JP3836042B2 - 堤体 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば海岸に設置されて前方海域における海流を誘起させ得る堤体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、海岸には、護岸設備として、消波堤が多数設置されているが、その設置海域における海流状態および海底の地形状態によっては、海流が緩慢になったり、また停滞したりして、海水の汚染が進むという好ましくない事態が生じている。
【０００３】
このような事態を解消するものとして、従来、海岸に設置されるとともに波浪エネルギーを利用して海中に循環流を発生させ、水質改善を行うようにした設備がある。
【０００４】
このような設備としては、例えば図５に示すような防波・消波用の護岸設備としての堤体がある。
この堤体５１は、その頂部が海面上に露出されるとともに、その内部に断面が矩形状の遊水室５２が形成されており、また波（波浪）に対向する堤体５１の前壁部５１ａの海面付近および海底近傍位置には、海側と上記遊水室５２とを連通させる管状の海水用導入口５３（５３Ａ，５３Ｂ）および海水用導出口５４が、それぞれ堤体１の設置方向に沿って所定間隔おきに形成されている。
【０００５】
この堤体５１によると、沖からの波が堤体５１の前壁部５１ａに到達すると、その一部は、海水用導入口５３から遊水室５２内に流入するとともに、後壁部５１ｂによりその向きが下方に変えられた後、海水用導出口５４から前方海中に流出される。
【０００６】
すなわち、沖から到達した波の一部は、この堤体５１の遊水室５２を介して、海底近傍から前方海中に流出されるため、その海底近傍では、波と逆方向の流れが発生し、したがって前方海域の海面下には、矢印ｂにて示すような循環流が誘起されて、海流の停滞による水質汚染が防止されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の堤体の構成によると、なる程、沖から到来した波が、遊水室５２内を介して堤体５１の底部から前方に流出することにより、前方海域に循環流を誘起してその海域における海水の浄化を図ることができるが、波を遊水室５２に導入する海水用導入口５３が管状であるため、すなわち海水導入用口５３の入口および出口が同一面積であるため、どちらかと言えば、消波についてはその効果が発揮されるが、堤体５１から流出する海水の勢いの点からみると、すなわち前方海域において、循環流を誘起させるという点では、より強い循環流が望まれている。
【０００８】
そこで、本発明は、波浪エネルギーを利用して、循環流をより強く誘起させ得る堤体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の堤体は、海岸に且つ到来する波に対向するように設置される堤体であって、
内部に遊水室を有し、且つ沖側の前壁部の海面付近に、前方海域と上記遊水室とを連通させる上部海水導通路を形成するとともに、前壁部の下部に、上記遊水室と前方海域の海中とを連通する下部海水導通路を形成し、
上記上部海水導通路の鉛直断面形状を、前方海域側の入口部の高さよりも遊水室側の出口部の高さを低くするとともに、上記遊水室の上側内壁面を、上部海水導通路の出口部の上面よりも高くして、当該上部海水導通路から流入する海水の流れを下方に変更させるための流れ変更用空間部を、遊水室内に設けたものである。
【００１０】
上記の構成によると、到来した波は、上部海水導通路より遊水室内に入った後、下部海水導通路から前方海域の海中に流出して、前方海域に循環流を誘起させるが、このとき、流れが上部海水導通路にて絞られて遊水室内に勢いよく流入するとともに、前方海域と遊水室との水位差の増大により、下方に力強く移動して下部海水導通路から流出されるため、前方海域で誘起される循環流が、より強く大きいものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る堤体を、図１〜図３に基づき説明する。
本実施の形態における堤体は、例えば海岸（または海岸線近傍の海側）に、所定長さでもって護岸用、すなわち消波用（防波用）として設置されるものである。
【００１２】
