JP3856371B2 - Sediment removal equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダムの堆砂問題を解消する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のダム湖湖底に堆積した堆砂を除去する方法としては、ダム湖に浚渫船を浮かべて、堆砂を浚渫しているのが実情である。
しかしダム湖湖底に堆積した堆砂量は、浚渫船の浚渫能力に比較して、遥かに大きく、浚渫船では有効な解決策とはならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術に鑑みて提案されたものであり、ダムの堆砂を効率的に除去することが出来て、堆砂除去コストを極めて低く抑えることが出来る様なダム湖湖底の堆砂の除去装置を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、ダム湖底に堆積した堆砂2aを除去するためにその堆砂を吸引するように一端3aeがダム湖の湖底2c近傍に配置され配管3を備え、その配管3はダム1に設けた貫通孔1bに挿入され、他端がダム1の下流側1cに延在するように配置された堆砂除去装置において、その配管3はダム湖内に2股に分岐されて一方の分岐管3aが前記湖底2c近傍に配置されて一端3acを有し、分岐された他方の分岐管3bはダム湖の水2bを吸引するようにその端部3beが堆砂2aよりも上方に配置され、前記他方の分岐管3bの径Dbは合流部3cの径Dcより小さく、その合流部3cの径Dcは下流側のダムを越えた位置で湖面2dよりレベルが下がった位置の径Deより小さくなっており、その配管3の下流側の堆砂搬送用配管30は空気流入配管30fが直角に合流するように設けた固気液3相流流過部30abfを有し、その固気液3相流流過部30abfの径D1は上流側の固液2相流流過部30abの径D0より大である。
【0005】
また本発明によれば、ダム湖底に堆積した堆砂2aを除去するためにその堆砂を吸引するように一端3aeがダム湖の湖底2c近傍に配置され配管3を備え、その配管3はダム1に設けた貫通孔1bに挿入され、他端がダム1の下流側1cに延在するように配置された堆砂除去装置において、その配管3はダム湖内に2股に分岐されて一方の分岐管3aが前記湖底2c近傍に配置されて一端3acを有し、分岐された他方の分岐管3bはダム湖の水2bを吸引するようにその端部3beが堆砂2aよりも上方に配置され、前記他方の分岐管3bの径Dbは合流部3cの径Dcより小さく、その合流部3cの径Dcは下流側のダムを越えた位置で湖面2dよりレベルが下がった位置の径Deより小さくなっており、その配管3の下流側の堆砂搬送用配管30は空気流入配管30fが斜め後方向きに合流するように設けた固気液3相流流過部30abfを有し、その固気液3相流流過部30abfの径D1は上流側の固液2相流流過部30abの径D0より大である。
【0006】
係る構成を具備する本発明によれば、前記合流した配管3c内を流れる堆砂2aと水2bとの固液2相流2abは、サイフォンの原理により、ダム1を越えて、ダム下流側1cに流過する。ここで、堆砂2aと水2bとの固液2相流2abは、サイフォンの原理に従ってダム湖湖底2cから吸引されるので、従来の浚渫船を用いた場合とは異なり、ダム湖湖面2dと下流側1cの河川との間に高低差(レベル差)が存在する限り、堆砂2aの吸引、除去作業が連続して行うことができる。
【0007】
そして他方の分岐管3bの径Dbが合流した配管3cの径Dcより小さいので、前記他方の分岐管3bと前記一方の分岐管3aとの合流点3dの静圧が低下し、前記一方の分岐管3aの堆砂2a吸引量が増加するからである。
【0008】
また、パイプ3の合流点3dから下流側(ダムを越えて、レベルが下がった部分1c)の径寸法を「De」とすれば、 De>Dc>Db となっているので、サイフォン効果がより良好に発揮される。
【0011】
また、堆砂及び水を包含する固液2相流2abに、空気流入用配管30fを介して空気Fを混合しているので、固気液3相流2abfとなり、固相である砂・泥と管壁との摩擦抵抗を軽減して、圧力損失を軽減することが出来る。
【0021】
