JP3019724B2 - 透過型防波堤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、沖合いに構築してその
背後の湾内に静穏な海域をつくる防波堤に係り、特に、
湾の内外の海水の移動が自由な通水性に優れた透過型防
波堤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、わが国の港湾整備においては物流
や工業が最優先で進められてきたが、最近では、ウォー
ターフロントを新しい生活空間として位置づける動きが
大きくなりつつある。

【０００３】このような背景の下、人工海浜による親水
空間の形成や、ウィンドサーフィン、モーターボート等
の海洋性レクリエーション空間の整備あるいは水産養殖
の整備等がさかんに行われている。

【０００４】ここで、外洋に面した沿岸域に上述したよ
うな環境を形成するには、沖合いに防波堤を形成して湾
内に静穏な海域を作りだすことが不可欠となる。

【０００５】一方、例えば水産養殖場を設ける場合に
は、養殖生物の棲息しやすい環境を維持するため、内外
の通水性を確保して湾内の海水を適宜交換できるいわゆ
る透過型防波堤とすることが望ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
防波堤は、港外からの波浪、津波、高潮等に対しては本
来の防波堤としての機能を十分発揮できるように形成し
てあるが、ほとんどが海水の移動を遮断する構造になっ
ており、対波浪性と通水性とを合わせ持つ透過型防波堤
は、未だ十分な研究開発がなさていないのが現状であっ
た。

【０００７】本発明は、上述した事情を考慮してなされ
たもので、港外からの波浪や津波等に対抗しつつ、内外
の水交換が可能な透過型防波堤を提供することを目的と
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の透過型防波堤は請求項１に記載したよう
に、進入してきた波が上方もしくは下方への鉛直方向移
動の際に衝突してエネルギーを消費するように所定の消
波板を海等の水面とほぼ平行に水面近傍に複数配置して
層構造とし、前記消波板を水から受ける浮力で支持する
ように構成し、前記消波板をワイヤーで互いに連結する
とともに全体を所定の定着手段で水底に定着したもので
ある。

【０００９】また、本発明の透過型防波堤は請求項２に
記載したように、進入してきた波が上方もしくは下方へ
の鉛直方向移動の際に衝突してエネルギーを消費すると
ともに後方に渦流を形成しあるいは噴流となって放出さ
れるように、対向する消波板を波の進行方向に沿って先
細に所定の角度で傾斜させて水面近傍に複数配置して層
構造とし、前記消波板を水から受ける浮力で支持するよ
うに構成し、前記消波板をワイヤーで互いに連結すると
ともに全体を所定の定着手段で水底に定着したものであ
る。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【作用】本発明の透過型防波堤においては、所定の消波
板を海等の水面とほぼ平行に水面近傍に配設してあり、
波が透過型防波堤に進入したとき、水粒子は、上方もし
くは下方への鉛直方向移動の際に消波板と衝突する。

【００１４】そのため、消波板に進入してきた波のエネ
ルギーは、消波板との衝突によって消費され、波の波高
は進入前に比べて大幅に低減する。

【００１５】一方、潮の満ち引きの際、海水等は消波板
に妨げられることなく自由に移動し、湾内は常時水交換
が行われる。

【００１６】また、本発明の透過型防波堤においては、
対向する消波板を波の進行方向に沿って先細となるよう
に所定の角度で傾斜させて水面近傍に配設してあり、消
波板は、進入してきた波が上方もしくは下方への鉛直方
向移動の際に衝突してエネルギーを消費するとともに、
後方に渦流を形成しあるいは噴流となって放出される。

【００１７】また、上述の消波板を所定の間隔で複数配
置して層構造としたので、波と衝突する消波板の面積が
増大し、波のエネルギーを効率的に低減することができ
る。また、上述の消波板を水から受ける浮力で支持する
ように構成し、当該消波板をワイヤーで互いに連結する
とともに全体をワイヤー等の定着手段で海底等に定着さ
せたので、本発明の透過型防波堤をきわめて安価に構築
することができる。

【００１８】また、層を形成する各消波板のうち、最上
層の消波板を所定の支持手段を介して当該消波板の直下
の消波板に取付け、前記最上層の消波板を海面上に露出
させた場合、海面付近に分布する高いエネルギーの波
は、最上層の消波板およびその直下の消波板に衝突す
る。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【実施例】以下、本発明の透過型防波堤の実施例につい
て、添付図面を参照して説明する。

【００２２】（第１実施例）図１は、第１実施例に係る
透過型防波堤を断面図で示したものである。

【００２３】同図でわかるように、本実施例の透過型防
波堤１は、波の進行方向に沿って幅Ｗを有する複数の消
波板２乃至消波板４を、互いの間隔がｈ、配置深さがＨ
の層構造となるようにワイヤー５で互いに連結するとと
もに、全体を定着手段としてのワイヤー５で海底６に定
着してある。