図１および図２に示すように、この堤体１の波の到来方向に沿う鉛直断面形状は、外壁体２が矩形状にされるとともに、その内部に矩形状の遊水室３が形成されたものである。より具体的に説明すると、外壁体２は、沖から到来する波に対向する前壁部２ａと、陸地側に対向する後壁部２ｂと、前壁部２ａと後壁部２ｂとの上端同士を接続する上壁部２ｃと、前壁部２ａと後壁部２ｂとの下端同士を接続する底壁部２ｄと、両側の側壁部２ｅとから構成されており、したがってこれら各壁部２ａ〜２ｅの内側に遊水室３が形成されている。なお、上記外壁体２の外周面については、鉛直面とされている。
【００１３】
そして、上記前壁部２ａにおける海面近傍位置には、その前方海域と遊水室３とを連通させて海水を遊水室３側に導くための海水導入用通路（上部海水導通路）１１が設けられるとともに、前壁部２ａにおける海底近傍位置には、その前方海域の海中と遊水室３とを連通させて遊水室３内の海水を前方海域側に導くための海水導出用通路（下部海水導通路）１２が形成されている。
【００１４】
さらに、上記海水導入用通路１１の鉛直断面形状は、前方海域側の入口部１１ａの高さ（ｈ１i）よりも遊水室３側の出口部１１ｂの高さ（ｈ１o）が低く（狭く）されており、簡単に言えば、海水導入用通路１１内に入った波を絞るようにテーパ状にされている。また、上部のテーパ面１１ｃの傾きは０〜１／１２の範囲内にされるとともに、下部のテーパ面１１ｄの傾きは１／２４〜１／６の範囲内に設定されており、したがって海水導入用通路１１の入口部１１ａの高さに応じて前壁部２ａの厚さが決定されることになる。なお、この海水導入用通路１１の配置高さは、その中心高さが、ほぼ海面の平均高さ（平均水位）に一致されている。
【００１５】
また、上記海水導入用通路１１および海水導出用通路１２の各幅（出入口部の幅）は当該堤体１の設置長さにほぼ等しく（正確に言えば、外壁体２の両側壁部２ｅの厚さ分だけ短くされている）されるとともに、幅が広い場合には、その中間の適当位置に、補強材１３が配置されている。勿論、堤体１が長い場合には、補強材１３は所定間隔おきに複数個配置されるが、堤体１が短い場合には、補強材を設けなくてもよい。
【００１６】
また、上記遊水室３の上側内壁面３ａは、海水導入用通路１１の出口部１１ｂの上面よりも、所定高さＨだけ高くされて、当該遊水室３内には、海水導入用通路１１から導かれた海水を下方にその流れを変更させ得る流れ変更用空間部３ｂが形成されている。
【００１７】
なお、上記海水導出用通路１２の鉛直断面形状は、遊水室３側の入口部１２ａの高さ（ｈ２i）と前方海域側の出口部１２ｂの高さ（ｈ２o）とが同一と（同一でなくてもよい）なるようにされている。
【００１８】
上記堤体１を所定海域の海岸に設置した場合、沖から波が到来すると、この波は海水導入用通路１１内を通過して遊水室３内に入る。このとき、波は、海水導入用通路１１を通過する際に、絞られることになり（縮流となる）、したがって勢いよく遊水室３内の流れ変更用空間部３ｂに流入するとともに、前方海域と遊水室３との水位差の増大により、遊水室３内を下方に力強く移動して海水導出用連通路１２を経て前壁部２ａから前方海域の海中内に流出する。
【００１９】
この前壁部２ａから流出した海水により、前方海域における海中では、図３の矢印ａにて示すような流れ、すなわち循環流が誘起（発生）され、したがって当該海域での海水がより強く且つ広範囲でもって移動するため、海面付近で空気を取り込んだ海水および遊水室３内で空気を取り込んだ海水が海域全体に広がるため、海水の浄化、すなわち水質改善の向上を図ることができる。
【００２０】
勿論、この堤体１においても、その前壁部２ａに設けられた海水導入用通路１１および遊水室３により、当該堤体１に到来した波のエネルギーか消費され、特に、海水導入用通路１１の出口部１１ｂでは、流れが絞られた後一気に開放されるため、波のエネルギーが大きく消費されて消波機能が効果的に発揮される。
【００２１】
また、少なくとも、海水導入用通路１１は、その幅がほぼ堤体１の設置長さに等しくなるようにされているため、堤体１に到来する波をほぼ全面（堤体のほぼ全長）に亘って遊水室３に導くことができ、したがって従来例で示した管状の海水用導入口が所定間隔おきに設けられた場合に比べて、遊水室３への導入海水量が非常に多くなるため、消波機能が一層効果的に発揮される。
【００２２】
