JP3793196B2 - 消波ブロック及び人工リーフ - Google Patents

Description

本発明は、人工リーフや防波堤等に使用する消波ブロック及びこの消波ブロックを用いた人工リーフに関する。

近年、人工リーフが消波構造物として海浜の安定化や静穏海域の形成を目的とするレクレーションスペース等に多用されるようになってきている。
人工リーフは、捨石マウンド等にコンクリート製のブロックを複数個設置したり（特許文献１）、大型の消波構造物を設置し、水深の変化に伴う砕波の生成により波動エネルギーを減勢させて消波させるもので、本発明者は、特許文献２及び特許文献３に示す砕波を生成させて函体内に突入させて波動エネルギーを減衰させて静穏水域を得る人工リーフを提案した。
特開平８−３９６５号公報 特開平１１−１３０４０号公報 特開２００２−２４２１５０号公報

人工リーフは、波動エネルギーの減衰という面で見れば、その減衰効果はあまり大きいとはいえず、十分な消波効果を得るためには天端幅を広くした大断面とする必要がある。
天端幅が小さくても大きな消波効率が得られる人工リーフとして、捨石マウンドに上面開放で斜めスリットを設けた函体を設置し、砕波を函体に突入させて消波することを提案したが、砕波の衝撃や水流によって消波構造物がマウンド上を滑動しないよう重量の大きな構造物を必要するため、函体の設置に大型クレーンを使用するなど大規模工事となり、大型クレーン船の配備などコストがかかっていた。

また、図６に示すように、マウンド上に比較的小型であまり重量が大きくない消波ブロックを複数設置する消波構造物の場合、ブロック同士を連結固定せずにマウンド上に設置すると、ブロックが波動や水流によって滑動あるいは振動してブロックの隣接部が衝突で傷み、最終的には消波構造物として機能しなくなる恐れがあり、隣り合うブロック相互をボルト等で緊結する必要があった。このため、ブロックにボルト穴等の緊結手段を形成する必要があり、また、ブロックを設置した後に水中で緊結作業をおこなわなければならなかった。
そこで、本発明は、緊結具を使用せずにブロック同士が一体化できるようにして、施工の簡素化、及び、コスト低減を図ると共に、波動エネルギーの減衰効果の大きな消波構造物が得られるようにしたものである。

消波ブロックが波動エネルギーによって移動しないようにしたものであり、直立した前壁と直立した後壁及び前壁の上端と後壁の下端を連結する斜部材からなる消波ブロックであり、前壁の上端と後壁の下端を結ぶ斜部材の周りの鉛直擾乱と内部の中空領域による水塊の捕捉によって消波効果を向上させたものである。
前後壁及び斜部材には貫通穴を設けるが、穴の大きさは任意に変更することができ、また、斜部材には穴を設けない場合もある。
消波ブロックは、消波構造物の最前端・最後端用と中間用のブロックの三種を使用するが、最前端と最後端の消波ブロックは上下を逆にすることで兼用することができるため、同じ型枠で製作することができる。また、中間用のブロックも前後に対して形状が対称であるため前後の向きに制限を受けない。
また、二種のブロックの形状は、ほぼ同一であるため、製作型枠の大部分を共通化することができるという利点がある。

消波ブロックは、単体同士を前壁と後壁を重ね合わせて噛合わせ連結することにより、緊結具を使用せずにブロック同士を連結しており、また、消波ブロック同士は、後の消波ブロックがその前の消波ブロックにのしかかるように重ね合わせて連結されて一体化されているので、構造物としての安定性が高い。

本発明の消波ブロックは、斜部材を設けたことによって、上面に傾斜スリットが形成されたと同じ効果が期待でき、また、斜部材に形成した穴を通じて波動運動に伴う海水が流出入する際、渦が発生して波動エネルギーが吸収され、消波ブロックを複数連結して構築した人工リーフは、天端幅が狭くても大きな消波効果が発揮される。
また、図５に示すように消波ブロックは、人工リーフを築造するために使用するばかりでなく、直立護岸等の前面に設置して波力を減衰させ、護岸構造物に衝突する波力を軽減し、堤体背後への越波量を少なくすることができ、かつ、堤体の沖合側への反射波を小さくする。
さらには、消波ブロックを縦横３個づつ配置した構造物を魚礁の単位とし、例えば、海底に千鳥配置、あるいは並列配置することで生物の棲息空間が形成されるので、新たな漁場を創出することが可能である。

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の消波ブロックの一例を示すもので、コンクリート製の消波ブロック１は、壁厚を５０ｍｍの前壁２１、後壁２２、及び前壁２１と後壁２２を連結する斜部材２３から構成され、側面断面形状がＮ型であり、側面は全面開放であり、高さ２５００ｍｍ、奥行２０００ｍｍ、幅４０００ｍｍである。
斜部材２３の角度は、ほぼ４５°とするが、前後壁の間隔を変化させることで角度を変えることができる。
前後壁２１、２２の中央には１×０．５ｍの開口３１、３２が、また、斜部材２３には１×１（ｍ）の開口３３がそれぞれ形成してあり、これらの開口３１〜３３を通じて海水の交換が容易におこなわれる。
斜部材２３の開口３３は基本的には形成せず、消波ブロック１が重量的に安定している場合に開口３３を形成することによって海水の交換と揚圧力の低減を図っている。側断面がＮ型の形状であるので垂直面内で１８０度回転しても同じ形状であり、方向性がないので設置の際に便利である。

