JP3848423B2 - 防波堤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湾内に流入する潮流や防波堤壁面に付着する波の剥離を強め、これにより形成される渦の強度を高め、湾内の循環流を大きくして、停滞水域をなくし、水質の悪化を防止するための防波堤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
防波堤は、湾内への波の侵入を防ぐために設けられた施設である。
しかし、従来の防波堤のように、波の侵入を防ぐために、潮流の侵入による湾内の循環流が小さく、湾内に停滞水域が発生し、富栄養化を顕著に促進させる原因となっている。
この結果、プランクトンの異常増殖による赤潮の発生、沿岸の海草増殖による航行の妨げ等、環境に悪影響を及ぼす心配がある。
以下、図１０を参照して説明する。
図１０は、港湾に設けられた従来の防波堤の配置、形状を示す平面図である。
外洋１から流れてきた潮流２は、港湾３に設けられた防波堤４の開口部から湾内５に流れ込む。この時、潮流２は防波堤４により流域が極端に狭められ、湾内５に流れ込んだ潮流２の流速は防波堤４の開口部から速くなり、防波堤４の背面に循環流６が発生する。
しかし、この循環流６は、防波堤４の開口部端部の平面形状が直角に形成されているため、防波堤４の開口部付近における潮流２は、防波堤４の壁面からの剥離が悪く、その結果として防波堤４の背面に発生する循環流６は全体として小さな循環流６として終わってしまう。
湾内５における循環流６が小さいため、湾内５奥部に停滞水域７が発生し、これが原因となり水質環境は次第に悪化していくこととなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決するためなされたもので、簡単な防波堤形状により、湾内の循環流を強め、停滞水域をなくし、水質の悪化を防止する防波堤を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、港湾内への波の侵入を防ぐ防波堤構造において、潮流が通過する防波堤先端部の平面形状は、防波堤の外洋に面する側面及び湾内に面する側面から中央に向けて順次窄んだ三角形状としたことを特徴とする、防波堤である。
【０００５】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
尚、従来の技術と同じ名称には、同一の符号を付して説明する。
【０００６】
＜防波堤の形状＞
図１は、防波堤の形状を示す斜視図である。
防波堤４は、港湾３に接続して構築したり、湾の中央部に独立して構築される。 潮流２が通過する防波堤４先端部の平面形状は、防波堤４の頂部から底部に至るまで、左右両側面から中央に向けて順次窄んだ形状としており、いわば鋭角な三角形状を呈している。
このため、潮流２が防波堤４の鋭角な三角形状の一辺の壁面（外洋１側）を通過する時、流速はオリフィス効果により増大し、防波堤４の壁面に付着しやすい潮流２の剥離作用を増大させる。
前記とは逆に、防波堤４内に流れ込んだ潮流２は、鋭角な三角形状の他の一辺（湾内５側）の壁面が湾内５側に向けて流路が拡大しているため、流速は極端に減少し、その結果として防波堤４背面の湾内５において、大きな循環流６が発生する。
【０００７】
＜防波堤の構築＞
本発明による防波堤は、新設する場合は勿論、既設の防波堤を改造して構築することができる。
新設する防波堤は、前述の通り潮流２が通過する防波堤先端部の平面形状を、頂部から底部に至るまで鋭角な三角形状を形成して構築すればよい。
図２に示すように、既設の防波堤を改造して構築する場合は、既設の防波堤４ａの先端部に、既成のコンクリート製または鉄製の三角柱４ｂを任意の方法で剛接合して一体化したり、または、既設の防波堤４ａの先端部に、鋭角な三角形状を形成する鉄筋、型枠を組み立てた後、内部にコンクリート打設して一体化すればよい。
【０００８】
＜防波堤の作用＞
図３は、本発明による防波堤４を、外洋１に面する湾内５に構築した場合の平面図を示す。
一般に、防波堤４、４間を通過する潮流２は、潮汐の干満により発生する。
干潮から満潮へ向かう時刻では湾内５に海水が流入するため、防波堤４、４間は外洋１から湾内５へ向かう潮流２となる。
満潮から干潮へ向かう時刻ではその逆となる。
潮流２が湾内５に向かって移動すると、防波堤４に遮られ潮流２の流速は一旦減少し、防波堤４の先端開口部を通過する時、流速は増大する。
