JP2698729B2 - 濁水通過型防波構造体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は防波構造体に関し、特に
河川の河口と対向する港内領域に配置される濁水通過型
防波構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】港外からの波を防ぎ、港内を静穏領域に
確保する防波構造体として、下記の２つのタイプが知ら
れている。

【０００３】その１つは、ケーソンと称されるもので、
海底の捨て石マウンド上に設置されるプレキャスト製の
コンクリート構造体である。このケーソンは、海底から
水面上方に伸びる垂直な壁を形成し、港外からの波を防
波する構造となっている。

【０００４】他の１つは、杭式消波構造体であり、海底
に打ち込み固定される垂直杭に、消波板を固定したもの
である。この消波板は、表面から裏面に貫通する多数の
消波孔を有し、ケーソンのように海底から海面の上方に
伸びる壁を形成するものではなく、波力エネルギーの高
い海域の表層と対応する領域のみ設置されるものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の防
波構造体を河川、特に大規模な河川の河口が形成された
港内に配置した場合には、下記のような問題が生ずる。

【０００６】例えば、ケーソンタイプの防波構造体を河
口と対向する港内領域に設置した場合には、このケーソ
ンは港外からの波を防いで港内を静穏領域に確保できる
が、その一方で、河川から流出する河川水の流れをも塞
き止めてしまう。この河川水は大量の土砂を含んだ濁水
であるため、河川水の流れを塞き止めることで、港内に
大量の土砂が堆積してしまう。この結果、船舶が港内を
通過するに十分な水深を確保できなくなってしまう。さ
らに、周辺の底質環境の悪化も予想される。

【０００７】この種のケーソンタイプの防波構造体とし
て、港内外の海水の交換を行って港内の汚染を防止する
ものがある。しかし、この種のケーソンタイプの場合に
あっては、波圧力の作用により港外から港内に向かう流
れが主となり、河川から流出する濁水を港外に導く作用
はさほど期待できない。

【０００８】一方、杭式消波構造体をその種の港内領域
に設置した場合にも、河川から流出する濁水は消波板に
より塞き止められてしまう。濁水は、特に海域の表層に
強い流れが形成されるため、杭式消波構造体の海底付近
は港内外が連通したとしても、海域の表層に強い流れが
形成される濁水流は消波板により塞き止められ、結果と
してケーソンタイプの防波構造体を設置した場合と同様
な問題が生ずる。

【０００９】そこで、本発明の目的とするところは、港
外からの波を防いで港内を静穏領域に確保できると共
に、河川から流出する濁水を港外に通過させることがで
き、もって港内に大量の土砂が堆積することのない濁水
通過型防波構造体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、河川
の河口と対向する港内領域に配置される濁水通過型防波
構造体であって、港外に臨んだ外表面と、港内側に臨ん
だ内表面と、前記内表面に開口する第１開口から、前記
外表面に開口する第２開口に連通する濁水通過孔と、を
有し、かつ、前記外表面は港外に向かうに従い下降して
湾曲又は傾斜する波返し面を有し、この波返し面上にて
港外に戻される戻り流の下流域のみに対応する前記波返
し面に前記第２開口が開口し、前記戻り流に基づいて前
記第２開口付近に負圧を生じさせ、該負圧によって前記
港内側の濁水を前記濁水通過孔を介して前記港外へ流出
させることを特徴とする。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１の構成に
おいて、前記第１開口の口径が前記第２開口の口径より
も大きいことを特徴とする。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
おいて、前記第１開口の開口高さが前記第２開口の開口
高さよりも高い位置に設定されていることを特徴とす
る。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、港外に臨む外
表面側にて波が繰り返し押し寄せると、波返し面上で
は、反射された波がその湾曲面に沿って港外側に向かう
戻り流を繰り返し形成する。この戻り流の下流付近は流
速が速くなり、この下流域のみに開口する第２開口付近
に負圧を生じさせる。すなわち、波返し面の上流から下
流にかけての領域は、例えば特開平１−３１８６０９号
等のように、断続的な孔が形成されず、連続的な面に形
成されているので、より強い負圧を確実に生じさせるこ
とができる。このため、この強い負圧の作用により港内
側の濁水を港外に引き込む強い吸引力が生じ、第１開口
より流入した濁水が、濁水通過孔を介して第２開口に導
かれ、この濁水を港内側より港外側に確実に排出するこ
とができる。請求項２に記載の発明によれば、港内側の
内表面に開口する第１開口が、第２開口の口経より大き
く形成されることで、第２開口に濁水が侵入することを
低減し、しかも、港内側の濁水をより効果的に港外へ向
けて通過させることができる。 請求項３に記載の発明に
よれば、濁水通過孔が港外より港内へ向けて上昇経路を
形成できるので、第２開口側から浸入する海水のエネル
ギーを減衰させ、港内側に海水が逆流することを効果的
に防止し、港内から港外へ向けての濁水を良好に排出で
きる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を適用した実施例について図面
を参照して具体的に説明する。

