JP3572313B2

JP3572313B2 - 導流体及び潮流の一方向流促進方法

Info

Publication number: JP3572313B2
Application number: JP15536195A
Authority: JP
Inventors: 宗広山崎; 謙三奥井; 英夫大谷
Original assignee: Taisei Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: Taisei Corp; National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1995-05-30
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JPH08326026A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は閉鎖性湾や人工島の背面海域等の閉鎖性水域における海水交換促進用途に適用できる、導流体及び潮流の一方向流促進方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と問題点】
図１１に見るように閉鎖性湾ａにあっては外洋との海水の交流が既存の湾口ｂ付近に限られ、湾央や湾奥の水塊の交換が悪く、水質汚濁が問題となっている。この改善策としては、湾口ｂとは別に新水道ｃを開削して湾ａ内の流れの循環を促進する方法が提案されている。この方法にあっては新水道ｃの形成に大規模工事を伴うだけでなく、既存の湾口ｂと新水道ｃの湾口部の潮流位相を十分に検討しないと効率の良い一方向流が形成され難い。
【０００３】
これらの問題を克服するため、以下のような改善技術が提案されている。
＜イ＞潮汐の位相を替えるために、湾ａに面した２つの湾口ｂ，ｃに各湾口を遮断可能なゲート（図示せず）を設置し、各ゲートの開閉操作により湾内に一方向流を形成する方法も提案されている。この方法の場合はゲートの設置やメンテナンス並びに開閉操作の点で手数がかかるといった難点がある。
＜ロ＞湾内の流れの一方向性を卓越する方法として、湾を開孔構造の防波堤で囲み、防波堤の各孔内に一方向の流れを許容し、反対方向の流れを阻止する逆止弁構造の扉体を組み込み、これらの扉体群により外洋水の湾内流入を促進する方法が提案されている。この方法にあっては工期及び工費の面での負担が大きい。
【０００４】
また流れが停滞する海域ではみお筋を掘削して流れを促進させているが、▲１▼浚渫土砂が膨大となる点や▲２▼埋没するために再度浚渫する必要がといった問題も指摘されている。
【０００５】
【本発明の目的】
本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは、次のような潮流の一方向流促進技術を提供することにある。
▲１▼閉鎖性水域における海水交換効率が高い、潮流の一方向流促進技術。
▲２▼船舶の航行を阻害しない潮流の一方向流促進技術。
▲３▼メンテナンスフリーの潮流の一方向流促進技術。
▲４▼工期が短く工費の低廉化が図れる潮流の一方向流促進技術。
【０００６】
【問題点を解決するための手段】
本発明は、水底に直立状態で設置され、潮流の向きを一方向へ卓越させる膜状物であって、複数のブロック体を一方向へ屈曲自在に連結すると共に、前記一方向の反対方向への屈曲を拘束し、複数のブロック体で構成される膜状物の各側面の流れに対する抗力を異に設定することを特徴とする、導流体である。
さらに本発明は、水底に直立状態で設置され、潮流の向きを一方向へ卓越させる浮体膜状物であって、複数のブロック体を一方向へ屈曲自在に連結すると共に、前記一方向に対し反対方向への屈曲を拘束し、複数のブロック体で構成される膜状物の各側面の流れに対する抗力を異に設定することを特徴とする、導流体である。
さらに本発明は、水底に直立状態で設置され、潮流の向きを一方向へ卓越させる浮体膜状物であって、複数のブロック体の間を一方向へ屈曲自在であると共に、前記一方向に対し反対方向への屈曲を拘束した連結部を介して連結し、前記ブロック体が液体と空気を注入して浮力調整可能な中空構造であることを特徴とする、導流体である。
さらに本発明は、前記したいずれかにおいて、各ブロック体が断面角形を呈することを特徴とする、導流体である。
