JP4476236B2

JP4476236B2 - 防潮施設

Info

Publication number: JP4476236B2
Application number: JP2006091225A
Authority: JP
Inventors: 長野正孝
Original assignee: Tokyu Construction Co Ltd
Current assignee: Tokyu Construction Co Ltd
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2026-03-29
Also published as: JP2007262791A

Description

本発明は、防潮施設に関するものである。

高潮は、台風や発達した低気圧などによって潮位が異常に上昇する現象をいう。
海面が異常に上昇する原因は、強い風が海水を海岸に吹き寄せて海面を上昇させ、低気圧によって海水を吸い上げることから生じる。
そのような現象が満潮時に重なるとさらに海面が上昇して、海や川に接近している民家などはきわめて危険な状態となる。
そのような危険を避けるために、従来から多数の防潮堤が開発されているが、実施には費用や技術上の制約から刑務所の壁のような擁壁を作ってエネルギーを跳ね返すような構想が一般的である。
特開平０７−１１３２１７

上記したような従来の防潮施設には次のような問題がある。
＜１＞刑務所の壁のような防潮堤を構築すると、長い延長にわたって目隠しを設置したことになるから、水域と住民との生活が完全に切断されてしまい、水辺と人々がなじむことによって形成される水辺の文化が育たない。
＜２＞あるいは巨大なエアバッグを膨らませて止水する防潮堤の提案もあるが、特殊で高価な繊維を使用するものであるため、長い延長にわたって設置することは経済的に困難である。
＜３＞また膨張させたエアバッグは、その両端を支柱で支持する必要があるが、その支柱にすべての力がかかるために、大きな構造物を設置しなければならない。
＜４＞その他の防潮施設でも、すべて高潮のエネルギーを全面的に受け止める構造であるから、きわめて大きな支持力が必要となり、不経済なものであった。
＜５＞従来の水門や樋門の開閉は、電動モータによって作動させる構成が採用されている。しかし地震、台風などの非常時には電線が切断してモータが作動せず、水門などの開閉が不可能となる場合が想定される。

上記のような目的を達成するために本発明の防潮施設は、高潮などによる災害を防止するための施設であって、陸上に設置した支柱と、支柱の海側にむけて支点を介して回転自在に取り付けた海側腕材と、海側腕材の自由端に取り付け、分散した貫通孔を開設した有孔体で構成したエネルギー吸収面体と、支柱の陸側に向けて支点を介して回転自在に取り付けた陸側腕材と、
陸側腕材の自由端に取り付けた、貫通孔の存在しない無孔体で構成した面体である止水面体と、支柱の支点を中心に海側腕材、および陸側腕材を回転させる回転力付与装置とで構成し、エネルギー吸収面体も、止水面体も、上昇させた場合、空中に格納でき、空中にあるエネルギー吸収面体を、海側腕材の支点を中心に回転させて降ろした場合、想定される高潮の水位まで設置でき、空中にある止水面体を、陸側腕材の支点を中心に回転させて降ろした場合、想定される高潮の水位まで設置できるように構成した防潮施設である。

本発明の防潮施設は以上のような構成であるから、次のような効果を期待することができる。
＜１＞この防潮施設を海岸線、河川などに沿って長い延長にわたって設置しても、災害の発生しない日常は空中に収納してあるから視線をさえぎることがなく、住民や旅行者は水辺の景色を楽しむことができる。
＜２＞刑務所の塀のように、陸上と水上との間に人の通行をさえぎる構造が存在しないから、人々がどこかでも海岸や河川の水辺へおりて水と親しむ環境を作り出すことができる。
＜３＞そしていざ高潮や小規模の津波、河川の水位の異常上昇が発生した時には、きわめて簡単な操作によって水の陸上への浸入を阻止する壁を形成することができる。
＜４＞通常の水門、樋門では電動モータなどの動力によって開閉する構造であるため、地震などの非常時には作動しない可能性もある。しかし本発明の防潮設備は基本的に電力を使用せず、自然のエネルギーを利用するから、非常時においても確実な作動を保障することができる。

以下図面を参照にしながら本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。

＜１＞本発明の対象。
本件発明の対象は「高潮など」により発生する災害を防止するための施設である。
すなわち、台風による高潮に限らず、地震にともなう津波、豪雨による水位の上昇による堤防からの越水、あるいは地球規模の異常気象に伴う潮位や河川の水位の上昇などを対象とすることができる。
したがって本件明細書や請求項では「海側」のように記載するが、これは河川の堤防においては「川側」「流水側」の意味である。

