JP2022135223A

JP2022135223A - 人工湧昇流マウンド礁用コンクリートブロック

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Publication number: JP2022135223A
Application number: JP2021034887A
Authority: JP
Inventors: 悟志昇; Satoshi Nobori; 雅也橋田; Masaya Hashida
Original assignee: Fudo Tetra Corp
Current assignee: Fudo Tetra Corp
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2022-09-15
Anticipated expiration: 2041-03-05
Also published as: JP7271587B2

Abstract

【課題】目標位置に精度良く着底させることができ、また、少ない投入個数でマウンド礁を築造でき、施工費を縮減することができる湧昇流ブロックを提供する。【解決手段】基本形状が直方体であり、水平な天端面１１、水平な底面１２、及び、四つの垂直な側面１３を有するとともに、四隅に、角部が切り欠かれるとともに内側へ抉れるように形成された切欠溝１４を有し、横幅寸法（ａ）に対する奥行寸法（ｂ）の比率（ｂ／ａ）が０．５～０．８の範囲内に設定され、かつ、横幅寸法（ａ）に対する高さ寸法（ｈ）の比率（ｈ／ａ）が１．０～１．５の範囲内に設定され、また、横幅寸法（ａ）に対する切欠溝１４の寸法の比率が０．１～０．３の範囲内に設定され、かつ、横幅寸法（ａ）に対する切欠溝１４の深さ寸法の比率が０．０３～０．１５の範囲内に設定されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、湧昇流を誘発して海域を肥沃化し、魚介類が集まる好漁場を形成することができる人工湧昇流マウンド礁用のコンクリートブロック（湧昇流ブロック）に関する。

近年、水産資源の回復、維持、増大を目的として、水深１００～２００ｍ程度の海底に多数のコンクリートブロックを積み上げて、マウンド礁を造成する工事が実施されている。水深の大きい海底にマウンド礁を造成することにより、湧昇流（深層から表層へ海水が湧き上がる流れ）が誘発され、深層水に含まれる豊富な栄養塩を表層に供給することができ、その結果、海域の肥沃化、ひいては魚介類が集まる好漁場の形成を期待することができる。

水深が大きい海底に人工湧昇流マウンド礁を形成する場合、大量の湧昇流ブロックを、バージ船にて海上の投入予定位置（例えば、計画位置の直上位置）まで移送し、海中へ投入し、沈降させて、海底の計画位置に湧昇流ブロックを山状に積み上げるという方法が採用されている。

意匠登録第１４３３１４９号公報意匠登録第１４３３１５０号公報意匠登録第１４３３１５１号公報意匠登録第１４３３３６３号公報意匠登録第１４３３３６４号公報特開２０１１－２５０７４７号公報

従来の一般的な湧昇流ブロックとしては、三方向の外径寸法（横幅、奥行、及び、高さの寸法）がすべて同一のもの（キューブ型）が知られているが、このキューブ型の湧昇流ブロックは着底精度に問題がある。具体的には、キューブ型の湧昇流ブロックは、海上から投入した際、真っ直ぐに海中を沈降させることが難しく、多くのブロックが計画位置の周囲へ拡散してしまうという事態が生じ、その結果、設計通りの大きさのマウンド礁を築造するために、計画数量よりも多くのブロックが必要となり、材料費を含む施工費、及び、工期が増大してしまうという問題がある。

尚、材料費を節減できるように、天端面から底面まで貫通する垂直な空洞部を中央に形成した湧昇流ブロックも存在するが、着底精度が更に悪化してしまうという問題がある。

本発明は、このような従来技術における問題を解決しようとするものであって、目標位置に精度良く着底させることができる湧昇流ブロックを提供することを目的とする。

本発明に係る人工湧昇流マウンド礁用コンクリートブロック（湧昇流ブロック）は、基本形状が直方体であり、水平な天端面、水平な底面、及び、四つの垂直な側面を有するとともに、四隅に、角部が切り欠かれるとともに内側へ抉れるように形成された切欠溝を有し、横幅寸法（ａ）に対する奥行寸法（ｂ）の比率（ｂ／ａ）が０．５～０．８の範囲内に設定され、かつ、横幅寸法（ａ）に対する高さ寸法（ｈ）の比率（ｈ／ａ）が１．０～１．５の範囲内に設定されていることを特徴としている。

