JP2014152523A

JP2014152523A - ダム下流の構造

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Publication number: JP2014152523A
Application number: JP2013023045A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Kawachi; 友一河内
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2014-08-25
Anticipated expiration: 2033-02-08
Also published as: JP5555339B1

Abstract

【課題】ダムの上流側に堆積した土砂を容易に回収して処理できるとともに、ダムの規模やダムの周囲の環境に影響されることなく設置が可能なダム下流の構造を提供する。
【解決手段】ダム２の上流から流下して、該ダム２の上流側の底部に堆積した土砂１５を回収して処理するダム下流の構造１であって、前記ダム２の下流側の河川３の水底４に設けられる、該水底４よりも深く形成された掘り込み部８と、該掘り込み部８の開口部８ａに取り外し可能に設けられる蓋１２と、前記ダム２の上流側の底部と前記掘り込み部８との間を接続する土砂導入路６とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダム下流の構造に関し、特に、ダムの上流側の水底に堆積した土砂を回収して処理するのに有効なダム下流の構造に関する。

一般に、水力発電所の取水ダムにおいては、上流から流下した土砂が水底に堆積することによってダム機能が低下するため、定期的に水底を浚渫して堆積した土砂を取り除いて回収することにより、ダム機能を維持することが行われている。

この場合、浚渫によって水底から取り除いて回収した土砂を、ダムの近隣に設置した土砂捨て場や置土場等の集積場まで運搬して集積したのでは、土砂捨て場や置土場等の集積場までの土砂の運搬に手間がかかる。また、ダムの周辺の環境によっては、ダムの近隣に集積場を設置することができないことがある。

これに対して、特許文献１には、ダム貯水池の堆積土砂の排出方法に関する技術が記載されている。この堆積土砂の排出方法は、堤体の上部に配置した作業機械によってドリルパイプを支持し、このドリルパイプを回転させながら下降させることにより、ドリル部を堆積土砂の内部に圧入し、吹き出し口から圧縮空気を吐出させることにより、堆積土砂を土砂取り入れ口からドリル部内に導き、圧縮空気によるエアーリフト効果により排出パイプを通じて土砂を沈砂池へ移送して排出させるように構成したものである。

特許文献１に記載の堆積土砂の排出方法は、堤体の下流側の河川の水底に沈砂池を設置しているので、ダムの周辺の環境に影響されることなく、沈砂池を設置することができる。また、堤体の下流側の河川の水底に沈砂池を設置しているので、沈砂池までの堆積土砂の運搬に手間がかかるようなことはない。

しかし、堤体の上部に設置した作業機械によってドリルパイプを支持する構造となっているため、作業機械によって支持するドリルパイプが届く範囲内の堆積土砂の回収にしか適用することができず、ダムの規模によっては適用することができない。

特開平１０−１５９０６４号公報

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、ダムの上流側の水底に堆積した土砂を容易に回収して処理することができるとともに、ダムの規模やダムの周辺の環境に影響されることなく、ダムの下流側に設置が可能なダム下流の構造を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、ダムの上流から流下して、該ダムの上流側の底部に堆積した土砂を回収して処理するダム下流の構造であって、前記ダムの下流側の河川の水底に設けられる、該水底よりも深く形成された掘り込み部と、該掘り込み部の開口部に取り外し可能に設けられる蓋と、前記ダムの上流側の底部と前記掘り込み部との間を接続する土砂導入路とを備えていることを特徴とする。

本発明のダム下流の構造によれば、ダムの上流側の底部に堆積した土砂は、土砂導入路を通じて掘り込み部に導かれ、掘り込み部の内部に堆積されることになる。また、掘り込み部の内部に堆積された土砂は、掘り込み部の開口部から蓋を取り外して河川の水の流れに晒すことにより、河川の水の流れによって下流側に排出されることになる。

また、本発明において、ダムの上流から流下して、該ダムの上流側に設けられた沈砂池の底部に堆積した土砂を回収して処理するダム下流の構造であって、前記ダムの下流側の河川の水底に設けられる、該水底よりも深く形成された掘り込み部と、該掘り込み部の開口部に取り外し可能に設けられる蓋と、前記ダムの上流側の沈砂池の底部と前記掘り込み部との間を接続する土砂導入路とを備えていることとしてもよい。