さらに本発明は、前記したいずれかにおいて、各ブロック体をゴムで一体成形したことを特徴とする、導流体である。
さらに本発明は、潮流の向きを一方向へ卓越させる潮流の一方向流促進方法において、前記したいずれかの導流体を使用し、前記導流体を閉鎖性水域に直立させて設置したことを特徴とする、潮流の一方向流促進方法である。
さらに本発明は、潮流の向きを一方向へ卓越させる潮流の一方向流促進方法において、前記したいずれかの導流体を使用し、前記複数の導流体を閉鎖性水域に沿って直立させて配列したことを特徴とする、潮流の一方向流促進方法である。
さらに本発明は、潮流の向きを一方向へ卓越させる潮流の一方向流促進方法において、前記したいずれかの導流体を使用し、閉鎖性の湾の湾口に流入用の導流体と流出用の導流体とを設置し、前記流入用の導流体と流出用の導流体を通じて湾内の海水を外洋の海水と交換させることを特徴とする、潮流の一方向流促進方法である。
さらに本発明は、潮流の向きを一方向へ卓越させる潮流の一方向流促進方法において、前記したいずれかの導流体を使用し、閉鎖性の湾内に複数の導流体を湾内を一巡するように配列し、各導流体を通じて外洋の海水を湾内へ移動させると共に、湾内の海水を外洋へ移動させて湾内外の海水を交換させることを特徴とする、潮流の一方向流促進方法である。
さらに本発明は、潮流の向きを一方向へ卓越させる潮流の一方向流促進方法において、前記したいずれかの導流体を使用し、閉鎖性の狭小水路に沿って複数の導流体を設置し、前記導流体を通じて狭小水路に一方向の流れを発生させることを特徴とする、潮流の一方向流促進方法である。
さらに本発明は、前記したのいずれかの潮流の一方向流促進方法において、前記導流体の屈曲方向を一方向へ卓越させる流れの向きに合わせることを特徴とする、潮流の一方向流促進方法である。
【０００７】
【実施例１】
以下図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
＜イ＞導流体
図１に導流体１０の全体の概念図を示し、図２にその一部を破断した斜視図を示す。導流体１０は複数のブロック体１１を積み上げて膜状に連結した膜状物で、この集合体の一方の面を貫通する方向に屈曲（変形）し易く、集合体の他方の面を貫通する方向に屈曲し難い構造になっている。
【０００８】
＜ロ＞ブロック体
図示したブロック体１１は密封構造の角柱体で、ゴム製等の可撓材で形成されている。縦方向に積み上げた各ブロック体１１の間は、導流体１０の一方の側面Ａ側のみが連結部１２を介して相互に連結され、各ブロック体１１はこの連結部１２を中心として導流体１０の一方の側面Ａの貫通方向の屈曲を許し、導流体１０の他方の側面Ｂの貫通方向の屈曲を阻止するよに連結されている。
【０００９】
＜ハ＞連結部
連結部１２は各ブロック体１１，１１の相対向する一辺が相互に接合するように導流体１０を一体成形して形成することが望ましい。また連結部１２の他の形成方法としては、各ブロック体１１，１１単体の対向する一辺を直接溶着又は接着して形成するか、或いは各ブロック体１１単体の片面に図示しないゴムシート状物を接着して形成してもよい。
各ブロック体１１はその一部に注入口（図示せず）が設けられていて、外部から空気や水を注入できる構造になっている。ブロック体１１に空気や水を注入するのは導流体１０が自立（直立）するための浮力と、流れに対する抗力を調整するためである。
【００１０】
【作用】
次に導流体１０の作用について説明する。
＜イ＞一方向流促進原理
図１は導流体１０の下部を海底に着底させた状態を示す。
導流体１０は各ブロック体１１の浮力によって直立している。
同図において導流体１０に側面Ｂを貫通する一方向の潮流Ｃが作用した場合、各ブロック体１１が連結部１２を中心に屈曲して一方向Ｃの潮流の通行を許容する。
導流体１０に側面Ａを貫通する反対方向Ｄの潮流が作用した場合、各ブロック体１１の上下面が当接して一点鎖線で示すように導流体１０の直立状態がほぼ保持される。その結果、連結部１２を有する導流体１０の側面Ａが抵抗面となって潮流の通行を阻害する。このように導流体１０は一方向Ｃの流れを反対方向Ｄの流れに対して促進する。
換言すれば、導流体１０は一方向Ｃの流れを反対方向Ｄの流れに卓越させ、恒流（潮汐残差流）を形成する。