尚、横幅寸法（ａ）に対する奥行寸法（ｂ）の比率（ｂ／ａ）を０．８～０．９の範囲内に設定することもでき、この場合、横幅寸法（ａ）に対する高さ寸法（ｈ）の比率（ｈ／ａ）を１．１～１．５の範囲内に設定することが好ましい。

また、横幅寸法（ａ）に対する奥行寸法（ｂ）の比率（ｂ／ａ）を０．９～１．０の範囲内に設定することもでき、この場合、横幅寸法（ａ）に対する高さ寸法（ｈ）の比率（ｈ／ａ）を１．３～１．５の範囲内に設定することが好ましい。

更に、横幅寸法（ａ）に対する切欠溝の横幅方向の寸法（ｅ１）の比率（ｅ１／ａ）、及び、奥行方向の寸法（ｅ２）の比率（ｅ２／ａ）が、いずれも０．１～０．３の範囲内に設定され、かつ、横幅寸法（ａ）に対する切欠溝の深さ寸法（ｄ）の比率（ｄ／ａ）が、０．０３～０．１５の範囲内に設定されていることが好ましい。

また、中央に空洞部を形成することもでき、この場合、天端面側の開口幅（ｃ）に対する底面側の開口幅（ｃ’）の比率（ｃ’／ｃ）を０．６以下に設定することが好ましい。

本発明に係る人工湧昇流マウンド礁用コンクリートブロック（湧昇流ブロック）は、従来のものと比較して、目標位置に対し精度良く着底させることができ、従って、工事の進捗管理、ブロック投入計画立案の効率化を図ることができる。また、少ない投入個数でマウンド礁を築造できるため、施工費を縮減することができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る湧昇流ブロック１の斜視図である。図２は、図１に示す湧昇流ブロック１の平面図である。図３は、実施例１の実験で使用した水槽の写真である。図４は、実施例１の実験で使用したブロック模型Ｍ０１（従来のキューブ型の湧昇流ブロックと同じ寸法比）、Ｍ０６、Ｍ１１、及び、Ｍ２０の斜視図である。図５は、実施例２の実験で想定したマウンド礁の斜視図である。図６は、実施例２の実験における、標準偏差σが「１３．４」の湧昇流ブロックのシミュレーション結果を示す図及びグラフである。図７は、実施例２の実験における、標準偏差σが「５．０」の湧昇流ブロックのシミュレーション結果を示す図及びグラフである。図８は、実施例２の実験における、標準偏差σが「７．０」の湧昇流ブロックのシミュレーション結果を示す図及びグラフである。図９は、実施例３の実験で使用したブロック模型Ｍ２１～Ｍ２７の断面図である。

以下、添付図面に沿って、本発明に係る人工湧昇流マウンド礁用コンクリートブロック（湧昇流ブロック）の実施形態について説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係る湧昇流ブロック１の斜視図、図２は、その平面図である。この湧昇流ブロック１は、基本形状が直方体であり、水平な天端面１１、水平な底面１２、及び、四つの垂直な側面１３を有し、更に、四隅（隣接する二つの側面１３，１３の間の部分）に、角部が切り欠かれるとともに内側へ抉れるように形成された切欠溝１４を有している。

本実施形態の湧昇流ブロック１は、横幅寸法ａ（長辺の寸法）に対する奥行寸法ｂ（短辺の寸法）の比率（ｂ／ａ）が０．８に設定され、かつ、横幅寸法ａに対する高さ寸法ｈの比率（ｈ／ａ）が１．５に設定されている。尚、ｂ／ａは０．５～０．８の範囲内とすることが好ましく、この場合、ｈ／ａを１．０～１．５の範囲内に設定することが好ましい。また、ｂ／ａを０．８～０．９の範囲内に設定することもでき、この場合、ｈ／ａを１．１～１．５の範囲内に設定することが好ましい。更に、ｂ／ａを０．９～１．０の範囲内に設定することもでき、この場合、ｈ／ａを１．３～１．５の範囲内に設定することが好ましい。