本発明のダム下流の構造によれば、ダムの上流側の沈砂池の底部に堆積した土砂は、土砂導入路を通じて掘り込み部に導かれ、掘り込み部の内部に堆積されることになる。また、掘り込み部の内部に堆積された土砂は、掘り込み部の開口部から蓋を取り外して河川の水の流れに晒すことにより、河川の水の流れによって下流側に排出されることになる。

また、本発明において、前記土砂導入路の前記ダムの上流側の開口部には、該開口部を開閉させるバルブが設けられていることとしてもよい。

本発明のダム下流の構造によれば、土砂導入路のダムの上流側の開口部のバルブを開くことにより、ダムの上流側の底部又はダムの上流側の沈砂池の底部に堆積された土砂が土砂導入路内に流入し、土砂導入路を通じて掘り込み部に導かれ、掘り込み部の内部に堆積されることになる。

また、本発明において、前記掘り込み部は、前記ダムの下流の河川の全幅に亘って設けられ、又は前記ダムの下流の河川の全幅に亘って所定の間隔ごとに複数箇所に設けられていることとしてもよい。

本発明のダム下流の構造によれば、ダムの下流側の河川の全幅に亘って設けられている掘り込み部、又は河川の全幅に亘って所定の間隔ごとに複数箇所に設けられている掘り込み部の内部に土砂が堆積されることになる。

また、本発明において、前記掘り込み部の内面のうち、河川の流れ方向の前後面は河川の流れ方向に傾斜する傾斜面に形成されていることとしてもよい。

本発明のダム下流の構造によれば、掘り込み部の内面のうち、河川の流れ方向の前後面は河川の流れ方向に傾斜する傾斜面に形成されているので、掘り込み部の内部に堆積した土砂を河川の下流方向に排出させ易くすることができる。

また、本発明において、前記掘り込み部の開口部には複数の桁からなる支持部が設けられ、該支持部の上部に前記蓋が設けられていることとしてもよい。

本発明のダム下流の構造によれば、複数の桁からなる支持部の上部に蓋が設けられているので、水圧によって蓋が掘り込み部の内部に落下するのを防止できる。

また、本発明において、前記蓋は、鋼製又はコンクリート製であることとしてもよい。

本発明のダム下流の構造によれば、鋼製又はコンクリート製の蓋によって掘り込み部の開口部が開閉されることになる。

以上、説明したように、本発明のダム下流の構造によれば、ダムの上流側の水底に堆積した土砂を容易に回収して処理することができる。また、ダムの規模やダムの周辺の環境に影響されることなく、ダムの下流側の河川の水底に土砂を回収して処理する掘り込み部を形成することができる。

本発明によるダム下流の構造の一実施の形態を示した概略図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明によるダム下流の構造の一実施の形態が示されている。本実施の形態のダム下流の構造１は、例えば、水力発電所の取水ダム２に適用され、上流から流下する土砂１５を回収して処理するのに有効なものである。

本実施の形態のダム下流の構造１は、ダム２の下流の河川３の水底４に設けられる、河川３の水底４よりも一段深く形成された掘り込み部８と、掘り込み部８の開口部８ａに取り外し可能に設けられる蓋１２と、掘り込み部８とダム２の上流側に設けられた沈砂地５との間を接続する土砂導入路６とを備えている。

掘り込み部８は、ダム２の下流側の河川３の水底４を所定の深さで掘削して凹状に形成したものであって、ダム２の下流側の河川３の水底４に河川３の全幅に亘るように設けられている。なお、掘り込み部８は、河川３の全幅に亘って所定の間隔ごとに複数箇所に設けるように構成してもよい。

掘り込み部８は、ダム２の下流側の河川３の水底４を掘削したままの状態としてもよいし、掘削した部分の内面に所定の厚さでコンクリートを打設する等によってコンクリート構造としてもよい。