＜２＞基本的な構成。
本発明の防潮施設は、基本的には支柱１と空中に収納してある止水面体２と、エネルギー吸収面体３と、屋根を回転させる回転力付与装置とによって構成する。
回転力付与装置としては、外から回転力を与える構成、重錘の重量を増減させる構成、浮力を増減させる構成などを採用することができる。

＜３＞空中止水面体２。
高潮、津波の発生する可能性の高い海岸に、海岸線に沿って多数本の支柱１を設置する。
そしてこの陸上に設置した支柱１には、後述する陸側腕材６Ｂを介して止水面体２を地表面の上の空間、すなわち空中に取り付ける。
空中止水面体２とは、貫通孔の存在しない無孔体で構成した面体のことである。
この明細書で「面体」とは、柔軟性に富んだ膜体や、厚さの厚いマット状の面部材、柔軟性に乏しい剛体よりなる面体をも含む意味で使用している。空中止水面体２としてはたとえば、周囲を枠で囲い、その内部に不透水性のシートや鋼製、合成樹脂製、木製の板を取り付けた構成を採用することができる。
高潮、津波の発生時には、この空中止水面体２を海側へ向けて傾斜させ、その先端を地表面に接触させて陸上側への止水を図るが、完全な止水機能を維持することが必要である。
そのために空中止水面体２の先端の地表面などの接触する線にゴム袋などのパッキン材を取り付けて水密性を図ることができる。

＜４＞エネルギー吸収面体の設置。
支柱１には空中止水面体２とは別に、後述する海側腕材６Ａを介して、空中止水面体２よりも海側に空中エネルギー吸収面体３を設置する。
とりつける位置は、地表面の上の空間、すなわち空中である。
空中エネルギー吸収面体３とは、分散した貫通孔を開設した有孔体で構成した面体のことである。
たとえば、周囲を枠で囲い、その内部に網や穴あきのシート、穴あきの鋼製などのエネルギー吸収材料を取り付けた構成を採用することができる。
枠体は窓枠のような剛直な鋼材で構成するだけでなく、ガレージや商店の巻き取り式のシャッターのように折り曲げて巻き取ったり、曲面を通過させ得る構成を採用できる。
エネルギー吸収材料としては、前記のような合成樹脂製の網や打ち抜き鋼板以外に、合成樹脂の板、コンクリートの板に穴を開けた有孔体、あるいはそれらの複合体などを利用できる。
しかしエネルギー吸収材料としては、水が貫通する際に一定の時間を要し、抵抗を受けるような材料であればさらに好ましい。
例えば合成樹脂製の繊維を絡ませて固化させた多孔質繊維のマットをエネルギー吸収材として使用することができる。
このようにエネルギー吸収材は、多数の貫通孔や連続孔を開設した有孔体を採用すれば、貫通孔を通過する際に穴の周囲や繊維が水の通過の抵抗となりエネルギーを吸収することになる。
とくに繊維を絡ませて形成した厚さの厚いマットを使用すれば、繊維の隙間を透過する際に、高潮などの衝撃のエネルギーは大きく吸収されて位置のエネルギーに変換する。
同時に空中エネルギー吸収面体３の全体がたわむことによっても衝撃のエネルギーの吸収に貢献する。
ここでエネルギーの吸収とは、衝撃力の吸収、波力の減衰などのことを意味する。