また、横幅寸法ａに対する切欠溝１４の横幅方向の寸法ｅ１の比率（ｅ１／ａ）（図２参照）、及び、奥行方向の寸法ｅ２の比率（ｅ２／ａ）は、いずれも０．２に設定され（０．１～０．３の範囲内とすることが好ましい）、かつ、横幅寸法ａに対する切欠溝１４の深さ寸法ｄの比率（ｄ／ａ）は０．０７に設定されている（０．０３～０．１５の範囲内とすることが好ましい）。

尚、図１に示す湧昇流ブロック１には、従来の湧昇流ブロックのような空洞部（天端面から底面まで貫通する空洞部）（特許文献１～５参照）は形成されていないが、空洞部を形成することも可能である。但し、天端面１１側の開口幅ｃに対する底面１２側の開口幅ｃ’の比率（ｃ’／ｃ）を０．６以下に設定することが好ましい（本発明の第二実施形態）。

上記実施形態の湧昇流ブロック１は、従来のブロックと比較して、目標位置に対して精度良く着底させることができる。以下、この点について発明者らが行った各種実験の結果を、実施例１～３として説明する。

図３（１）に示すような実験水槽を用意するとともに、諸元の異なる複数種類の湧昇流ブロックの模型（縮尺：１／８０）を種類毎に多数個用意し、水槽の底面に設定した目標位置の直上の位置（水面）から、各ブロック模型を種類別に１個ずつ水中に投入して落下させ、目標位置から着底位置までの距離（散らばり距離）を計測し、それらの平均（標準偏差σ）を種類別に算出した。

尚、実験水槽としては、水深１６０ｍを想定して、深さ２ｍ（縮尺：１／８０）の水を貯留したものを用意した。また、実験水槽の底部には、縦横５ｃｍ間隔の格子（実物大換算：４ｍ）が描かれた板（大きさ：１ｍ×１ｍ）を配置し、その中央部を目標位置とした（図３（２）参照）。

ブロック模型としては、図１に示す湧昇流ブロック１と外形的な特徴が共通するブロック（即ち、基本形状が直方体であり、水平な天端面１１と底面１２、及び、四つの垂直な側面１３を有し、四隅に切欠溝１４を有するブロック）であって、横幅寸法ａ（長辺の寸法）を２．５ｃｍ（実物大換算：２ｍ）とし、横幅寸法ａ（長辺の寸法）に対する奥行寸法ｂ（短辺の寸法）の比率（ｂ／ａ）を０．５～１．０の範囲内で数段階に変化させるとともに、横幅寸法ａに対する高さ寸法ｈの比率（ｈ／ａ）を１．０～１．５の範囲内で数段階に変化させて製作した２０種類のブロック模型Ｍ０１～Ｍ２０を用意した（図４参照）。

ブロック模型Ｍ０１～Ｍ２０の散らばり距離の測定結果から算出した種類別の平均散らばり距離（標準偏差σ）（単位：ｍ（実物大換算））は、次の通りである。

ブロック模型Ｍ０１は、従来の一般的な湧昇流ブロックと同様に、三方向の外径寸法（横幅、奥行、及び、高さの寸法）がすべて同一であるキューブ型であり、その標準偏差σは上表の通り１３．４ｍであった。これに対し、ブロック模型Ｍ０９～Ｍ２０（ｂ／ａ＝０．５～０．８、ｈ／ａ＝１．０～１．５）の標準偏差σは、キューブ型のブロック模型Ｍ０１の１／２以下となった。また、ブロック模型Ｍ０４（ｂ／ａ＝１．０、ｈ／ａ＝１．５）の標準偏差σは５．０ｍ、ブロック模型Ｍ０７（ｂ／ａ＝０．９、ｈ／ａ＝１．３）の標準偏差σは５．３ｍ、ブロック模型Ｍ０８（ｂ／ａ＝０．９、ｈ／ａ＝１．５）の標準偏差σは５．８ｍとなり、これらもキューブ型のブロック模型Ｍ０１の１／２以下となった。