掘り込み部８の内面のうち、河川３の流れ方向の前後に位置する前面８ｂ及び後面８ｃは所定の角度の傾斜面に形成され、河川３の幅方向に位置する左側面８ｄ及び右側面８ｅは上下方向を向く鉛直面に形成され、底面８ｆは水平方向を向く水平面に形成されている。掘り込み部８の河川３の前後に位置する前面８ｂ及び後面８ｃを傾斜面とすることにより、掘り込み部８の内部に集積した土砂１５を河川３の流れによって掘り込み部８から排出させ易くすることができる。

掘り込み部８の開口部８ａの前面８ｂ及び後面８ｃの上端間には、Ｈ型鋼等からなる縦桁１０が河川３の幅方向に所定の間隔ごとに複数箇所に架設されるとともに、隣接する縦桁１０、１０間にはＨ型鋼等からなる横桁１１が河川３の流れ方向に所定の間隔ごとに複数箇所に架設され、これらの複数本の縦桁１０と横桁１１とによって蓋１２を支持する格子状の支持部９が構成されている。

蓋１２は、鋼板、コンクリート板等からなる板状をなすものであって、複数枚の蓋１２を支持部９の上部に隣接する蓋１２、１２間に隙間が形成されないように載置させることにより、掘り込み部８の開口部８ａを閉塞することができる。また、支持部９の上部から複数枚の蓋１２を取り外すことにより、掘り込み部８の開口部８ａを開放させることができる。蓋１２によって掘り込み部８の開口部８ａを閉塞することにより、掘り込み部８によって河川３の流れが影響を受けるのを防止できる。

なお、支持部９の上部に複数枚の蓋１２を載置させて掘り込み部８の開口部８ａを閉塞したときに、複数枚の蓋１２の上面と河川３の水底４とが面一となるように、支持部９の縦桁１０及び横桁１１を架設する高さを調整するのが好ましい。このような構成とすることにより、河川３の水底４に蓋１２によって段差が形成されるのを防止でき、蓋１２によって河川３の流れが影響を受けるのを防止できる。

ダム２の上流側には、上流側の河川４を流下する土砂１５を導いて沈殿させる沈砂池５が設けられ、この沈砂池５の底部５ａと掘り込み部８の内面の右側面８ｅとの間に、沈砂池５から土砂１５を掘り込み部８に導く土砂導入路６が設けられている。

土砂導入路６の沈砂池５側の開口部６ａには、開口部６ａを開閉するバルブ７が設けられ、このバルブ７を開くことにより、沈砂池５に溜まった土砂１５を土砂導入路６に導くことができ、この土砂１５を土砂導入路６を通じて掘り込み部８の内部に導くことができる。

掘り込み部８の内部には、掘り込み部８の内部から水１６を排出させるための水中ポンプ１７が設けられ、沈砂池５から土砂導入路６を通じて掘り込み部８の内部に土砂１５を導く際に、水中ポンプ１７で掘り込み部８の内部から水１６を排出させることにより、掘り込み部８の内部に所定量の土砂１５を集積させる容積を確保することができる。

上記のように構成した本実施の形態のダム下流の構造１により、ダム２の上流から流下する土砂１５を回収して処理するには、ダム２の上流から流下する土砂１５を沈砂池５に導き、沈砂池５の底部５ａに所定量の土砂１５を堆積させる。

そして、沈砂池５に所定量の土砂１５を堆積させた後に、土砂導入路６の開口部６ａのバルブ７を開くことにより、沈砂池５の底部５ａの土砂１６を土砂導入路６内に流入させ、土砂導入路６を通じて掘り込み部８の内部に流入させる。これにより、沈砂池５の底部５ａに堆積したほぼ全量の土砂１５を掘り込み部８の内部に移動させることができる。

そして、沈砂池５の底部５ａからほぼ全量の土砂１５を掘り込み部８の内部に移動させた後に、バルブ７を閉じることによって沈砂池５から土砂導入路６への土砂１５の流入を停止させ、この状態を所定の期間保つことにより、沈砂池５の底部５ａに所定量の土砂１５を堆積させる。

そして、沈砂池５の底部５ａに所定量の土砂１５を堆積させた後に、上述した手順によって沈砂池５の底部５ａの土砂１５を掘り込み部８の内部に移動させ、このような作業を繰り返すことによって掘り込み部８の内部に土砂１５が満杯に溜まったときに、掘り込み部８の開口部８ａを閉塞している蓋１２を取り外して、掘り込み部８の開口部８ａを開放させることにより、掘り込み部８の内部の土砂１５を河川３の水１６の流れに晒す。