＜５＞支柱との取り付け。
支柱１と空中止水面体２、支柱１と空中エネルギー吸収面体３との取り付け構造について説明する。
支柱１に支点１１を介して海側腕材６Ａと陸側腕材６Ｂの一端を、回転自在に取り付ける。
各腕材とは、長い鋼材で構成した棒状の部材、あるいはトラスなどで構成した長い部材である。
海側腕材６Ａは、支柱１の海側に向けて支点１１を介して回転自在に取り付ける。
一方、陸側腕材６Ｂは、支柱１の陸側に向けて支点１１を介して回転自在に取り付ける。
そして、海側腕材６Ａの自由端に前記した空中エネルギー吸収面体３を、地表面の上の空間、すなわち空中に取り付ける。
一方、陸側腕材６Ｂの自由端には前記した空中止水面体２を、地表面の上の空間、すなわち空中に取り付ける。
空中エネルギー吸収面体３も空中止水面体２も、各腕材６Ａ、６Ｂの支点１１を中心に回転自在であるから、通常は空中に水平に位置させて格納することができる。ここに格納とは、地表面における人々の移動や作業に支障のない場所に移動させ、保管しておくことをいう。
非常時には、後述する回転力付与装置４によって、空中エネルギー吸収面体３を海側腕材６Ａの支点を中心に回転させて想定される高潮、津波が衝突してエネルギーを吸収できる位置に設置する。
同時に、空中止水面体２を陸側腕材６Ｂの支点を中心に回転させて想定される高潮、津波の陸側への侵入を阻止できる位置に設置する。

＜６＞回転力付与装置４。
空中止水面体２、あるいは空中エネルギー吸収面体３の腕材６に、支点１１を中心とした回転を与えるために、回転力付与装置４が必要である。
この回転力の付与によって、回転軸を中心に空中止水面体２、空中エネルギー吸収面体３の各腕材６Ａ、６Ｂを回転させて、水平姿勢、傾斜姿勢、あるいは鉛直の姿勢を維持させることができる。

＜７＞カウンターウエイト方式。
回転力付与装置４の一例を図４以下に示す。
空中止水面体２や空中エネルギー吸収面体３の重量と釣り合うカウンターウエイトとしての重錘５をワイヤ５３を介して設置する。
この重錘５は重量の減少、増加が自在であるように構成する。
図の実施例のように支点１１の一方の重量、すなわち、空中止水面体２や空中エネルギー吸収面体３の張り出し部分の重量が大きい場合には、釣り合っている重錘５の重量を減少させれば空中止水面体２や空中エネルギー吸収面体３はその自重によって腕材６の支点１１を中心に回転を開始し、その先端が地表面に設置するまで回転を続ける。
重量を減少させる構造として、例えば重錘５を容器５１に充填した流動体５２によって構成することができる。
流動体５２とは例えば水や砂などを採用する。
この流動体５２を容器５１の外部へ排出することによって重錘５の重量を減少させる。
高潮などの襲来の予報があったら、バルブを開口して容器５１から重錘５である流動体５２を排出することによって、通常は空中に収納してある空中止水面体２、空中エネルギー吸収面体３をその自重によって傾斜させる。
なお、支点１１の位置次第では、空中止水面体２や空中エネルギー吸収面体３を強制的に引き下げる構成を採用する必要があり、その場合には、重錘５の重量を増加させて同様の作動を行う。
空中止水面体、空中エネルギー吸収面体を動かす重錘５を支柱の地下（図４，５）や地上の適宜の位置に設置することができる。
あるいは重錘５を、支柱１の内部の空洞に設置することもできる。（図６、７）
そのような複雑な構造ではなく、カウンターウエイトとしての重錘５を単に複数個のコンクリートブロックを重ねたもので構成した場合には順次、重りを取り外してゆくことで重量を軽減させることができる。

＜８＞浮力の増減。（８、９図）
回転力付与装置４として、重量の増減ではなく、浮力の増減によっても同様の機能を果たすことができる。
その場合には重錘５は、水槽５６内に収納したフロート５４と調節重錘５５によって構成する。
そして水槽５６内のフロート５４から、調節重錘５５を徐々に、あるいは一気に除去することによって、フロート５４が浮力によって上昇するように構成する。
この重錘５にはワイヤ５３を介して空中止水面体２、空中エネルギー吸収面体３が取り付けてあるから、フロート５４の浮上によって空中止水面体２や空中エネルギー吸収面体３は地表面に向けて傾斜、下降する。
なお、支点１１の位置次第では、空中止水面体２や空中エネルギー吸収面体３を強制的に引き下げる構成を採用する必要があり、その場合には、フロート５４の浮力を減少させて同様の作動を行う。