ところで、上記実施の形態においては、堤体１の前壁部２ａの前面を、鉛直面であると説明したが、図４に示すように、前壁部２ａの底部が前方に広がるように、その前面を傾斜させるようにしてもよく、この場合には、当該前壁部２ａの前面に沿って、より多くの海水が海水導入用通路１１内に導かれることになり、海面を伝わる波のエネルギーに加えて、海面下の海流の持つエネルギーについても、利用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明の堤体の構成によると、到来した波は、上部海水導通路より遊水室内に入った後、下部海水導通路から前方海域の海中に流出して、前方海域に循環流を誘起させるが、このとき、流れが上部海水導通路にて絞られて遊水室内に勢いよく流入するとともに、前方海域と遊水室との水位差の増大により、下方に力強く移動し下部海水導通路から流出されるため、前方海域で誘起される循環流が、より強く大きいものとなり、したがって海水の浄化、すなわち水質改善の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る堤体の断面図である。
【図２】同堤体の正面図である。
【図３】同堤体を設置した場合の海域での海流を示す線図である。
【図４】同堤体の変形例を示す断面図である。
【図５】従来例の堤体の断面図である。
【符号の説明】
１ 堤体
２ 外壁体
２ａ 前壁部
３ 遊水室
１１ 海水導入用通路
１１ａ 入口部
１１ｂ 出口部
１２ 海水導出用通路
１２ａ 入口部
１２ｂ 出口部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば海岸に設置されて前方海域における海流を誘起させ得る堤体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、海岸には、護岸設備として、消波堤が多数設置されているが、その設置海域における海流状態および海底の地形状態によっては、海流が緩慢になったり、また停滞したりして、海水の汚染が進むという好ましくない事態が生じている。
【０００３】
このような事態を解消するものとして、従来、海岸に設置されるとともに波浪エネルギーを利用して海中に循環流を発生させ、水質改善を行うようにした設備がある。
【０００４】
このような設備としては、例えば図５に示すような防波・消波用の護岸設備としての堤体がある。
この堤体５１は、その頂部が海面上に露出されるとともに、その内部に断面が矩形状の遊水室５２が形成されており、また波（波浪）に対向する堤体５１の前壁部５１ａの海面付近および海底近傍位置には、海側と上記遊水室５２とを連通させる管状の海水用導入口５３（５３Ａ，５３Ｂ）および海水用導出口５４が、それぞれ堤体１の設置方向に沿って所定間隔おきに形成されている。
【０００５】
この堤体５１によると、沖からの波が堤体５１の前壁部５１ａに到達すると、その一部は、海水用導入口５３から遊水室５２内に流入するとともに、後壁部５１ｂによりその向きが下方に変えられた後、海水用導出口５４から前方海中に流出される。
【０００６】
すなわち、沖から到達した波の一部は、この堤体５１の遊水室５２を介して、海底近傍から前方海中に流出されるため、その海底近傍では、波と逆方向の流れが発生し、したがって前方海域の海面下には、矢印ｂにて示すような循環流が誘起されて、海流の停滞による水質汚染が防止されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の堤体の構成によると、なる程、沖から到来した波が、遊水室５２内を介して堤体５１の底部から前方に流出することにより、前方海域に循環流を誘起してその海域における海水の浄化を図ることができるが、波を遊水室５２に導入する海水用導入口５３が管状であるため、すなわち海水導入用口５３の入口および出口が同一面積であるため、どちらかと言えば、消波についてはその効果が発揮されるが、堤体５１から流出する海水の勢いの点からみると、すなわち前方海域において、循環流を誘起させるという点では、より強い循環流が望まれている。
【０００８】
そこで、本発明は、波浪エネルギーを利用して、循環流をより強く誘起させ得る堤体を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の堤体は、海岸に且つ到来する波に対向するように設置される堤体であって、