これにより、河川３の水１６の流れによって掘り込み部８の内部の土砂１５が河川３の下流側に排出される。この場合、河川３の掘り込み部８に対応する部分は、水叩き現象によって流れが速くなるので、掘り込み部８の内部の土砂１５を効率よく河川３の下流側に排出させることができる。

そして、掘り込み部８の内部の土砂１５をほぼ全量排出させた後に、掘り込み部８の開口部８ａを蓋１２で閉塞し、沈砂池５の底部５ａへの土砂１５の堆積、沈砂池５の底部５ａの土砂１５の土砂導入路６を通じての掘り込み部８の内部への移動、掘り込み部８の開口部８ａの蓋１２の取り外し作業を繰り返し行う。これにより、ダム２の上流側から流下する土砂１５を河川３の下流側に連続して排出させることができる。

上記のように構成した本実施の形態のダム下流の構造１にあっては、ダム２の下流側に土砂１５を堆積させる掘り込み部８を設けたことにより、土砂捨て場や置土場等の集積場のように設置場所が制限されることはなく、各種のダム２に適応することができる。

また、ダム２の上流側の沈砂池５の底部５ａに堆積させた土砂１５を、土砂導入路６を通じてダム２の下流側に設けた掘り込み部８に移動させて、掘り込み部８で河川３の水１６の流れに晒すことにより河川３の下流側に排出させるように構成したので、沈砂池５の底部５ａに堆積させた土砂１５を浚渫して土砂捨て場や置土場等の集積場に運搬する必要がなく、沈砂池５の底部５ａに堆積させた土砂１５の処理に要する手間を大幅に削減することができる。

なお、上記の説明においては、沈砂池５の底部５ａに堆積させた土砂１５を土砂導入管６を通じて掘り込み部８に導いたが、沈砂池５のないダム２の場合には、図１に想像線で示すように、ダム２の上流側の底部と掘り込み部８との間を土砂導入路６で接続し、ダム２の上流側の底部から土砂導入路６を通じて直接に掘り込み部８に土砂１５を移動させるように構成すればよい。

１ダム下流の構造
２ダム
３河川
４水底
５沈砂池
５ａ底部
６土砂導入路
６ａ開口部
７バルブ
８掘り込み部
８ａ開口部
８ｂ前面
８ｃ後面
８ｄ左側面
８ｅ右側面
８ｆ底面
９支持部
１０縦桁
１１横桁
１２蓋
１５土砂
１６水
１７水中ポンプ

Claims

ダムの上流から流下して、該ダムの上流側の底部に堆積した土砂を回収して処理するダム下流の構造であって、
前記ダムの下流側の河川の水底に設けられる、該水底よりも深く形成された掘り込み部と、該掘り込み部の開口部に取り外し可能に設けられる蓋と、前記ダムの上流側の底部と前記掘り込み部との間を接続する土砂導入路とを備えていることを特徴とするダム下流の構造。
ダムの上流から流下して、該ダムの上流側に設けられた沈砂池の底部に堆積した土砂を回収して処理するダム下流の構造であって、
前記ダムの下流側の河川の水底に設けられる、該水底よりも深く形成された掘り込み部と、該掘り込み部の開口部に取り外し可能に設けられる蓋と、前記ダムの上流側の沈砂池の底部と前記掘り込み部との間を接続する土砂導入路とを備えていることを特徴とするダム下流の構造。
前記土砂導入路の前記ダムの上流側の開口部には、該開口部を開閉させるバルブが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のダム下流の構造。
前記掘り込み部は、前記ダムの下流の河川の全幅に亘って設けられ、又は前記ダムの下流の河川の全幅に亘って所定の間隔ごとに複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のダム下流の構造。
前記掘り込み部の内面のうち、河川の流れ方向の前後面は河川の流れ方向に傾斜する傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のダム下流の構造。
前記掘り込み部の開口部には複数の桁からなる支持部が設けられ、該支持部の上部に前記蓋が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のダム下流の構造。
前記蓋は、鋼製又はコンクリート製であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のダム下流の構造。