JP3377498B2 - 床固めカスケード方式取水工 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】本発明は、河川に設けられる取水工に関
し、特に河川地形や流況の安定を図る水クッション部を
有する、カスケード方式取水工に関する。

【０００２】

【従来技術】わが国では、１９７６年に河川管理施設等
構造令（以下構造令という）が施行されて以来、河川管
理者（建設大臣）が指定する河川に設置する取水堰は、
原則として、計画高水量によって決められたスパンのゲ
ートを備えた可動堰とし、計画河床面より高くなる固定
堰の建設は許可されないことになっている。しかしなが
ら、この可動堰は建設コスト及び維持管理コストが高い
上、河川の環境保全や親水環境形成の観点からは好まし
いと言えるものではないという欠点があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者は、建
設費が安い上維持管理が容易で、且つその費用も低廉で
あると共に、河川の環境保全と親水環境形成機能を改善
することのできる取水工について鋭意検討した結果、河
川の地形や流況、取水量に応じて、床固め堰堤、該堰堤
の下流側の面に設ける斜面部や水クッション部等を適宜
設計することにより、上記課題を解決することができる
ことを見い出し本発明に到達した。従って本発明の目的
は、安価で環境適性に優れる共に、維持管理適性にも優
れた取水工を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
少なくとも、床固め堰堤部、斜面部、水クッション部及
びデフレクター部を有する少なくとも２つのカスケード
を、前記床固め堰堤部の頂部及びデフレクター部の最高
部が計画河床縦断面以下となる如く、上流側護床工と下
流側護床工の間に配してなる床固めカスケード方式取水
工であって、最上流側のカスケードが、前記水クッショ
ン部の左右側壁の一方に取水用孔口、他方に放流用孔口
を有すると共に、該水クッション部に上流側の貯留水が
供給される如く導水管が設けられており、他のカスケー
ドが、前記斜面部にバースクリーンを有すると共に、該
バースクリーンの下に集水路を有することを特徴とす
る、床固めカスケード方式取水工によって達成された。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例によって詳
述するが、本発明はこれによって限定されるものではな
い。図１は、本発明の床固めカスケード方式取水工を３
段連結した取水工である。図中の符号１は計画河床縦断
線、２は段落長、３は堰堤、４、及び４’は水クッショ
ン部、５は段落高さ、６はバースクリーン、７は集水
路、８はデフレクター、９は水クッション深さ、１０は
上流側護床工、１１は下流側護床工、１２は取水用孔
口、１３は放流用孔口、１４は導水管である。

【０００６】導水管１４は、第１段目のカスケードにの
み設けられる。これは、水量が少なく水面が堰堤頂に達
しない場合でも下流に水を流すと共に、堰堤上流側の水
抜きのためのものであり、図の如く、水クッション部に
上流側河床の貯留水を導入するものである。各堰堤は表
流水を流下させる高さ５の段差を有する斜面を有し、特
に、２段目、３段目のカスケードの場合には、該斜面部
にバースクリーン６、及び、その下部に、該バースクリ
ーン部から落下してくる表流水を集水し、取水するため
の集水路７を有している。水クッション部４は人工の滝
つぼの機能を有するものであり、滝つぼが土砂礫で埋ま
ることがないように、水クッション部４も土砂礫で埋没
することは殆んどない。また、仮に、河川地形、流況等
によって本発明の取水工が砂礫によって埋没するような
ことがあっても、導水管１４や集水路７が集水暗渠とし
て機能する。

【０００７】このバースクリーン６によって、後述する
取水路に石や岩が落下して取水路を破壊したり、取水路
中に岩や石が堆積することが防止される。バースクリー
ン６の取付け角度は、取水工の形式によって４５°〜６
０°の範囲で設計されるが、例えば、バースクリーン６
の単位幅当たりの取水量を０．１〜０．２ｍ^３／Ｓ／ｍ
とする場合には、前記高さ５を約１〜１．３ｍとする。
また、斜面部の傾斜角は約５０°前後とすることが好ま
しい。

【０００８】堰堤斜面底部の流れ方向には、土砂の堆積
を防止すると共に、取水の安定を図るために水クッショ
ン部４が設けられている。該水クッション部４の底床部
の水平長は、段落高さ５の１．５〜２．０倍であること
が好ましい。水クッション部４の端部にはデフレクター
（エンドシル）８を設けることが好ましく、その高さ
（水クッション深さ９）は、子供の水遊びや生息魚類が
鳥類に襲われにくい、０．３〜０．５ｍ程度とすること
が好ましい。また、デフレクター斜面傾斜角θは１５°
〜２０°程度とすることが好ましい。

【０００９】渇水流量が計画取水量の２倍以上で魚類が
遡上する河川では、床固め堰堤頂とデフレクター頂との
差（遡上高さ）を、生息魚類の遡上に支障のない、０．
５〜０．８ｍ程度とすることが好ましい。上流側護床工
１０及び下流側護床工１１は、河床の洗堀を防止するた
めに、河川法に合致するように設けられた、フトン篭や
護床ブロック等からなる護床工である。