【００１５】第一実施例 まず、本実施例に係る防波構造体が設置される領域につ
いて、図３を参照して説明する。

【００１６】図３に示すように海域４０に臨む湾岸には
河川４２の河口４２ａが形成されている。海域４０を港
内４４および港外４６に仕切るための防波堤５０ａが形
成され、この防波堤５０ａの延長線上であって、河口４
２ａと対向する設置領域５２に、実施例に係る濁水通過
型防波構造体が複数設置される。この設置領域５２に設
置される防波構造体により、同図の矢印５４方向に進む
波の浸入を防止すると共に、同図の矢印５６に示す濁水
流を港内４４より港外４６に通過させるものである。な
お、図中の防波堤５０ｂは、港湾４８を更に静穏領域に
確保するためのものである。

【００１７】次に、図３の設置領域５２に設置される濁
水通過型ケーソン１０の構造について図１および図２を
参照して説明する。

【００１８】このケーソン１０は、設置領域５２に形成
された基礎捨石５８上に設置され、港内４４に臨む内表
面１２と、港外４６に臨む外表面１４を有している。外
表面１４は、例えば水位Ｌに到達しない高さの垂直壁面
１６を有する。さらに、垂直壁面１６より上方の領域に
は、港外４６に向かうに従い下降するようにたとえば湾
曲した波返し面１８が設けられている。

【００１９】内表面１２および外表面１４を貫通する濁
水通過孔２０が高さの異なる３段に亘って各段ごとに複
数設けられている。この濁水通過孔２０の一方の開口端
すなわち内表面１２に開口する第１開口２２と、他方の
開口端すなわち外表面１４側に開口する第２開口２４と
は例えば同一高さ位置に開口している。そして、最も上
段の第２開口２４は垂直壁面１６でなく、波返し面１８
に開口している。特に上段の第２開口２４は、前記波返
し面１８のうち、この波返し面１８上を波が港外４６に
向けて戻る際に、その戻り流（図１の矢印Ａ）の下流と
なる位置と対応する位置に開口している。第１開口２２
の口径Ｄ1 は、好ましくは濁水層の厚さより大きく、ま
た、港内４４の平均水位Ｌが第１開口２２の口径の範囲
内にあることが好ましい。一方、第２開口の口径Ｄ2 は
第１開口の口径Ｄ1 より小さくなっていることが好まし
い。換言すれば、濁水通過孔２０は港内４４側にて広い
開口であり、港外４６側にて狭い開口のベルマウス構造
となっている。

【００２０】上述した構造の濁水通過型ケーソン１０
を、河川４２の河口４２ａと対向する港内領域に配置す
ることで、図３の矢印５４方向より波が到達しても、ケ
ーソン１０の外表面１４に存在する垂直壁面１６と波返
し面１８にてこれを反射し、港内４４を静穏領域に確保
できる。特に、エネルギーの高い海域の表層の波は、外
表面１４の内の垂直壁面１６あるいは波返し面１８にて
押し返すことができる。ここで、外表面１４側に開口す
る第２開口２４の口径が比較的小さいので、内表面１２
側の第１開口２２への海水流入量と比較すれば海水流入
量が少なく、港外４６の海水が港内４４側に向けて逆流
することを低減できる。

【００２１】一方、図３の河川４２より河口４２ａを介
して港内４４に流出した濁水は、多量の土砂を含み、特
にこの流れは海域の表層において強い流れを形成する。
この濁水流は、河口４２ａと対向する位置に配置された
ケーソン１０の内表面１２に到達し、しかも、海域の表
層付近にて内表面１２に形成された濁水通過孔２０の第
１開口２２に到達することになる。ところで、このケー
ソン１０の外表面１４側では、波が繰り返し押し寄せ、
波返し面１８上では、反射された波がその湾曲面に沿っ
て港外４６側に向かう戻り流Ａを繰り返し形成する。特
に、この戻り流Ａの下流付近は流速が速くなり、この領
域に開口する第２開口２４付近に負圧を生じさせる。こ
のような負圧領域を港外４６側に形成することで、港内
４４側の海水を港外４６側に引き込む吸引力を生ずる。
この結果、ケーソン１０の内表面１２に到達した濁水
は、濁水通過孔２０の第１開口２２より濁水通過孔２０
に沿って浸入し、この濁水が港内４４より港外４６に通
過されることになる。

【００２２】このように波が外表面１４に押し寄せた際
には、この外表面１４側に開口する第２開口の口径が比
較的小さいので、第２開口２４に海水が流入することを
低減でき、しかも波が引いた際には戻り流Ａに起因した
負圧によって、比較的口径の大きな第１開口２２側より
濁水通過孔２０を介して港内４４側の濁水を港外４６に
向けて通過させることができる。

【００２３】第二実施例 図４（Ａ），（Ｂ）に示す濁水通過型ケーソン６０は、
港内４４に臨む内表面６２の上端６２ａより港外４６に
向けて水平な段差面６６を有する。一方、港外４６に臨
む外表面６４は、下方側の垂直壁面６４ａと、上方側の
波返し面６４ｂとから構成される。