【００２４】海底６の定着部分は、水中コンクリート７
を適宜打設して補強しておくのがよい。

【００２５】消波板の幅Ｗは、波を衝突させてそのエネ
ルギーを低減させるのに十分な幅、例えば波長の４分の
１以上、好ましくは２分の１以上、例えば数十ｍ程度と
するのがよい。また、間隔ｈは、波高の４分の１乃至２
分の１、例えば数ｍ程度、設置深さＨは、波高の２倍程
度、例えば数ｍ乃至数十ｍとするのがよい。

【００２６】消波板２は、波の衝突による面外曲げに対
抗すべく、面外剛性の高い構造、例えば、ＲＣ、ＳＲＣ
あるいはプレストレスコンクリート構造とするのがよ
い。また、軽量コンクリート等を用いて軽量化を図るの
が望ましい。

【００２７】消波板３は、海面８上に露出した消波板２
を支持手段としての柱９を介して支持しており、消波板
２とほぼ同様の構造とするのがよいが、自重および消波
板２の重量を浮力で支持するだけの体積を確保するた
め、剛性を低下させないようにしながら内部に適宜空洞
部を形成しておくのがよい。

【００２８】消波板４も消波板３とほぼ同様の構造であ
るが、浮力が大きすぎると施工時に海中に沈めにくいた
め、例えば見掛けの比重を１程度にしておくのがよい。

【００２９】次に、本実施例の透過型防波堤１の作用に
ついて説明する。

【００３０】図２(a) は、消波板２乃至４を設けない場
合、波１１が海面上をどのように伝播するかを示したも
のである。

【００３１】同図でわかるように、波１１は一定の波高
で矢印方向に伝播し、途中でエネルギーが消費されるこ
とはない（ここでは、消波板の影響のみを考え、逆風に
よる抵抗、消波板以外による砕波の乱れあるいは底面摩
擦等を原因とする波高減衰は考慮しないことにする）。

【００３２】一方、図２(b) は、消波板２乃至４を備え
た透過型防波堤１を設置した場合、波１１がどのように
伝播するかを概念的に示したものである。

【００３３】一般的に水の波は、非圧縮性流体を媒体と
するため、地震波で代表されるような縦波でも横波でも
なく、局所的に見れば個々の水粒子が楕円軌道を描きな
がら全体としては正弦波に似た曲線を描いて伝播してい
く。

【００３４】ここで、波が消波板２と消波板３の間に進
入してくると、消波板２および３の間の水粒子は楕円軌
道上を上方あるいは下方に移動しようとするが、すぐに
消波板２および消波板３にぶつかる。

【００３５】すなわち、波のエネルギーは、消波板との
衝突によって消費される。

【００３６】かかる現象は、消波板３と消波板４の間お
よび消波板４同士の間でも同様に生じる。

【００３７】また、波のエネルギーは、消波板２乃至４
を配置した海面付近に集中しており、水深が大きいとこ
ろでは波の振幅は急激に小さくなる。

【００３８】そのため、透過型防波堤１を通過する波１
１は、そのエネルギーの相当量を消波板２乃至４で消費
し、通過後の波１１の波高は、同図に示すように、進入
前に比べて大幅に低減する。

【００３９】一方、潮の満ち引きの際、海水は、図３に
示すように、消波板２乃至４に妨げられることなくそれ
らの間を自由に移動し、湾内は常時水交換が行われる。

【００４０】なお、柱９、ワイヤー５は、それぞれ圧縮
力、引張力に抵抗すれば十分であり、波浪や潮の干満で
流されて同図のように全体が変形しても差しつかえな
い。

【００４１】以上説明したように、本実施例の透過型防
波堤は、所定の消波板を海面とほぼ平行に海面近傍に配
設したので、潮の満ち引き等における水交換をなんら妨
げることなく、進入してきた波のエネルギーを消波板と
の衝突によって消費させて波高を大幅に低減させること
ができる。

【００４２】そのため、対波浪性および通水性に優れた
構造となり、水産養殖場を設ける場合その他湾内の水質
を一定に維持することが必要な場合には、本実施例の透
過型防波堤がきわめて有効な手段となる。

【００４３】また、複数の消波板を重ねて層状に形成す
るようにしたので、個々の消波板を工場で製作し、これ
らをワイヤーを介して現場で連結するようにすれば、現
場での作業が少なくて済み、全体の構築コストを安価に
抑えることができる。

【００４４】また、消波板の重量を海水から受ける浮力
で支持できるように各消波板を構成するとともに、各消
波板が波浪や潮の干満で流れていかないようにワイヤー
で海底に定着するようにしたので、従来の重厚な防波堤
とは違った軽量な構造の防波堤となり、運搬性、施工性
等を大幅に改善することができる。