【発明の実施の形態】
図1の堆砂除去(吸引)装置を示す実施形態において、2股に分岐した配管3を、ダム1を有するダム湖2中に配置する。
【0022】
前記配管3の一方の分岐管3aは、堆砂(砂,泥,その他の沈降物)2aを吸引する様にその端部3aeがダム湖湖底2c近傍(堆砂2aの層内をも含む)に配置され、他方の分岐管3bは、水(貯水)2bを吸引する様にその端部3beは堆砂2aよりも上方に配置されている。
【0023】
前記配管3の前記二つの分岐管3a、3bが合流した配管部3cはダム1に設けた貫通孔1bに貫通する様に挿入され、端部がダム1の下流側1cに延在するように配置される。
【0024】
したがって、サイフォンの原理により、堆砂(砂・泥)2aを吸引して、ダム湖湖底2cより除去出来る。
従って、自然の力、即ちダム湖2の貯水のポテンシャルエネルギのみで、燃料やその他のエネルギを投与することなくダム湖湖底2cの堆砂2aを除去出来る。
【0025】
図2に示すように、他方の分岐管3bの径Dbと、合流管部3cの合流点の下流側で合流点近傍の径Dcと、合流管部3cの下流側のダムを越えた位置で湖面2dよりもレベルが下がった位置の径Deでは各径の寸法が相違させている。
即ち、各管部の径の大小関係は、De>Dc>Dbにするのが好ましい。
【0026】
このように構成することにより、サイフォンの原理をさらに効果的に行うことが出来る。
【0027】
図3、図4は本発明で用いる堆砂搬送抵抗低減配管を示すものであり、前述の図1、図2の堆砂除去装置で吸引された土砂を、搬送するための配管である。
【0028】
図3において、堆砂搬送用配管30は、固液2相流流過部30abと、該固液2相流流過部30abに連続する固気液3相流流過部30abfとを有する。
前記固気液3相流流過部30abfの前記固液2相流流過部30abに連続する位置の近傍には、空気流入口30feを設けた空気流入用配管30fを固気液3相流流過部30abfに直角に合流する様に設けてある。
【0029】
前記固液2相流流過部30abの直径をD0、前記固気液3相流流過部30abfの直径をD1とすれば、D0<D1の関係にある。
【0030】
又、図4は、図3では空気流入用配管30fを固気液3相流流過部30abfに対して直交していたものを斜め後方向きに設けた点が異なるのみである。
尚、図4中、符号R、TR、TSは夫々河川、河川流、土砂(堆砂)流を示す。
【0031】
係る構成を具備する堆砂搬送抵抗低減工法及び配管の実施形態によれば、図3中、符号30dで示す合流点での静圧は空気圧(大気圧)よりも低くなり、その結果、固液2相流2abを固気液3相流2abfにせしめる。
さらに空気Fの流入によって、固相である砂・泥と管壁30gとの摩擦抵抗を軽減して、圧力損失を軽減することが出来、堆砂の円滑な除去が可能となる。
【0052】
【発明の効果】
以下に本発明の効果を列記する。
(1) 堆砂と水との固液2相流は、サイフォンの原理に従ってダム湖湖底から吸引され、除去作業が連続して行われる。
(2) 堆砂及び水を包含する固液2相流に、空気流入用配管を介して空気を混合することにより固気液3相流にせしめ、固相である砂・泥と管壁との搬送時の摩擦抵抗を軽減することが出来る。
(3) 河川の流れを用いて堆砂及び水を包含する固液2相流に運動エネルギを与え、或いは堆砂を搬送しているので、運動エネルギの負荷や搬送に別途動力源を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の堆砂除去装置の第1実施形態を示す模式図。
【図2】 本発明の堆砂除去装置の第2実施形態における要部断面図。
【図3】 本発明で用いる堆砂搬送抵抗低減装置の一例を示す断面図。
【図4】 本発明で用いる堆砂搬送抵抗低減装置の他の例を示す断面図。
【符号の簡単な説明】
1・・・ダム
2・・・ダム湖
3・・・配管
2a・・・堆砂
2b・・・水
2c・・・ダム湖湖底
3a・・・一方の分岐管
3b・・・他方の分岐管
3c・・・合流した配管
2ab・・・固液2相流[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for solving the dam sedimentation problem.