尚、恒流の流速は一般に小さいことから、小さな流れの抗力でも導流体１０の上記した特性（一方向流促進特性）を発揮させるためには、予め各ブロック体１１の液体（水）と空気の注入量を調整して導流体１０の浮力と流れに対する抗力を適正に調整しておく必要がある。
【００１１】
＜ロ＞適用例
図３，４は複数の導流体１０を図８のような狭水道に配列した場合における一方向流促進特性を理解し易くしたモデル図で、図３は上げ潮時の流況を示し、図４は下げ潮時の流況を示す。
複数の導流体１０は潮汐の位相と振幅の等しい潮流が図面左右両側から中央へ進行する水路内に屈曲方向を同一に揃えて配置されている。
【００１２】
［上げ潮時］（干潮から満潮へ向かうとき）
導流体１０は流れの方向により損失係数（抵抗）が異なるから、各導流体１０の屈曲し易い方向から進行した潮汐の伝幡速度Ｖ₁はその反対の屈曲し難い方向から進行する潮汐の伝幡速度Ｖ₂に対して大きく、また流速の点でも大きくなる。そのため、上げ潮時においては導流体１０の屈曲し易い一方向へ向けた流れが促進される。
【００１３】
［下げ潮時］（満潮から干潮へ向かうとき）
このときも導流体１０が流れの方向による損失係数（抵抗）の差異によって、各導流体１０の屈曲し易い方向へ向けた潮汐の伝幡速度Ｖ₃はその反対の屈曲し難い方向へ進行する潮汐の伝幡速度Ｖ₄に対して大きく、また流速の点でも大きくなる。そのため、下げ潮時においても導流体１０の屈曲し易い一方向へ向けた流れが促進される。
このように、上げ潮時及び下げ潮時のいずれにおいても導流体１０の屈曲し易い一方向へ向けた流れが促進されるため、全体として水道内の流れの向きは一方向が卓越することになる。
ちなみに前記と同一条件の水路内に導流体１０を設置しない場合は、各潮汐が水路中央でぶつかり、流れは潮汐による往復流のみとなり、一方向に卓越した流れは生じない。
【００１４】
＜ハ＞利用例
図５〜図８は各種閉鎖性水域に応じて導流体１０を設置した利用例を示す。
図５は閉鎖性の湾１３の湾口１４近くに流入用の導流体１０ａと流出用の導流体１０ｂを設置した例である。尚、湾１３内の水塊の移動を促進させるため、仕切堤や人工島等の壁体１５を設けておくことが望ましい。
【００１５】
図６は湾１３の湾口１４側に流入用の導流体１０ａを設置し、新水道１６の途中に流出用の導流体１０ｂを設置した例を示す。
【００１６】
図７は壁体１５を設けた湾１３内に一方向の流れを発生させたい方向に沿って複数の導流体１０を設置した例を示す。同図では湾口１４から湾奥にかけさらに湾奥から湾口１４へ向けて湾１３内を一巡するように複数の導流体１０を設置した状態を示す。
図６〜図７においては流入用の導流体１０ａを通じて外洋の海水を湾１３内に取り入れ、流出用の導流体１０ｂを通じて湾１３内の海水を外洋へ移動させることができるので、湾内外の海水の交換性が改善される。
尚、各流入用の導流体１０ａ、流出用の導流体１０ｂを直立状態で設置する点や、屈曲方向を一方向へ卓越させる流れの向きに合わせて設置することは既述した通りである。
【００１７】
図８は海岸１７に接近して人工島等の海洋構造物１８が存在し、海岸１７と海洋構造物１８の間に形成された閉鎖性の狭小水路１９に沿って複数の導流体１０を設置して一方向の流れを促進させる他の設置例を示す。
【００１８】
【実施例２】
図９は角柱形の各ブロック体１１ａを中空構造の他にゴムや発泡スチロール等の塊体で構成する他の実施例を示す。
【００１９】
【実施例３】
図１０は各ブロック体１１ｂの断面形状が半円形等の非角形である場合の実施例を示す。各ブロック体１１ｂの片面が図示するように湾曲していると側面Ａの貫通方向に流れが作用したときに屈曲し易くなることが予想される。
そのため拡大して示すようにＡ面側に偏寄させて非伸縮性の可撓性シート２０を埋設しておくと、一方向の屈曲性を確保したまま反対方向の屈曲を阻止することができる。可撓性シートとしては金属製又は樹脂製のメッシュ或いは布等を使用できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞小さな流れの抗力でも導流体による一方向の流れを促進させることができるので、閉鎖性水域における海水交換効率が高い。
＜ロ＞複数の導流体を配列することで、閉鎖性水域の状況に応じて任意の方向に流れを誘導することができる。
＜ハ＞水中に設置した導流体が船舶に当たっても撓むので、船舶や導流体が損傷することがなく、船舶の航行を阻害しない。