内部に遊水室を有し、且つ沖側の前壁部の海面付近に、前方海域と上記遊水室とを連通させる上部海水導通路を形成するとともに、前壁部の下部に、上記遊水室と前方海域の海中とを連通する下部海水導通路を形成し、
上記上部海水導通路の鉛直断面形状を、前方海域側の入口部の高さよりも遊水室側の出口部の高さを低くするとともに、上記遊水室の上側内壁面を、上部海水導通路の出口部の上面よりも高くして、当該上部海水導通路から流入する海水の流れを下方に変更させるための流れ変更用空間部を、遊水室内に設けたものである。
【００１０】
上記の構成によると、到来した波は、上部海水導通路より遊水室内に入った後、下部海水導通路から前方海域の海中に流出して、前方海域に循環流を誘起させるが、このとき、流れが上部海水導通路にて絞られて遊水室内に勢いよく流入するとともに、前方海域と遊水室との水位差の増大により、下方に力強く移動して下部海水導通路から流出されるため、前方海域で誘起される循環流が、より強く大きいものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る堤体を、図１〜図３に基づき説明する。
本実施の形態における堤体は、例えば海岸（または海岸線近傍の海側）に、所定長さでもって護岸用、すなわち消波用（防波用）として設置されるものである。
【００１２】
図１および図２に示すように、この堤体１の波の到来方向に沿う鉛直断面形状は、外壁体２が矩形状にされるとともに、その内部に矩形状の遊水室３が形成されたものである。より具体的に説明すると、外壁体２は、沖から到来する波に対向する前壁部２ａと、陸地側に対向する後壁部２ｂと、前壁部２ａと後壁部２ｂとの上端同士を接続する上壁部２ｃと、前壁部２ａと後壁部２ｂとの下端同士を接続する底壁部２ｄと、両側の側壁部２ｅとから構成されており、したがってこれら各壁部２ａ〜２ｅの内側に遊水室３が形成されている。なお、上記外壁体２の外周面については、鉛直面とされている。
【００１３】
そして、上記前壁部２ａにおける海面近傍位置には、その前方海域と遊水室３とを連通させて海水を遊水室３側に導くための海水導入用通路（上部海水導通路）１１が設けられるとともに、前壁部２ａにおける海底近傍位置には、その前方海域の海中と遊水室３とを連通させて遊水室３内の海水を前方海域側に導くための海水導出用通路（下部海水導通路）１２が形成されている。
【００１４】
さらに、上記海水導入用通路１１の鉛直断面形状は、前方海域側の入口部１１ａの高さ（ｈ１i）よりも遊水室３側の出口部１１ｂの高さ（ｈ１o）が低く（狭く）されており、簡単に言えば、海水導入用通路１１内に入った波を絞るようにテーパ状にされている。また、上部のテーパ面１１ｃの傾きは０〜１／１２の範囲内にされるとともに、下部のテーパ面１１ｄの傾きは１／２４〜１／６の範囲内に設定されており、したがって海水導入用通路１１の入口部１１ａの高さに応じて前壁部２ａの厚さが決定されることになる。なお、この海水導入用通路１１の配置高さは、その中心高さが、ほぼ海面の平均高さ（平均水位）に一致されている。
【００１５】
また、上記海水導入用通路１１および海水導出用通路１２の各幅（出入口部の幅）は当該堤体１の設置長さにほぼ等しく（正確に言えば、外壁体２の両側壁部２ｅの厚さ分だけ短くされている）されるとともに、幅が広い場合には、その中間の適当位置に、補強材１３が配置されている。勿論、堤体１が長い場合には、補強材１３は所定間隔おきに複数個配置されるが、堤体１が短い場合には、補強材を設けなくてもよい。
【００１６】
また、上記遊水室３の上側内壁面３ａは、海水導入用通路１１の出口部１１ｂの上面よりも、所定高さＨだけ高くされて、当該遊水室３内には、海水導入用通路１１から導かれた海水を下方にその流れを変更させ得る流れ変更用空間部３ｂが形成されている。
【００１７】
なお、上記海水導出用通路１２の鉛直断面形状は、遊水室３側の入口部１２ａの高さ（ｈ２i）と前方海域側の出口部１２ｂの高さ（ｈ２o）とが同一と（同一でなくてもよい）なるようにされている。
【００１８】
上記堤体１を所定海域の海岸に設置した場合、沖から波が到来すると、この波は海水導入用通路１１内を通過して遊水室３内に入る。このとき、波は、海水導入用通路１１を通過する際に、絞られることになり（縮流となる）、したがって勢いよく遊水室３内の流れ変更用空間部３ｂに流入するとともに、前方海域と遊水室３との水位差の増大により、遊水室３内を下方に力強く移動して海水導出用連通路１２を経て前壁部２ａから前方海域の海中内に流出する。