本発明による防波堤４の先端部は平面形状が三角形状であるため、湾内５に流入す潮流２は、刃型オリフィスに見られる流れの縮流効果と同様に流れの幅が狭くなり、その結果潮流２の流速が大きくなる。
図４、図５は、防波堤４の平面形状が矩形状形状の従来の防波堤４と、防波堤４の平面形状が三角形形状の本発明による防波堤４との流れの違いを説明するための平面図である。
図５に示す本発明による防波堤４は、防波堤４の先端部の三角形頂点での潮流２の剥離が強く、その結果強い剥離渦流６１が形成される。
この渦流６１により湾内５へ侵入する潮流２の通り道の幅Ｗが狭くなり、流速が大きくなるのである。この流速の増大により、湾内５に大きな循環流６が発生することとなる。
これに対し、図４に示す従来の防波堤４は、防波堤４の先端部における潮流２の剥離が弱く、強い剥離渦流６１は形成されない。そのため渦流６１による湾内５へ侵入する潮流２の通り道の幅ｗはほとんど変化せず、流速は減少し湾内５に大きな循環流６を発生させることはできない。
図６、図７は前記説明を実験により確認した平面図であり、潮流２が湾内５に進入している状況を示している。
図６と図７の湾口幅は同じであるが、図７に見られる渦流６１の発生により、湾口を流れる潮流２が縮流し流速が大きくなっていることが分かる。
図６においては、循環流６が湾内５の奥部まで達しておらず、ここに停滞水域７が発生していることが確認できる。
一方、図７における本発明の防波堤による循環流６は湾内５の奥部にまで達している。
湾内５の大きな循環流６と小さな渦流６１により、図８に示すように、湾内５の底質土・栄養８が攪乱され、渦状となって水面に浮上する。
従って湾内５の停滞水域はなくなり、富栄養化することなく水質環境は改善される。
【０００９】
【発明の実施の形態２】
図９は、防波堤４先端部の平面形状が異なるその他の実施の形態を示す平面図である。
本実施の形態における防波堤４先端部の平面形状は、防波堤が外洋１に面する側面から、湾内５方向に向けて、潮流２の通過断面が順次小さくなるように鋭角に切り込んだ形状とし、いわば刃形形状を呈する防波堤４としている。
潮流２は、湾内５に流れ込むと同時に、大きな円を描く循環流６となって湾内５を循環する。
【００１０】
【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＞潮流が通過する防波堤先端部の平面形状を、三角形状としたので、防波堤背面で発生する循環流を広範囲に及ぼすことができる。
＜ロ＞潮流が通過する防波堤先端部の平面形状を、三角形状としたので、防波堤背面で発生する渦流を強めることができる。
＜ハ＞潮流が通過する防波堤先端部の平面形状を、刃形形状としたので、防波堤背面で発生する循環流をさらに広範囲に及ぼすことができる。
＜ニ＞防波堤先端部に小さな渦流が発生する防波堤形状としたので、複雑な循環流とすることができ、防波堤背面で発生する循環流が広範囲に及び湾内における停滞水域をなくすことができる。
＜ホ＞湾内における停滞水域をなくすことができるので、底質土・栄養が攪乱され、渦状となって水面に浮上させることができる。
＜ヘ＞湾内における停滞水域をなくすことができるので、富栄養化することなく水質環境は改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】防波堤の形状を示す斜視図。
【図２】既設の防波堤を改造して構築する場合の分解斜視図。
【図３】本発明による防波堤を、外洋に面する湾内に構築した場合の平面図。
【図４】従来型の防波堤による潮流の流れを示す平面図。
【図５】本発明の防波堤による潮流の流れを示す平面図。
【図６】従来型の防波堤による潮流の流れを実験により確認した平面図。
【図７】本発明の防波堤による潮流の流れを実験により確認した平面図。
【図８】湾内の底質土・栄養が攪乱され、渦状となって水面に浮上する状態を示す斜視図。
【図９】防波堤先端部の平面形状が異なるその他の実施形態を示す平面図。
【図１０】港湾に設けられた従来の防波堤の配置、形状を示す平面図。

Claims (1)

1. 港湾内への波の侵入を防ぐ防波堤構造において、
   潮流が通過する防波堤先端部の平面形状は、防波堤の外洋に面する側面及び湾内に面する側面から中央に向けて順次窄んだ三角形状としたことを特徴とする、
   防波堤

Images