JP3744752B2 - 振動水柱型消波堤 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防波堤、護岸、海水交換システム等に用いられる振動水柱型消波堤に関する。
【0002】
【従来の技術】
通常、港湾内に桟橋やマリーナ等を設ける場合には、静穏海域を確保するために、波を消散する消波堤が沿岸付近に設置されるが、この消波堤に入射する波を効率よく消散、吸収するために、種々の構造が提案されている。
図3は、従来の消波堤51を示しており、一重スリット消波堤と呼ばれている。この一重スリット消波堤51は、沿岸付近の所定海域に配置され、外海52側からの波を遮り内海53側に波の影響を与えないための堤本体部54と、この堤本体部54の外海52側に配置されるとともに入射する波を消散する消波部55とから構成されている。
【0003】
この消波部55は、堤本体部54から所定距離はなれて鉛直方向に配置されるとともに上半部に多数の孔56が形成された板状の透過壁体57と、この透過壁体57と上記堤本体部54との間に形成される遊水室61と、この透過壁体56の上端部と連結するとともに上記遊水室61の上部を覆うように水平に配置される天板62とから構成されている。
【0004】
そして、上記遊水室61は、透過壁体の孔56を介して外海52と連通し、また天板62に形成された空気の流通孔63を介して外気と連通している。なお、遊水室61には、水底から所定高さまで、コンクリート64が充填されている。
また、図4は、上記一重スリット消波堤51の規則波に対する反射率特性を示したグラフであり、横軸は、遊水室の幅l(波の進行方向に対する距離)と入射規則波の波長Lの比l/L(実際の消波堤では、遊水室の幅は一定とされているので、横軸は波の波長の変化を示す)を示し、縦軸は、反射波の波高を入射波の波高で除した波の反射率KRを示している。このグラフにおいて、例えば、波の反射率KRがゼロの場合は、消波堤51から外海52側に向かう反射波がないこと、すなわち入射波が消波堤51に全て吸収されたことを意味する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記グラフによると、波の反射率KRが小さくなる極小点が、l/L=0.15付近に一つ存在している。すなわち、この一重スリット消波堤51では、一の波長でのみ、波の反射率KRが極小となることを示しているが、実際の海の波は不規則波であり、波長の異なる波を重ね合わせたものであるから、上記グラフにおいて、波の反射率KRを極小とする複数の波長が存在すれば、入射波のエネルギーを大きく消散、吸収することができる。従って、反射率KRの極小点が複数個存在するような反射率特性を有する消波堤を設計することが望ましい。
【0006】
このような観点から、図5に示すように、遊水室を2つ設けた二重スリット消波堤71が提案されている。この二重スリット消波堤71は、外海52からの波を遮り内海53側に波の影響を与えないための鉛直部72と海底に設置される水平部73とからなる断面L字形の堤本体部74と、上記水平部73上に配置され入射する波を消散する消波部75とから構成されている。
【0007】
この消波部75は、上記水平部73の端部から鉛直方向に配置される板状の第一透過壁体81と、この第一透過壁体81と鉛直部73との間に配置される第二透過壁体82と、第一透過壁体81と第二透過壁体82との間に形成される第一遊水室83と、第二透過壁体82と上記鉛直部72との間に形成される第二遊水室84とから構成されている。
【0008】
そして、第一および第二透過壁体81、82には、多数の孔85が形成され、各遊水室83、84は、上記透過壁体81、82の孔85を介して外海52と連通している。
また、図7のグラフは、上記二重スリット消波堤71の規則波に対する反射率特性を示しており、グラフの横軸は上記2つの遊水室幅の和lと入射波の波長Lの比l/Lを示している。このグラフによると、反射率KRの極小点が、l/L=0.15と0.45の2箇所で現れており、すなわち2種類の波長の波に対して反射波を小さくできるが、l/L=0.45においては、例えば、水深を10m、波周期を10秒とすると、遊水室幅の和lは41.5mとなるため、大規模な消波堤が必要となり、従って、設置コストが非常に高くなる。
【0009】