【００１９】
この前壁部２ａから流出した海水により、前方海域における海中では、図３の矢印ａにて示すような流れ、すなわち循環流が誘起（発生）され、したがって当該海域での海水がより強く且つ広範囲でもって移動するため、海面付近で空気を取り込んだ海水および遊水室３内で空気を取り込んだ海水が海域全体に広がるため、海水の浄化、すなわち水質改善の向上を図ることができる。
【００２０】
勿論、この堤体１においても、その前壁部２ａに設けられた海水導入用通路１１および遊水室３により、当該堤体１に到来した波のエネルギーか消費され、特に、海水導入用通路１１の出口部１１ｂでは、流れが絞られた後一気に開放されるため、波のエネルギーが大きく消費されて消波機能が効果的に発揮される。
【００２１】
また、少なくとも、海水導入用通路１１は、その幅がほぼ堤体１の設置長さに等しくなるようにされているため、堤体１に到来する波をほぼ全面（堤体のほぼ全長）に亘って遊水室３に導くことができ、したがって従来例で示した管状の海水用導入口が所定間隔おきに設けられた場合に比べて、遊水室３への導入海水量が非常に多くなるため、消波機能が一層効果的に発揮される。
【００２２】
ところで、上記実施の形態においては、堤体１の前壁部２ａの前面を、鉛直面であると説明したが、図４に示すように、前壁部２ａの底部が前方に広がるように、その前面を傾斜させるようにしてもよく、この場合には、当該前壁部２ａの前面に沿って、より多くの海水が海水導入用通路１１内に導かれることになり、海面を伝わる波のエネルギーに加えて、海面下の海流の持つエネルギーについても、利用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明の堤体の構成によると、到来した波は、上部海水導通路より遊水室内に入った後、下部海水導通路から前方海域の海中に流出して、前方海域に循環流を誘起させるが、このとき、流れが上部海水導通路にて絞られて遊水室内に勢いよく流入するとともに、前方海域と遊水室との水位差の増大により、下方に力強く移動し下部海水導通路から流出されるため、前方海域で誘起される循環流が、より強く大きいものとなり、したがって海水の浄化、すなわち水質改善の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る堤体の断面図である。
【図２】同堤体の正面図である。
【図３】同堤体を設置した場合の海域での海流を示す線図である。
【図４】同堤体の変形例を示す断面図である。
【図５】従来例の堤体の断面図である。
【符号の説明】
１ 堤体
２ 外壁体
２ａ 前壁部
３ 遊水室
１１ 海水導入用通路
１１ａ 入口部
１１ｂ 出口部
１２ 海水導出用通路
１２ａ 入口部
１２ｂ 出口部
Claims (1)
- 海岸に且つ到来する波に対向するように設置される堤体であって、
内部に遊水室を有し、且つ沖側の前壁部の海面付近に、前方海域と上記遊水室とを連通させる上部海水導通路を形成するとともに、前壁部の下部に、上記遊水室と前方海域の海中とを連通する下部海水導通路を形成し、
上記上部海水導通路の鉛直断面形状を、前方海域側の入口部の高さよりも遊水室側の出口部の高さを低くするとともに、上記遊水室の上側内壁面を、上部海水導通路の出口部の上面よりも高くして、当該上部海水導通路から流入する海水の流れを下方に変更させるための流れ変更用空間部を、遊水室内に設けたことを特徴とする堤体。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| CN103031821A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-04-10 | 河海大学 | 一种开口回流百叶窗式防波堤 |
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Legal Events
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| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040930 |
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