感を与える事の少ない、極めて環境にやさしい方法と言えます。
Since the method of the present invention does not require the structure to protrude from the surface of the water, it has the advantage that it does not obstruct the flow of water or sediment even when there is an increase in water. In addition, obstacles such as driftwood flowing down with water and earth and sand are less likely to interfere with the flow.
Since this structure can be made to look like natural stones and rocks, it can be said to be an extremely environmentally friendly method with little discomfort in the landscape.
本発明の方法は、普通の水位の時の自然の水流の作用を模倣したものですから、その効果が過大になる事はありません。すなわち、土砂を流下させたとしても、下流に急激に堆積させる事はありません。土砂は長い時間を掛けて徐々に流下していきます。 The method of the present invention mimics the action of natural water flow at normal water levels, so the effect will not be excessive. In other words, even if sediment is caused to flow down, it does not accumulate rapidly downstream. Sediment flows down gradually over a long period of time.
本発明の方法は、土砂を流下させると共にその場所を深くしますから、河川の中に淵などを形成することも可能となります。本発明の方法による構造物を単独で設置するだけでは充分な淵とはなりませんが、複数の構造物を関連づけて設置することによりそれらが可能となります。この場合、構造物の構成を工夫する事やその配置を考慮することにより、昆虫類や魚類など多くの生物に良好な生息環境を提供することも可能となります。 Since the method of the present invention allows the earth and sand to flow down and deepen the place, it is also possible to form dredging in the river. It is not enough to install a structure according to the method of the present invention alone, but it is possible by installing multiple structures in association with each other. In this case, it is possible to provide a good habitat for many organisms such as insects and fish by devising the structure of the structure and considering its arrangement.
本発明の方法は、土砂を流下させると共にその場所を深くしますから、水の流れの位置を制御するのに役に立ちます。水の流れは深い所がその流れの中心となる傾向を持ちますから、この構造物を設置することにより河川敷の中の水の流れの位置に影響を与えたり、流れの中の流芯の位置に影響を与える事が出来ます。 The method of the present invention is useful for controlling the position of the water flow because it allows the sediment to flow down and deepen its location. Since the flow of water tends to be deep in the center of the flow, installing this structure will affect the position of the water flow in the riverbed, and the position of the core in the flow. Can be affected.
本発明の方法は、水の流れと土、砂、石が有るところならどこでもその効果があります。したがって、河川の上中流部だけでなく下流部や、水の流れのある海岸においてもその効果は期待できます。また、河川最下流部の河口において、土砂が河口を塞ぐ場合にもこの構造物の設置は効果が期待できます。 The method of the present invention is effective wherever there is a stream of water and soil, sand or stone. Therefore, the effect can be expected not only in the upper and middle rivers, but also in the downstream areas and the coasts where water flows. In addition, the installation of this structure can be expected to be effective even when earth and sand close the river mouth at the river mouth of the river downstream.
本発明の方法による構造物は構造が簡単であるので、その設置において柔軟性があります。より多くの効果を求める場合などに、複数列の構造を設置したり、或いは水の流れの方向への長さを長くするなど、様々な状況に応じた設置が容易です。 Since the structure according to the method of the present invention is simple in structure, it is flexible in its installation. When more effects are required, it is easy to install according to various situations, such as installing multiple rows of structures or increasing the length in the direction of water flow.
本発明の方法は、材料の選択に柔軟性がある事、およびその形状が単純であるために設置に要する費用が安価であります。特に、杭や柱を列柱状に設置する場合では、その資材とその設置費用は安価なものになります。 The method of the present invention is flexible in the selection of materials and is simple in shape, so installation costs are low. In particular, when piles and pillars are installed in a columnar shape, the materials and installation costs are cheap.
本発明の方法による構造物を土砂の堆積した河川中流域において設置した例として、図1を説明します。
土砂の堆積した中小規模の河川中流部において、水の流れの中にコンクリート製の丸柱(直径25cm、長さ3m)を地中深くに打ち込み、長さ3メートルの列柱状の構造物1とします。これらの柱は全体として連続している必要がありますが部分的に間隔があっても問題ありません。設置する柱の太さや長さ、連続させる列柱の長さは、その河川における様々な状況を勘案して決定します。
河川の水の流れ方向を5として、通常時の水面を6とします。
増水により上流から多量な土砂が流下してきた結果の川底7が、本発明による構造物である列柱1の働きにより通常の水量において徐々に深くなり、また上流の土砂を流下させ、やがて川底8へと変化していきます。
Figure 1 shows an example of a structure according to the present invention installed in a middle river basin where sediment has accumulated.