【００４５】また、消波板を所定の間隔で複数配置して
層構造としたので、波と衝突する消波板の面積が増大
し、波のエネルギーを効率的に低減することができる。

【００４６】また、層を形成する各消波板のうち、最上
層の消波板を所定の支持手段を介して当該消波板の直下
の消波板に取付け、最上層の消波板を海面上に露出させ
たので、海面付近に分布する高いエネルギーの波は、最
上層の消波板およびその直下の消波板に衝突し、波のエ
ネルギーを効率よく低減することができる。

【００４７】本実施例では、層を形成する各消波板のう
ち、最上層の消波板を海面上に露出させたが、図４の透
過型防波堤２１のように、海面上に露出する消波板およ
びそれを支持する柱を省略し、各消波板をすべて海面下
に配置する構成としてもよい。

【００４８】かかる構成においても、波が進入した際、
水の粒子が各消波板に衝突して砕けるので、湾内に伝播
する波（同図で右方向）の波高を低減することができ
る。

【００４９】また、本実施例では、複数の消波板を配置
したが、図５の透過型防波堤３１のように、１つの消波
板４だけをワイヤー５で海底６に定着する構成としても
よい。

【００５０】かかる構成においても、水の粒子の鉛直方
向運動は、消波板４の存在によって拘束されるので、波
のエネルギーをある程度低減して波高を落とすことがで
きる。

【００５１】また、本実施例では、各消波板を軽量材料
で構成し、これらの重量を周囲の水から受ける浮力で支
持するとともに、波浪や干満等による海水の移動によっ
て消波板が移動しないようにワイヤーで海底に定着する
ように構成したが、図６の透過型防波堤４１のように、
ＲＣあるいはＳＲＣ等で構成した柱４４を海底６に建て
込み、ＲＣ等で構成した複数の消波板４２を柱４４に取
り付けて構成してもよい。

【００５２】かかる構成においても、波の波高を低減で
きる効果は、図１で説明した透過型防波堤１とほぼ同等
である。

【００５３】また、消波板の曲げ剛性を高めるため、図
７の透過型防波堤５１に示すように、消波板の間に波の
進行方向に沿って隔壁５２を設けてもよい。

【００５４】なお、隔壁５２は、上層の消波板を支持す
る支持手段としての機能を合わせ持つ。

【００５５】また、本実施例では、波の進行方向に直交
する方向（図１の紙面に直交する方向）に沿った構造に
ついては特に言及しなかったが、当該方向に沿った各消
波板の長さ、ワイヤー５の配置ピッチ、柱９の配置ピッ
チ等は、施工性、荷重条件等に応じて適宜定めればよ
い。

【００５６】また、例えば、長さが数十ｍの透過型防波
堤１を、湾の入り口等に沿って複数配置し、合計長さが
数百ｍの防波堤にするような場合においては、図８に示
すように、各消波板を上述の方向に沿って千鳥に配置し
て一体化させ、隣接する透過型防波堤１が波によって互
いにぶつかることがないようにするのがよい。

【００５７】（第２実施例）次に、第２実施例について
説明する。なお、第１実施例と実質的に同一の部品等に
ついては同一の符号を付してその説明を省略する。

【００５８】図９は、第２実施例に係る透過型防波堤６
１を断面図で示したものである。

【００５９】同図でわかるように、本実施例の透過型防
波堤６１も透過型防波堤１と同様、波の進行方向に沿っ
て幅Ｗを有する複数の消波板２乃至消波板４をワイヤー
５で互いに連結して層構造とするとともに、全体を定着
手段としてのワイヤー５で海底６に定着してあるが、透
過型防波堤１と異なり、対向する消波板２、３を波の進
行方向に沿って先細となるように所定の角度で傾斜させ
てある。

【００６０】また、消波板４、４についても同様に先細
に配置してある。

【００６１】これらの傾斜角度については、海水の移動
が妨げられない程度に適宜設定すればよい。

【００６２】次に、本実施例の透過型防波堤６１の作用
について説明する。

【００６３】図１０は、透過型防波堤６１を設置した場
合、波１１がどのように伝播するかを概念的に示したも
のである。

【００６４】波が消波板２と消波板３の間に進入してく
ると、図２(b) でも説明したように、水粒子が消波板に
衝突して波のエネルギーが消費される。

【００６５】これに加えて、先細配置された消波板２、
３および消波板４、４の間を通過した波は、各消波板の
後方に渦流を形成し若しくは噴流となって放出される。

【００６６】すなち、消波板との衝突によるエネルギー
消費および渦流形成や噴流形成によるエネルギー消費に
よって、透過型防波堤６１を通過した波の波高は大幅に
低減する。