そこで、本発明は、構造を大規模にすることなく、入射する不規則波の反射率を小さくし得る振動水柱型消波堤の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の振動水柱型消波堤は、所定海域に配置されて外海側からの波を遮る堤本体部と、この堤本体部の外海側に配置されるとともに入射する波を消散する消波部とからなる振動水柱型消波堤であって、上記消波部が、上記堤本体部から所定距離はなれて配置されるとともに多数の孔が形成された板状の透過壁体と、この透過壁体と上記堤本体部との間に形成されるとともに透過壁体の孔を介して外海に連通される遊水室と、この遊水室内に配置されて、水平板状部と鉛直板状部とからなる断面L字形の複数の隔壁とを具備し、上記各隔壁が所定間隔をおいて積層状に配置されるとともに、各隔壁の水平板状部の端部が上記透過壁体に連結され、かつ鉛直板状部の上端部が海面の上方に突出されて上記遊水室を仕切ることにより、外海と連通する断面が矩形状の流路及びL字形の複数の流路が形成され、さらにこれらの流路に、各流路を形成する壁面同士を連結する棒状部材が消波堤の長手方向に複数箇所でもってかつL字形の流路には上下複数段でもって設けられたものである。
【0011】
この構成によると、堤本体部と透過壁体との間の遊水室に、複数のL字形隔壁を積層状に配置して遊水室を仕切ることにより、複数の流路が形成されるため、入射波の反射率特性において、反射率を極小にする複数の極小点を生じさせることができ、しかも流路がL字形に形成されているため、波長の長い入射波に対しても、消波堤の幅を狭くしたままで、反射率を小さくすることができる。
【0012】
また、上記各流路には、棒状部材が複数設けられているため、入射する波のエネルギーを減衰させるとともに、上記各L字形隔壁を水平方向に対して保持及び補強をすることができる。さらに、堤本体部に複数の孔を設けて遊水室と内海とを連通させたので、内海と外海との海水交換が可能となり、新鮮な海水を内海に送ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における振動水柱型消波堤を、図1および図2に基づき説明する。
図1に示すように、本発明の振動水柱型消波堤1は、沿岸付近の所定海域に配置され、外海2からの波を遮り内海3側に波の影響を与えないための堤本体部4と、この堤本体部4の外海2側に配置され入射する波を消散、吸収する消波部5とから構成されている。
【0014】
この消波部5は、上記堤本体部4から所定距離はなれて配置されるとともに多数の縦長孔6(以下、縦スリットという)が形成された板状の透過壁体7と、この透過壁体7と上記堤本体部4との間に形成されて上記透過壁体7の縦スリット6を介して外海2と連通する遊水室8とから構成されている。この遊水室8内には、水平板状部11a、12aと鉛直板状部11b、12bとからなり、積層状に配置される2つのL字形隔壁、すなわち、透過壁体7側に配置される第1L字形隔壁11と、この第1L字形隔壁11と堤本体部4との間に配置される第2L字形隔壁12とが設けられている。
【0015】
ここで、上記第1及び第2L字形隔壁11、12は、上記透過壁体7に各水平板状部11a、12aの端部が連結されるとともに各鉛直板状部11b、12bの上端部が海面より上方に突出されることにより、透過壁体7と堤本体部4の間に、透過壁体7の縦スリット6を介して外海2と連通する3つの流路を形成している。すなわち、透過壁体7と第1L字形隔壁11との間には断面矩形状の第1流路13、第1L字形隔壁11と第2L字形隔壁12との間には断面L字形の第2流路14、及び第2L字形隔壁12と堤本体部4との間には断面L字形の第3流路15がそれぞれ形成されている。従って、消波部5には、長さの異なる3つの水柱(流路)が形成されたことになる。
【0016】
さらに、各流路13、14、15には、それぞれの流路の両壁同士を連結する棒状部材21が、消波堤1の長手方向に所定間隔をおいて複数個設けられており、また、上下方向に複数段設けることもできる。これにより、入射波のエネルギーを減衰させるとともに、上記各L字形隔壁11、12を水平方向に対して保持(補強)することができる。
【0017】
なお、堤本体部4の下方には、第3流路15と内海3側とを連通させる複数の孔22が形成され、内海3と外海2との間で海水交換が行われる。
上記構成によると、外海2側から入射した波は、透過壁体7の縦スリット6を介して上記各流路内の水柱の一端を加振する。