In the middle stream of small and medium-sized rivers where sediment has accumulated, a concrete circular pillar (diameter 25 cm, length 3 m) is driven deep into the flow of water to form a
The flow direction of the river water is 5, and the normal water surface is 6.
The
図2は本発明の方法による構造物を塀状にして設置した例です。図3は本発明の方法による構造物を塀状と列柱状にして、それぞれの上部を自然の石や岩を模倣した外観に形成しています。図2、図3いずれの場合も水流と土砂の関係は図1の場合と同じです。 Fig. 2 shows an example in which the structure according to the present invention is installed in a bowl shape. Fig. 3 shows the structure of the method of the present invention in the shape of a bowl and a column, and the upper part of each structure is formed to look like natural stones and rocks. The relationship between water flow and earth and sand is the same as in Fig. 1 in both cases.
図1の例におけるような柱による列柱状の構造物は設置が容易なものと言えますが、河川等の全ての場所において設置可能とは限りません。より上流部では堆積した石や岩が多くかつ大きくなりますから、これらの柱の打ち込みは困難です。また水流が強い場所でも列柱状の構造ではそれぞれの重量が少ないためにそれらの固定は困難です。
これらの場合においてそれぞれの困難を解決するには図2又は図3に示す塀状の構造が効果的です。塀状にした場合では重量の増加により固定化が容易となり、全体を一括して設置することが可能になります。
A columnar structure with pillars as in the example in Fig. 1 can be said to be easy to install, but it may not be possible to install in all locations such as rivers. In the upstream, there are many accumulated stones and rocks, and it is difficult to drive these columns. Even in locations with strong water flow, columnar structures are difficult to fix due to their low weight.
In these cases, the saddle-like structure shown in Fig. 2 or Fig. 3 is effective in solving each difficulty. In the case of a bowl, it becomes easier to fix due to the increase in weight, and the whole can be installed in a lump.
図4の例における構造物3のような擁壁状の構造は片側にのみ深みを形成するので、岸辺の護岸や堤防と同様の働きを持たせる事が出来ます。また、自然の河川に見られる岩壁と同じ形態とすることが出来ますから淵の形成も容易になります。 The retaining wall-like structure like the structure 3 in the example of Fig. 4 forms a depth only on one side, so it can have the same function as a bank revetment or embankment. In addition, the formation of corals is facilitated because it can have the same form as the rock walls found in natural rivers.
図5の例における岩盤状の構造物4は、河川の上流部で目にするような川底の自然な岩盤を模倣したものです。
河川における土砂の堆積状況はそれぞれの河川や場所ごとに異なり様々な様相となっています。柱による列柱状の構造も塀状の構造も擁壁状の構造も設置が困難である場合などでは、川底を岩盤状にする事により、土砂の流下を促進させる事が出来ます。図5においては川底全体を岩盤状としていますが一部分のみを岩盤状とすることも可能です。
The rock-
Sediment accumulation in rivers varies from river to river and location. In cases where it is difficult to install columnar, columnar, or retaining wall structures, it is possible to promote sediment flow by making the riverbed rock-like. In Fig. 5, the entire riverbed is shaped like a rock, but only a part can be rocked.
図6においては塀状の構造物を河川中央部に設置することにより流れの中心を移動させる例です。図6左側の屈曲部において、構造物2を河川中央部に連続的に設置することにより、水の流れの中心を中央部に移動させます。流れの中心が右岸に接する前に塀状の構造物が作りだす深みによって、通常は右岸(図6上側)に偏って流れようとする流れを中央部に移動させる例です。
Figure 6 shows an example of moving the center of the flow by installing a saddle-shaped structure in the center of the river. In the bent part on the left side of Fig. 6, the center of the water flow is moved to the center by continuously installing the
1 本発明の方法による列柱状の構造物
2 本発明の方法による塀状の構造物
3 本発明の方法による擁壁状の構造物
4 本発明の方法による岩盤状の構造物
5 水の流れの方向
6 通常時の水面
7 増水後の川底
8 1又は2の効果により土砂が流下した後の川底
9 河川敷に堆積した土砂
10 護岸或いは堤防の内側線
1 columnar structure by the method of the
Claims (3)
A method for facilitating the flow of earth and sand, characterized in that the structure of claim 1 and the structure of claim 2 are combined and installed in a water flow.
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