＜ニ＞導流体は錆による劣化がなく、また海洋生物が付着しても屈曲性を阻害する心配がない。そのため導流体を設置した後はメンテナンスは一切不要である。＜ホ＞導流体は工場で製作し、現場へ設置するだけで良く、工期が短くしかも工費の低廉化が図れる。
＜ヘ＞導流体を構成する各ブロック体が中空構造である場合、ブロック体への液体と空気の注入量を調整することで導流体の浮力と流れに対する抗力を任意に調整できる。
＜ト＞導流体の推進方向の高さを選択することで、水深の浅い場所にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係る導流体の全体の概念図
【図２】一部を破断した導流体の斜視図
【図３】上げ潮時の流況の説明図
【図４】下げ潮時の流況の説明図
【図５】閉鎖性の湾の湾口近くに導流体を設置した利用例の説明図
【図６】湾の湾口と新水道の途中に流出用の導流体を設置した利用例の説明図
【図７】壁体を設けた湾内に複数の導流体を設置した利用例の説明図
【図８】海岸と海洋構造物の間の狭小水路に導流体を設置した利用例の説明図
【図９】各ブロック体を塊体で構成する実施例２の説明図
【図１０】各ブロック体を断面非角形で構成する実施例３の説明図
【図１１】従来技術の説明図
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ……導流体
１１……ブロック体
１２……連結部
１３……湾
１４……湾口
１５……壁体
１６……新水道
１７……海岸
１８……海洋構造物
１９……狭小水路

Claims

水底に直立状態で設置され、潮流の向きを一方向へ卓越させる膜状物であって、
複数のブロック体を一方向へ屈曲自在に連結すると共に、
前記一方向の反対方向への屈曲を拘束し、
複数のブロック体で構成される膜状物の各側面の流れに対する抗力を異に設定することを特徴とする、
導流体。
水底に直立状態で設置され、潮流の向きを一方向へ卓越させる浮体膜状物であって、
複数のブロック体を一方向へ屈曲自在に連結すると共に、
前記一方向に対し反対方向への屈曲を拘束し、
複数のブロック体で構成される膜状物の各側面の流れに対する抗力を異に設定することを特徴とする、
導流体。
水底に直立状態で設置され、潮流の向きを一方向へ卓越させる浮体膜状物であって、
複数のブロック体の間を一方向へ屈曲自在であると共に、
前記一方向に対し反対方向への屈曲を拘束した連結部を介して連結し、
前記ブロック体が液体と空気を注入して浮力調整可能な中空構造であることを特徴とする、
導流体。
請求項１〜３のいずれかにおいて、各ブロック体が断面角形を呈することを特徴とする、導流体。
請求項１〜４のいずれかにおいて、各ブロック体をゴムで一体成形したことを特徴とする、導流体。
潮流の向きを一方向へ卓越させる潮流の一方向流促進方法において、
前記請求項１〜５のいずれかの導流体を使用し、
前記導流体を閉鎖性水域に直立させて設置したことを特徴とする、
潮流の一方向流促進方法。
潮流の向きを一方向へ卓越させる潮流の一方向流促進方法において、
前記請求項１〜５のいずれかの導流体を使用し、
前記複数の導流体を閉鎖性水域に沿って直立させて配列したことを特徴とする、潮流の一方向流促進方法。
潮流の向きを一方向へ卓越させる潮流の一方向流促進方法において、
前記請求項１〜５のいずれかの導流体を使用し、
閉鎖性の湾の湾口に流入用の導流体と流出用の導流体とを設置し、
前記流入用の導流体と流出用の導流体を通じて湾内の海水を外洋の海水と交換させることを特徴とする、
潮流の一方向流促進方法。
潮流の向きを一方向へ卓越させる潮流の一方向流促進方法において、
前記請求項１〜５のいずれかの導流体を使用し、
閉鎖性の湾内に複数の導流体を湾内を一巡するように配列し、
各導流体を通じて外洋の海水を湾内へ移動させると共に、湾内の海水を外洋へ移動させて湾内外の海水を交換させることを特徴とする、
潮流の一方向流促進方法。
潮流の向きを一方向へ卓越させる潮流の一方向流促進方法において、
前記請求項１〜５のいずれかの導流体を使用し、
閉鎖性の狭小水路に沿って複数の導流体を設置し、
前記導流体を通じて狭小水路に一方向の流れを発生させることを特徴とする、
潮流の一方向流促進方法。
請求項６〜１０のいずれかにおいて、前記導流体の屈曲方向を一方向へ卓越させる流れの向きに合わせることを特徴とする、潮流の一方向流促進方法。