ここで、上記各水柱の断面長さはそれぞれ異なるため、各水柱の振動の固有周期はそれぞれ異なっている。従って、各流路内の水柱の一端が加振されると、各水柱はそれぞれの固有周期に一致する周期で激しく振動し、透過壁体7の縦スリット6及び棒状部材21付近に大きい渦が生じるため、入射波のエネルギーが大きく減じられる。
【0018】
すなわち、3つの水柱の固有周期において、波の反射率がそれぞれ小さくなるため、図2に示すように、この消波堤における波の反射率特性を示す曲線には、波の反射率の極小点が3箇所現れ、従って、不規則波に対して、消波効果を高めることができる。
また、第2及び第3流路14、15における水柱はL字形であるため、遊水室の幅(波の進行方向に対する距離)を狭くしたままで、水柱を長くすることができ、波長の長い入射波に対しても反射率を小さくすることができる。従って、消波堤を大きくする必要がなく、設置コストを抑えることができる。
【0019】
なお、上記実施の形態では、透過壁体7に縦スリット6を形成したが、これに限られず、横長孔(横スリット)、丸形の孔、または矩形の孔であってもよい。
さらに、堤本体部4の下部に複数の孔22を設けて第3流路15と内海3とを連通させたので、内海3と外海2との海水交換が可能となり、外海2からの波を消散させた状態で、新鮮な海水を内海3に送ることができる。例えば、内海側に養殖場を設ける場合には、静穏海域が確保されるとともに、新鮮な海水を養殖場内に供給することができる。
【0020】
【発明の効果】
以上のように本発明の振動水柱型消波堤の構成によると、堤本体部と透過壁体との間の遊水室に、複数のL字形隔壁を積層状に配置して遊水室を仕切ることにより、複数の流路が形成されるため、入射波の反射率特性において、反射率を極小にする複数の極小点を生じさせることができ、しかも流路がL字形に形成されているため、波長が長い入射波に対処する場合に、消波堤の幅を短くすることができ、従ってその設置コストの低減化を図ることができる。
【0021】
また、上記各流路には、棒状部材が複数設けられているため、入射する波のエネルギーを減衰させるとともに、上記各L字形隔壁を水平方向に対して保持することができる。さらに、堤本体部に複数の孔を設けて遊水室と内海とを連通させたので、内海と外海との海水交換が可能となり、外海からの波を消散させた状態で、新鮮な海水を内海に送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における振動水柱型消波堤の断面図である。
【図2】同振動水柱型消波堤の規則波に対する反射率特性を示すグラフである。
【図3】従来の一重スリット消波堤の概略構成を示す断面図である。
【図4】一重スリット消波堤の規則波に対する反射率特性を示すグラフである。
【図5】従来の二重スリット消波堤の概略構成を示す断面図である。
【図6】二重スリット消波堤の規則波に対する反射率特性を示すグラフである。
【符号の説明】
1 振動水柱型消波堤
2 外海
3 内海
4 堤本体部
5 消波部
6 縦スリット
7 透過壁体
8 遊水室
11 第1L字形隔壁
12 第2L字形隔壁
13 第1流路
14 第2流路
15 第3流路
21 棒状部材
22 堤本体部孔

Claims (2)

  1. 所定海域に配置されて外海側からの波を遮る堤本体部と、この堤本体部の外海側に配置されるとともに入射する波を消散する消波部とからなる振動水柱型消波堤であって、上記消波部が、上記堤本体部から所定距離はなれて配置されるとともに多数の孔が形成された板状の透過壁体と、この透過壁体と上記堤本体部との間に形成されるとともに透過壁体の孔を介して外海に連通される遊水室と、この遊水室内に配置されて、水平板状部と鉛直板状部とからなる断面L字形の複数の隔壁とを具備し、上記各隔壁が所定間隔をおいて積層状に配置されるとともに、各隔壁の水平板状部の端部が上記透過壁体に連結され、かつ鉛直板状部の上端部が海面の上方に突出されて上記遊水室を仕切ることにより、外海と連通する断面が矩形状の流路及びL字形の複数の流路が形成され、さらにこれらの流路に、各流路を形成する壁面同士を連結する棒状部材が消波堤の長手方向に複数箇所でもってかつL字形の流路には上下複数段でもって設けられたことを特徴とする振動水柱型消波堤。
  2. 内海側と遊水室とを連通させる複数の孔が堤本体部に設けられたことを特徴とする請求項1記載の振動水柱型消波堤。
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