この消波ブロック１を図３、図４に示すように縦横に並べて人工リーフの消波構造物を構築するのであるが、列の後側に配置する消波ブロックが前の消波ブロックに載るように前後壁２１、２２を噛み合わせて連結するものであり、ブロック単体での重量不足を、ボルト等の緊結金具を使用することなく連結一体化することにより、全体として大きな重量を有する構造物としている。

図２に示す端部用消波ブロック１０は、前壁２１または後壁２２のいずれか一方の壁厚を他方のそれの２倍厚としたものであり、消波ブロックを連結して使用する場合、消波構造物の最前端と最後端に使用するものである。連結する場合、図３及び図４に示すように、後壁２２に次の消波ブロックの前壁２１を重ねてトータルの壁厚は前壁と後壁を重ねた厚さとなるが、最前端と最後端の壁は重ねられる相手がなく、単独で消波構造物の壁を構成するので、壁厚を２倍にしてある。
この端部用消波ブロックを最前部に使用するときと最後尾に使用するときは上下を逆にするだけでよく、同じ型枠で製造することができるので、製造コストを低減することができる。

人工リーフ１１は、捨石マウンド３からなる下段リーフとその上に端部用消波ブロック１０及び消波ブロック１を連結して構築した上段リーフとからなっている。最前端には図２に示す端部用消波ブロック１０の壁厚が厚いほうを前方に向けて設置し、中間部には壁厚の等しい消波ブロック１をリーフの必要天端幅となる個数を設置する。最後端には端部用消波ブロック１０の厚壁が後端となるように設置する。施工延長を２０ｍとした場合、図４に示すように同じ消波ブロックを１０個並設することになる。

最前端の消波ブロック１０は、マウンド３の沖側端部から、一定距離をおいて設置してあり、このマウンド３の上面において進入した波が増幅され、最前端の消波ブロック１０の直立壁１５部分で砕波が生成され消波ブロックの斜部材２３に沿って消波ブロックに突入する。
斜部材２３の角度は、砕波が水表面に突入する際の平均的な角度にあわせた傾斜角とする。

消波ブロックは、天端が水面から低水位で０．５ｍ以上の深さとなるように設置されている。消波ブロックの岸側には、函体の移動を防止するブロック及び捨石が積み上げてあり、マウンド３の表面には根固めブロックを設置する。
従来の消波ブロックと異なり、本発明の消波ブロックは順に設置することによって後壁２２と前壁２１が重なり、設置と同時にブロック同士の連結がおこなわれるという特徴があり、従来のように水中におけるボルトの締結などの緊結作業を必要としない。

図５は、消波ブロック１、１０を利用した防波堤４を示したものである。この防波堤４は、堤体４１とこの堤体４１の沖側に配置した消波ブロックとからなっている。堤体４１及び消波ブロックは、マウンド３上に配置されている。この防波堤４によれば、沖側に配置した消波ブロックが大きな消波効果を発揮するので、堤体４１からの反射波が小さくなり、かつ堤体背後への越波量が少なくすることができる。

以上のように、本発明の消波ブロックは、波動エネルギーを効率的に減衰させることができ、優れた消波効果を発揮すると共にブロック同士を緊結する必要がないので施工が簡単であり、工期短縮を図ることができる。
消波ブロックの側面開放によりブロックに作用する波力が減少し、大重量に形成しなくてもよくなり、その取扱いは容易である。
また、この消波ブロックをマウンド上に設置して連結して構築した人工リーフは、天端幅が比較的小さくても十分な消波効果を発揮し、個々の消波ブロックの軽量化と相まって施工性が著しく向上してコストを低減することができる。
さらに、この消波ブロックを堤体と共に用いた防波堤または防波護岸とすることにより、消波ブロックの消波効果により堤体の反射波を小さくすることができ、越波量が少なくすることができる。
人工リーフ、防波堤、防波護岸等の表層部には消波ブロックにより生物の棲息空間が確保されるので、魚礁としても利用することができる。

中間用消波ブロックの構造説明図。 前後端用消波ブロックの構造説明図。 人工リーフの断面図。 人工リーフの平面図。 消波ブロックと防波堤を組み合わせた消波構造物の断面図。 従来の消波ブロック利用の人工リーフの断面図。

符号の説明

１、１０ 消波ブロック
２１ 前壁
２２ 後壁
２３ 斜部材
３１、３２、３３ 開口

Claims (3)

1. 直立した前壁と直立した後壁及び前壁の上端と後壁の下端を連結する斜部材からなり、前後壁と斜部材には貫通穴が形成してある消波ブロック。
2. 請求項１において、前壁または後壁のいずれか一方の壁厚が他方よりも厚くしてある消波ブロック。
3. 直立した前壁と直立した後壁及び前壁の上端と後壁の下端を連結する斜部材からなり、前後壁と斜部材には貫通穴が形成してある消波ブロックの後壁と前壁を重ね合わせて連接して人工リーフとし、人工リーフの最前端の前壁及び最後端の後壁の壁厚が中間の消波ブロックの前壁または後壁の壁厚より厚いブロックである人工リーフ。

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