＜９＞高潮の襲来時の作動。
上記した空中止水面体２や空中エネルギー吸収面体３の作動をまとめて説明する。

＜１０＞各面体の傾斜。（図３）
支柱１の陸側腕材６Ｂには空中止水面体２が、海側腕材６Ａには空中エネルギー吸収面体３が取り付けてある。
通常は、空中止水面体２と空中エネルギー吸収面体３は支柱１の上部にほぼ水平の姿勢を保って空中に収納してあるから、訪問者の視線を遮ったり、水辺への接近を阻止することはない。
高潮、津波、河川の水位の異常な上昇が発生する可能性が高くなった場合には、回転力付与装置４を作動して、空中止水面体２を、陸側腕材６Ｂの支点１１を中心に回転させて高潮が衝突する位置に設置する。
同時に、空中エネルギー吸収面体３を、海側腕材６Ａの支点１１を中心に回転させて高潮が衝突する位置に設置する。
回転力付与装置４として、容器５１内に流動体５２を収納した構造を採用した場合には、バルブを開放してその流動体５２を容器５１外に排出して重錘５の重量を軽減する。
あるいはフロート５４と調節重錘５５との結合を解除する。
重錘５やフロートを採用せず、人力によって各腕材６Ａ、６Ｂに支点を中心とした回転を与えることも可能である。
するとワイヤ５３を介して支点１１の他方に位置している空中止水面体２や空中エネルギー吸収面体３は、その先端が地表面に設置するまで回転する。
海側において海水の上昇に対向して設置された空中エネルギー吸収面体３は、分散した貫通孔を開設した有孔体で構成したシートやマットのような面体であるから、上昇した海水の通過を阻止することはできない。
しかし上昇した海水が空中エネルギー吸収面体３の貫通孔を通過することによって、海水のエネルギーが大幅に吸収される。
エネルギーの吸収された海水は、陸側に設置した空中止水面体２の表面に到達する。
空中止水面体２は、貫通孔の存在しない無孔体で構成してあるから、エネルギーがすでに低下した水位の上昇を、その位置で阻止することができ、陸側への水の侵入、損害の発生を阻止することができる。

空中止水面体と空中エネルギー吸収面体によって構成した防潮施設の実施例の説明図。図１の実施例の側面からの説明図。図１の実施例の防潮施設で海水を阻止している状態の説明図。重錘として容器に流動体を収納した実施例の断面図。図７の流動体を容器から流出させた状態の説明図。重錘を支柱の内部に設置した実施例の断面図。図６の流動体を容器から流出させた状態の説明図。回転力付与装置としてフロートを使用した実施例の説明図。図８の流動体を容器から流出させた状態の説明図。

符号の説明

１：支柱
２：空中止水面体
３：空中エネルギー吸収面体
４：回転力付与装置
５：重錘
５１：容器
５２：流動体
６Ａ：海側腕材
６Ｂ：陸側腕材

Claims

高潮などによる災害を防止するための施設であって、
陸上に設置した支柱と、
支柱の海側にむけて支点を介して回転自在に取り付けた海側腕材と、
海側腕材の自由端に取り付け、分散した貫通孔を開設した有孔体で構成したエネルギー吸収面体と、
支柱の陸側に向けて支点を介して回転自在に取り付けた陸側腕材と、
陸側腕材の自由端に取り付けた、貫通孔の存在しない無孔体で構成した面体である止水面体と、
支柱の支点を中心に海側腕材、および陸側腕材を回転させる回転力付与装置とで構成し、
エネルギー吸収面体も、止水面体も、上昇させた場合、空中に格納でき、
空中にあるエネルギー吸収面体を、海側腕材の支点を中心に回転させて降ろした場合、想定される高潮の水位まで設置でき、
空中にある止水面体を、陸側腕材の支点を中心に回転させて降ろした場合、想定される高潮の水位まで設置できるように構成した、
防潮施設。
各腕材に支点を中心とした回転を与える回転力付与装置は、
支点とは別の位置に配置した重錘と、
その重錘とエネルギー吸収面体との間、および止水面体との間を連結するワイヤとで構成し、
重錘は重量の増減が自在であるように構成した、
請求項１記載の防潮施設。
重錘は、
内部に流動体を充填した容器で構成し、
この流動体を容器の外部へ排出、あるいは流出することによって重錘の重量を調整し得るように構成した、
請求項２記載の防潮施設。
重錘は、
水槽と、
水槽内に収納したフロートと調節重錘と、
フロートとエネルギー吸収面体との間、および、フロートと止水面体との間を連結するワイヤとで構成し、
フロートから調節重錘を除去してフロートが上昇するように構成した、
請求項２記載の防潮施設。