【００６７】一方、潮の満ち引きの際、海水は消波板２
乃至４に妨げられることなくそれの間を自由に移動し、
湾内は常時水交換が行われる。

【００６８】以上説明したように、本実施例の透過型防
波堤は、所定の消波板を海水移動を妨げない程度に傾斜
させて層構造に配置するとともに対向する消波板を傾斜
させて先細にしたので、潮の満ち引き等における水交換
をなんら妨げることなく、進入してきた波のエネルギー
の相当量を消波板との衝突、渦流形成および噴流形成に
変換し、波高を大幅に低減させることができる。

【００６９】そのため、対波浪性と通水性の両方が要求
される場合、例えば水産養殖場等を設ける場合の防波堤
としては、本実施例の透過型防波堤がきわめて有効な手
段となる。

【００７０】また、複数の消波板を重ねて層状に形成す
るようにしたので、個々の消波板を工場で製作して現場
で連結するようにすれば、現場での作業が少なくて済
み、全体の構築コストを安価に抑えることができる。

【００７１】また、消波板の重量を海水から受ける浮力
で支持できるように各消波板を構成するとともに、各消
波板が波浪や潮の干満で流れていかないようにワイヤー
で海底に定着するようにしたので、従来の重厚な防波堤
とは違った軽量な構造の防波堤となり、運搬性、施工性
等を大幅に改善することができる。

【００７２】また、消波板を所定の間隔で複数配置して
層構造としたので、波と衝突する消波板の面積が増大
し、波のエネルギーを効率的に低減することができる。

【００７３】また、層を形成する各消波板のうち、最上
層の消波板を所定の支持手段を介して当該消波板の直下
の消波板に取付け、最上層の消波板を海面上に露出させ
たので、海面付近に分布する高いエネルギーの波は、最
上層の消波板およびその直下の消波板に衝突し、波のエ
ネルギーを効率よく低減することができる。

【００７４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の透過型防波
堤によれば、潮の満ち引き等における水交換をなんら妨
げることなく、進入してきた波のエネルギーを消波板と
の衝突によって消費させて波高を大幅に低減させること
ができるとともに、従来の重厚な防波堤とは違った軽量
な構造の防波堤となり、運搬性、施工性等を大幅に改善
することができるという作用効果をさらに奏する。特
に、各消波板を工場製作し、これらをワイヤーを介して
現場で連結することが可能となり、現場での作業が少な
くて済み、全体の構築コストを安価に抑えることができ
るという作用効果を奏する。

【００７５】

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る透過型防波堤の断面図。

【図２】第１実施例に係る透過型防波堤の作用を説明す
る説明図。

【図３】第１実施例に係る透過型防波堤の作用を説明す
る別の説明図。

【図４】第１実施例の変形例に係る透過型防波堤の断面
図。

【図５】第１実施例の他の変形例に係る透過型防波堤の
断面図。

【図６】第１実施例の他の変形例に係る透過型防波堤の
断面図。

【図７】第１実施例の他の変形例に係る透過型防波堤の
斜視図。

【図８】(a)は第１実施例の他の変形例に係る透過型防
波堤の断面図、(b)は(a) のＡ―Ａ線に沿う断面図。

【図９】第２実施例に係る透過型防波堤の断面図。

【図１０】第２実施例に係る透過型防波堤の作用を説明
する説明図。

【符号の説明】

１、２１、３１、４１、５１、６１ 透過型防波堤 ２、３、４、４２ 消波板 ５ ワイヤー（定着
手段） ９ 柱（支持手段） ５２ 隔壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−214718（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−341123（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−153324（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭44−11476（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02B 3/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 進入してきた波が上方もしくは下方への
   鉛直方向移動の際に衝突してエネルギーを消費するよう
   に所定の消波板を海等の水面とほぼ平行に水面近傍に複
   数配置して層構造とし、前記消波板を水から受ける浮力
   で支持するように構成し、前記消波板をワイヤーで互い
   に連結するとともに全体を所定の定着手段で水底に定着
   したことを特徴とする透過型防波堤。
2. 【請求項２】 進入してきた波が上方もしくは下方への
   鉛直方向移動の際に衝突してエネルギーを消費するとと
   もに後方に渦流を形成しあるいは噴流となって放出され
   るように、対向する消波板を波の進行方向に沿って先細
   に所定の角度で傾斜させて水面近傍に複数配置して層構
   造とし、前記消波板を水から受ける浮力で支持するよう
   に構成し、前記消波板をワイヤーで互いに連結するとと
   もに全体を所定の定着手段で水底に定着したことを特徴
   とする透過型防波堤。