[0002]
[Prior art]
As a conventional method for removing the sediment deposited on the bottom of the dam lake, the actual situation is that a dredger is floated on the dam lake and the sediment is dredged.
However, the amount of sediment deposited on the bottom of the dam lake is much larger than the dredging capacity of dredgers, which is not an effective solution for dredgers.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-described prior art, and the sediment at the bottom of the dam lake that can efficiently remove the sediment of the dam and can keep the sediment removal cost extremely low. The object is to provide a sand removal device.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, one end 3ae is arranged in the vicinity of the bottom 2c of the dam lake so as to suck the
[0005]
Further, according to the present invention, one end 3ae is arranged in the vicinity of the lake bottom 2c of the dam lake so as to suck the
[0006]
According to the present invention having such a configuration, the solid-liquid two-phase flow 2ab of the
[0007]
Since the diameter Db of the
[0008]
Also, if the diameter dimension of the pipe 3 downstream from the
[0011]
In addition, since the air F is mixed with the solid-liquid two-phase flow 2ab including sediment and water through the
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the embodiment showing the sediment removal (suction) device of FIG. 1, a pipe 3 branched into two branches is arranged in a dam lake 2 having a dam 1.
[0022]
One branch pipe 3a of the pipe 3 has an end 3ae near the dam lake bottom 2c (including the inside of the
[0023]
The
[0024]
Therefore, the sediment (sand / mud) 2a can be sucked and removed from the dam lake bottom 2c by the siphon principle.
Therefore, the
[0025]
As shown in FIG. 2, the diameter Db of the
That is, it is preferable that the size relationship between the diameters of the pipe portions is De>Dc> Db.
[0026]
With this configuration, the siphon principle can be performed more effectively.
[0027]
3 and 4 show the sediment transport resistance reducing pipe used in the present invention, which is a pipe for transporting the earth and sand sucked by the sediment removal apparatus of FIGS. 1 and 2 described above.
[0028]
In FIG. 3, the
An
[0029]
If the diameter of the solid-liquid two-phase flow passage portion 30ab is D0 and the diameter of the solid-gas / liquid three-phase flow passage portion 30abf is D1, the relationship is D0 <D1.
[0030]
FIG. 4 is different from FIG. 3 only in that the
In FIG. 4, symbols R, TR, and TS indicate a river, a river flow, and a sediment (sediment) flow, respectively.
[0031]
According to the embodiment of the sediment transport resistance reduction method and the piping having such a configuration, the static pressure at the junction indicated by
Furthermore, the inflow of air F can reduce the frictional resistance between the solid phase sand / mud and the pipe wall 30g, reduce the pressure loss, and the sediment can be removed smoothly.
[0052]
【The invention's effect】
The effects of the present invention are listed below.
(1) Solid-liquid two-phase flow of sediment and water is sucked from the bottom of the dam lake according to the principle of siphon, and the removal work is performed continuously.
(2) A solid-liquid two-phase flow containing sediment and water is mixed with air via an air inflow pipe to make a solid-gas-liquid three-phase flow. The frictional resistance at the time of conveyance can be reduced.
(3) Since the kinetic energy is given to the solid-liquid two-phase flow including sediment and water using the river flow or the sediment is being transported, a separate power source is required for the load and transport of the kinetic energy. do not do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of a sand removal device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part in a second embodiment of the sediment removal device of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a sediment transport resistance reducing device used in the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing another example of the sediment transport resistance reducing apparatus used in the present invention.
[Brief description of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dam 2 ... Dam lake 3 ...
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