【００１０】一般に、取水工には、河川維持流量及び下
流側既得水利権流量を保証するための放流水路を並設
し、該放流水路に魚道としての機能を同時に持たせるこ
とが行われている。これに対し、本発明の場合には、特
に渇水流量が計画取水量の２倍以上となる場合には、堰
堤下流側の斜面部全幅を魚道として機能させることがで
きるので、放流水路は単なる導水路で良く、魚道として
の機能は不要となるので、単純・安価な放流管を設けれ
ば足りる。本発明においては、上記河川維持流量及び下
流側既得水利権流量を保証するために、第１段目カスケ
ードの水クッション部の一方の側壁下端に取水用孔口１
２、他方の側壁下端に放流用孔口１３を設け、夫々、取
水管（図示せず）及び放流管（図示せず）を接続する。
特に、魚道を設ける必要がある場合には、下流放流水量
を確保すると共に、生息魚類の遡上に適したカスケード
水路とする。

【００１１】本発明におけるカスケード方式取水工の段
数や段落長は、河川の地形、流況、計画取水量等によっ
て決定される。例えば、本発明の取水工を透水性地盤
（河床）上に構築する場合の段落長は、十分な浸透路長
が確保できる長さである必要がある。浸透路長が不十分
であると、床固めが不十分となるので、本発明の取水工
下部が浸透水によって抉られ、取水工自体が陥没する場
合が生ずる。

【００１２】本発明において２段目以降のカスケードに
設けられるバースクリーン６は、鋼管や鋼棒等によって
構築され、このバースクリーンから表流水の一部を取水
する。従って、前記段落高さ５は、バースクリーン６の
設置幅やバーの長さ、流下水量、取水量及び渓流の状況
に従って適宜設計される。バースクリーン６のバーの間
隔は適宜設計することができる。特に、板状のバーを使
用し、その開度を調節可能とすることもできる。バース
クリーン６から取水する集水路７の寸法は計画取水量に
よって適宜決定されるが、この集水路７の幅は、維持管
理のために作業員が出入りする場合には、少なくとも８
０ｃｍの幅が必要である。

【００１３】本発明の取水工は、計画河床縦断線が設定
されていない河川及び渓流河川に対しては、河川の地形
や流況に応じて、上流側床固め堰堤頂を河床面よりも高
めに設定することができる。また、本発明のカスケード
方式取水工における第１段目のカスケードの上流側河床
は、河川地形や流況によっては、出水後に土砂や石礫が
残留堆積する箇所が生じ、低水時に流れが偏流して堰堤
頂越流水脈が一様な状況とはなり難い。このような場合
でも、水クッション内の土砂礫は掃流されているので、
流下した水流が滞留して流況が調整され、２段目、３段
目のカスケード堰堤頂越流水脈が越流頂全幅に一様とな
り、バースクリーン６への流入水が均等化されるので、
安定した計画取水が可能となる。計画取水量が大きい場
合には、１段目のカスケードの斜面部にもバースクリー
ン６及び集水路を取り付け、低水時には、主として２段
目及び３段目のバースクリーン６から取水し、出水時に
は全バースクリーン６から計画取水量を確保するように
設計することもできる。

【００１４】

【発明の効果】本発明のカスケード方式取水工は可動堰
取水工に比べて建設費が安い上、維持管理が容易でその
ための費用も低廉となるだけでなく、河川の環境保全と
親水環境形成機能をも有するので極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の床固めカスケード方式取水工を３段連
結した場合の説明図である。

【符号の簡単な説明】

１ 計画河床縦断線 ２ 段落長 ３ 床固め堰堤 ４ 水クッション ４’ 水クッション ５ 段落高さ ６ バースクリーン ７ 集水路 ８ デフレクター ９ 水クッション深さ １０ 上流側護床工 １１ 下流側護床工 １２ 取水用孔口 １３ 放流用孔口 １４ 導水管

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、床固め堰堤部、斜面部、水ク
   ッション部及びデフレクター部を有する少なくとも２つ
   のカスケードを、前記床固め堰堤部の頂部及びデフレク
   ター部の最高部が計画河床縦断面以下となる如く、上流
   側護床工と下流側護床工の間に配してなる床固めカスケ
   ード方式取水工であって、最上流側のカスケードが、前
   記水クッション部の左右側壁の一方に取水用孔口、他方
   に放流用孔口を有すると共に、該水クッション部に上流
   側の貯留水が供給される如く導水管が設けられており、
   他のカスケードが、前記斜面部にバースクリーンを有す
   ると共に、該バースクリーンの下に集水路を有すること
   を特徴とする、床固めカスケード方式取水工。
2. 【請求項２】最上流側のカスケードの斜面部にも、バー
   スクリーン及び集水路が設けられている、請求項１に記
   載された床固めカスケード方式取水工。
3. 【請求項３】最下流側カスケードのデフレクター端部に
   堰堤が配されている、請求項１又は２に記載された床固
   めカスケード方式取水工。
4. 【請求項４】水クッション部の深さが０．３〜０．５ｍ
   である、請求項１〜３の何れかに記載された床固めカス
   ケード方式取水工。
5. 【請求項５】前記バースクリーンの取り付け角が約５０
   °である、請求項１〜４の何れかに記載された床固めカ
   スケード方式取水工。