また、ブロック模型Ｍ０３（ｂ／ａ＝１．０、ｈ／ａ＝１．３）の標準偏差σは７．４ｍ、ブロック模型Ｍ０６（ｂ／ａ＝０．９、ｈ／ａ＝１．１）の標準偏差σは７．３ｍとなり、いずれもキューブ型のブロック模型Ｍ０１の約５５％となった。

標準偏差σ（平均散らばり距離）の値が異なる複数種類の湧昇流ブロックを対象として、コンピュータ解析プログラムを用いた海中落下シミュレーション実験を行った。

ここでは、図１に示す湧昇流ブロック１と外形的な特徴が共通するブロック（即ち、基本形状が直方体であり、水平な天端面１１と底面１２、及び、四つの垂直な側面１３を有し、四隅に切欠溝１４を有するブロック）であって、横幅寸法ａ（長辺の寸法）を２．０ｍとしたものを実験対象とし、標準偏差σの値として、１３．４（実施例１のブロック模型Ｍ０１（キューブ型）を想定）、５．０（実施例１のブロック模型Ｍ０４、Ｍ０７、Ｍ１０等を想定）、及び、７．０（実施例１のブロック模型Ｍ０３、Ｍ０６を想定）の三種類を設定した。また、上記湧昇流ブロックを使用する場合において、直径６０ｍ、中央部の高さ１５ｍのマウンド礁（図５参照）を築造するために必要となるブロックの個数（計画数量）を１０００個と算出し、解析プログラムにおいて、一種類につき１０００個の湧昇流ブロックを海面（目標位置の直上の位置）から投入し、落下させ、水深１６０ｍの海底に堆積させるシミュレーションを行った。

図６は、標準偏差σが１３．４の湧昇流ブロックのシミュレーション結果を示す図及びグラフである。標準偏差σが１３．４の湧昇流ブロックを使用した場合、図示されているように、多数のブロックが直径６０ｍの計画線の外側へ広く散らばってしまい、その結果、十分な高さのマウンド礁を形成することができず、より多くの（少なくともあと１０００個以上の）ブロックが必要になることが分かった。

図７は、標準偏差σが５．０の湧昇流ブロックのシミュレーション結果を示す図及びグラフであり、図８は、標準偏差σが７．０の湧昇流ブロックのシミュレーション結果を示す図及びグラフである。標準偏差σが５．０又は７．０の湧昇流ブロックを使用した場合、殆どのブロックが直径６０ｍの計画線の内側に収まり、かつ、十分な高さのマウンド礁を形成できることが確認された。つまり、標準偏差σが７．０程度（或いはそれ以下）の湧昇流ブロックであれば、従来のもの（標準偏差σ：１３．４）と比較して、目標位置に対し精度良く着底させることができ、より少ない投入個数でマウンド礁を築造できるという効果を期待することができると考えられる。

この実施例２の実験結果と、実施例１の実験結果（表１）とを合わせて検討してみると、ｂ／ａを０．５～０．８の範囲内に設定した場合には、ｈ／ａを１．０～１．５の範囲内に設定することにより（表１のブロック模型Ｍ０９～Ｍ２０参照）、また、ｂ／ａを０．８～０．９の範囲内に設定した場合には、ｈ／ａを１．１～１．５の範囲内に設定することにより（表１のブロック模型Ｍ０６～Ｍ０８参照）、更に、ｂ／ａを０．９～１．０の範囲内に設定した場合には、ｈ／ａを１．３～１．５の範囲内に設定することにより（表１のブロック模型Ｍ０３、Ｍ０４参照）、上記のような効果を期待することができると考えられる。

図９に示すように、中央に空洞部１５を形成した複数種類の湧昇流ブロックの模型Ｍ２１～２７（縮尺：１／８０）を多数用意し、実施例１の実験と同様の実験を行い、種類別に散らばり距離を計測し、標準偏差σ（平均散らばり距離）を算出した。