【００２４】内表面６２より外表面６４に向けて貫通す
る濁水通過孔７０として、上段の濁水通過孔７０ａと、
中段の濁水通過孔７０ｂと、下段濁水通過孔７０ｃとが
設けられている。上段の濁水通過孔７０ａの第１開口７
２ａは段差面６６に開口し、その下端の第２開口７０ａ
が波返し面６４ｂに開口している。中段の濁水通過孔７
０ｂの第１開口７２ｂは内表面６２に開口し、第２開口
７４ｂは波返し面６４ｂに開口している。下段の濁水通
過孔７０ｃの第１開口７２ｃは内表面６２に開口し、第
２開口７４ｃは垂直壁面６４ａに開口している。各濁水
通過孔７０の第１開口７２の高さは、第２開口７４の高
さ位置よりも高い位置に設定され、港内４４より港外４
６に向けて例えば下降傾斜する通路を形成している。中
段及び下段の濁水通過孔７０ｂ，７０ｃの第１開口７２
ｂ，７２ｃはそれぞれ、対応する第２開口７４ｂ，７４
ｃの口径よりも大きく、ベルマウス構造となっている。

【００２５】この様な濁水通過型ケーソン６０によれ
ば、上段及び中段の濁水通過孔７０ａ，７０ｂの第２開
口７４ａ，７４ｂが、波返し面６４ｂにて形成される戻
り流れＡの下流域に開口しているので、第一実施例と同
様に港外４６側の負圧を利用して、港内４４より港外４
６に向けて濁水を通過させることができる。さらにこの
実施例によれば、上段の濁水通過孔７０ａの第１開口７
２ａが、濁水の取り入れ口を段差面６６に臨んで上向き
としていることから、海域の表層の濁水が容易に第１開
口７２ａに取り入れられ港外４６への濁水の排出を促進
することができる。

【００２６】さらに加えて、本実施例の濁水通過型ケー
ソン６０によれば港外４６側から見た場合、第２開口７
４に続く濁水通過孔７０は、港外４６より港内４４に向
けて上昇経路を形成している。このことは、第２開口７
４が第１開口７２に比べて口径が小さいこととの相乗効
果により、第２開口７４側から浸入する海水のエネルギ
ーを減衰させ、港内４４側に海水が逆流することを効果
的に防止できる。

【００２７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が
可能である。波返し面に開口する第２開口の位置として
は、この波返し面に形成される戻り流Ａの下流域である
ことが、港外４６側の負圧を大きくすることで効果的で
あり、この下流域とは、波返し面の全長を二分した下部
領域であればよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、防
波構造体の相対向する面に貫通する濁水通過孔は、波返
し面上において、反射波に基づく戻り流の下流域のみに
開口する第２開口を有しているので、波が引いた際の港
外側に生ずる強力な負圧を利用して、港内からの濁水を
効果的に港外に排出でき、港内側には負圧が生じないの
で港外からの波はこの通過孔を通りにくくなり、防波に
より港内領域を静穏に確保できると共に、土砂を含んだ
濁水を効率よく港外に排出して、港内に土砂が堆積する
ことを防止できる。従って、港内を船舶が通過するに足
る水深を常に確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ），（Ｂ）は、第１実施例に係る濁水通過
型ケーソンの正面図および断面図である。

【図２】第１実施例に係る濁水通過型ケーソンの概略斜
視図である。

【図３】実施例に係る濁水通過型ケーソンが配置される
海域を説明する概略説明図である。

【図４】第２実施例に係る濁水通過型ケーソンの断面図
である。

【符号の説明】

１０，６０ 濁水通過型ケーソン １２，６２ 内表面 １４，６４ 外表面 １６，６４ａ 垂直壁面 １８，６４ｂ 波返し面 ２０，７０ 濁水通過孔 ２２，７２ 第１開口 ２４，７４ 第２開口 ４２ 河川 ４４ 港内 ４６ 港外 ５４ 波 ５６ 濁水流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西山 桂司 東京都中央区京橋１丁目７番１号 戸田 建設株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−318609（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−9601（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平３−22328（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 河川の河口と対向する港内領域に配置さ
   れる濁水通過型防波構造体であって、 港外に臨んだ外表面と、 港内側に臨んだ内表面と、 前記内表面に開口する第１開口から、前記外表面に開口
   する第２開口に連通する濁水通過孔と、を有し、かつ、
   前記外表面は港外に向かうに従い下降して湾曲又は傾斜
   する波返し面を有し、 この波返し面上にて港外に戻される戻り流の下流域のみ
   に対応する前記波返し面に前記第２開口が開口し、 前記戻り流に基づいて前記第２開口付近に負圧を生じさ
   せ、該負圧によって前記港内側の濁水を前記濁水通過孔
   を介して前記港外へ流出させ ることを特徴とする濁水通
   過型防波構造体。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記第１開口の口径が前記第２開口の口径よりも大きい
   ことを特徴とする濁水通過型防波構造体。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 前記第１開口の開口高さが前記第２開口の開口高さより
   も高い位置に設定されていることを特徴とする濁水通過
   型防波構造体。