尚、図９（１）のブロック模型Ｍ２１は、従来の湧昇流ブロックと同様に、天端面１１における空洞部１５の開口幅ｃと、底面１２における開口幅ｃ’を同一の寸法に設定されている。図９（２）のブロック模型Ｍ２２～Ｍ２６は、底面１２側における空洞部１５の開口幅ｃ’を、天端面１１側における開口幅ｃよりも小さく設定されている。より具体的には、天端面１１側の開口幅ｃに対する底面１２側の開口幅ｃ’の比率（ｃ’／ｃ）を、０．４～０．９の範囲内で数段階に変化させて製作したものである。また、図９（３）のブロック模型Ｍ２７は、空洞部１５の底面１２側に開口部が形成されないように、底部１６をコンクリートで一体的に形成したものである。

ブロック模型Ｍ２１～Ｍ２７の散らばり距離の測定結果から算出した種類別の標準偏差σ（単位：ｍ（実物大換算））は、次の通りである。

この実施例３の実験結果と、実施例２の実験結果とを合わせて検討してみると、中央に空洞部１５を形成した場合であっても、天端面１１側の開口幅ｃに対する底面１２側の開口幅ｃ’の比率（ｃ’／ｃ）を０．６以下に設定することにより（表２のブロック模型Ｍ２５～Ｍ２７参照）、従来のものと比較して、目標位置に対し精度良く着底させることができ、より少ない投入個数でマウンド礁を築造できるという効果を期待することができると考えられる。

１：湧昇流ブロック、
１１：天端面、
１２：底面、
１３：側面、
１４：切欠溝、
１５：空洞部、
１６：底部

Claims

基本形状が直方体であり、水平な天端面、水平な底面、及び、四つの垂直な側面を有するとともに、四隅に、角部が切り欠かれるとともに内側へ抉れるように形成された切欠溝を有し、
横幅寸法（ａ）に対する奥行寸法（ｂ）の比率（ｂ／ａ）が０．５～０．８の範囲内に設定され、かつ、横幅寸法（ａ）に対する高さ寸法（ｈ）の比率（ｈ／ａ）が１．０～１．５の範囲内に設定されていることを特徴とする人工湧昇流マウンド礁用コンクリートブロック。
基本形状が直方体であり、水平な天端面、水平な底面、及び、四つの垂直な側面を有するとともに、四隅に、角部が切り欠かれるとともに内側へ抉れるように形成された切欠溝を有し、
横幅寸法（ａ）に対する奥行寸法（ｂ）の比率（ｂ／ａ）が０．８～０．９の範囲内に設定され、かつ、横幅寸法（ａ）に対する高さ寸法（ｈ）の比率（ｈ／ａ）が１．１～１．５の範囲内に設定されていることを特徴とする人工湧昇流マウンド礁用コンクリートブロック。
基本形状が直方体であり、水平な天端面、水平な底面、及び、四つの垂直な側面を有するとともに、四隅に、角部が切り欠かれるとともに内側へ抉れるように形成された切欠溝を有し、
横幅寸法（ａ）に対する奥行寸法（ｂ）の比率（ｂ／ａ）が０．９～１．０の範囲内に設定され、かつ、横幅寸法（ａ）に対する高さ寸法（ｈ）の比率（ｈ／ａ）が１．３～１．５の範囲内に設定されていることを特徴とする人工湧昇流マウンド礁用コンクリートブロック。
横幅寸法（ａ）に対する切欠溝の横幅方向の寸法（ｅ１）の比率（ｅ１／ａ）、及び、奥行方向の寸法（ｅ２）の比率（ｅ２／ａ）が、いずれも０．１～０．３の範囲内に設定され、かつ、横幅寸法（ａ）に対する切欠溝の深さ寸法（ｄ）の比率（ｄ／ａ）が、０．０３～０．１５の範囲内に設定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人工湧昇流マウンド礁用コンクリートブロック。
中央に空洞部が形成され、
天端面側の開口幅（ｃ）に対する底面側の開口幅（ｃ’）の比率（ｃ’／ｃ）が０．６以下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人工湧昇流マウンド礁用コンクリートブロック。