JP4500064B2

JP4500064B2 - ダムの排砂設備

Info

Publication number: JP4500064B2
Application number: JP2004035065A
Authority: JP
Inventors: 秀紀西田; 操可近藤
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-02-12
Also published as: JP2005226301A

Description

本発明は、排砂水路を堤体に有するダムの排砂設備に関する。

水資源の安定供給、洪水調節等の点から、ダムを長期にわたって健全な姿で持続的に管理していくことは重要であるが、そのためにはダムに流入する土砂が堆積した堆砂を除去する必要がある。堆砂の進行は、ダムの貯水量を長期的に減少させ、治水、利水機能を低下させる。また、ダム湖内の富栄養化により、水質悪化等の問題を引き起こす。

また、堆砂の進行によりダム上流では河床が上昇する一方で、ダム下流では河床が低下したり、河口付近では海岸が浸食されたりする等の問題が発生している。また、最近では、下流への土砂供給の減少による栄養分の枯渇やそれに伴う魚類等の生息環境の変化等、環境的側面に対する影響も指摘されている。

ダムの堆砂を除去する方法としては、堤体に排砂水路あるいは土砂バイパスを設け、下流に放出する方法がある（例えば特許文献１参照）。

また、ダム湖内を浚渫し、浚渫した土砂を分級してそれぞれ処理する方法がある。分級した土砂については、粒径の大きい礫分は建設資材等に利用するとともに、砂分はダム湖よりも下流に設けた堆砂置場に堆積させ、河川増水時にその流れにより放流する等の処理方法がある。細粒土分については、脱水して産業廃棄物として処理する方法や、有機物を分解して処理する方法や、下流に放流する方法などがある（例えば特許文献２参照）。
特開２００３−６４６４９号公報特開２００１−２９９９５号公報

しかし、堤体に排砂水路あるいは土砂バイパスを設け、土砂をそのまま下流に放出すると、土砂に含まれる細粒土分により、下流で濁水が発生する等、河川環境への悪影響が出るため、自然の状態でも濁水が発生する一定規模以上の河川増水時に限られるという問題があった。また、産業廃棄物として処理する場合には処理費用がかさむという問題があった。

また、土砂を放流する場合には、流速を高めるために水位を大幅に低下させる必要があった。また、ダム湖内を浚渫して土砂を分級し、砂分をダム湖よりも下流に設けた堆砂置場に堆積させて放流する場合には、砂分の放流が河川増水時に限られる上に、運搬経費がかかるという問題があった。

本発明の課題は、堆砂の進行によるダムの機能低下を効率的に回復するとともに、下流や河口付近の海岸の浸食を防ぎ、河川の水質を保全する環境に配慮したダムの排砂設備を提供することである。

以上の課題を解決するため、本発明は、図１に示すように、ダム湖１の提体１０に排砂水路１１を有するダムの排砂設備であって、堤体１０のダム湖１側に設けられ内部が排砂水路１１と連通する貯砂槽２０と、ダムの堆砂２を浚渫する浚渫装置３１と、浚渫した堆砂を分級し砂分を前記貯砂槽２０に貯留する分級プラント３２と、前記貯砂槽２０内にダム湖水を供給する給水管２２と、を備え、前記給水管の流出口は前記排砂水路の流入口と対向するように配置されていることを特徴する。

本発明によれば、浚渫装置３１でダムの堆砂２を浚渫し、分級プラント３２で浚渫した堆砂２を分級し砂分を貯砂槽２０に貯留し、給水管２２により貯砂槽２０内にダム湖水を供給することで、貯砂槽２０に貯留された砂分を放流するため、細粒土分を放流することがなく、放流時の濁水発生を抑えながら、堆砂を下流河川に供給し、河床の低下や河口付近の海岸侵食などを防ぐことができる。

また、本発明は、上記に記載のダムの排砂設備であって、分級した堆砂２の細粒土分を脱水・固化し、造粒処理を行い、貯砂槽２０に貯留する固化・造粒プラント３３を備えることを特徴とする。

また、本発明によれば、分級した堆砂２の細粒土分を、固化・造粒プラント３３により脱水・固化し、造粒処理を行うことで、細粒土分の性状を砂状にすることができ、貯砂槽２０に貯留して砂分とともに放流した時の濁水発生を抑えることができる。このため、細粒土を産業廃棄物として処理するコストを削減することができる。

本発明によれば、浚渫装置でダムの堆砂を浚渫し、分級プラントで浚渫した堆砂を分級し、分級した堆砂の砂分を貯砂槽に貯留し、給水管により貯砂槽内にダム湖水を供給し、貯砂槽に貯留された砂分を放流するため、細粒土分を放流することがなく、放流時の濁水発生を抑えながら、堆砂を下流河川に供給し、河床の低下や河口付近の海岸侵食などを防ぐことができる。

また、本発明によれば、分級した堆砂の細粒土分を、固化・造粒プラントにより脱水・固化し、造粒処理を行うことで、細粒土分の性状を砂状にすることができ、貯砂槽に貯留して砂分とともに放流した時の濁水発生を抑えることができる。このため、細粒土を産業廃棄物として処理するコストを削減することができる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の排砂設備は、例えば図１及び図２に示すように、排砂水路１１を有する堤体１０と、堤体１０のダム湖１側に設けられた透水壁２１と、ダム湖１に浮かぶ浚渫船３０と、給水管２２とからなる。

排砂水路１１は、堤体１０の下部を貫通する孔であり、流入口１２を上流側に、流出口１３を下流側に有する。また、排砂水路１１の内部には排砂ゲート１４が開閉自在に設けられている。排砂ゲート１４は、非排砂時には閉じている。

透水壁２１は、堤体１０の上流側に設けられており、図２に示すように、ダム湖１を仕切っている。透水壁２１は、例えばコンクリート製の壁に通水孔を設けるなど、ダム湖水が容易に透過するように形成されている。堤体１０と透水壁２１とで仕切られた空間が貯砂槽２０となる。

ダム湖１の水は透水壁２１を透過するため、貯砂槽２０の水位はダム湖１と同じである。貯砂槽２０には、後述するように、浚渫船３０で浚渫された土砂の一部が貯留される。また、ダム上流側の透水壁２１には、給水管２２が設けられている。

給水管２２は、透水壁２１を貫通しており、流入口２３を上流側に、流出口２４を下流側に有する。給水管２２は、流出口２４が排砂水路１１の流入口１２と対向するように配置される。
また、給水管２２の内部には貯砂槽ゲート２５が開閉自在に設けられている。貯砂槽ゲート２５は、非排砂時には閉じている。

浚渫船３０は、浚渫装置３１と、分級プラント３２と、固化・造粒プラント３３とを搭載している。また、浚渫船３０には排砂管３４が設けられている。
浚渫装置３１は、ダムの堆砂２を掘削し、船上の分級プラント３２に運搬する。浚渫装置３１としては、グラブバケット等の掘削装置やサンドポンプを用いるものなど、任意のものを使用することができる。

分級プラント３２は、浚渫装置３１により浚渫された土砂を礫分、砂分、細粒土分（シルト・粘土）に分級する。このうち、礫分については、建設資材等への有効利用を図ることができる。砂分は、排砂管３４を通して貯砂槽２０へ運搬される。細粒土分は、固化・造粒プラント３３へ運搬される。

固化・造粒プラント３３は、細粒土分を脱水・固化するとともに、造粒処理を行い、性状を砂状に改善する。固化・造粒プラント３３で性状を砂状に改善された細粒土分（以下、改善砂質土という）は、排砂管３４を通して貯砂槽２０へ運搬される。
排砂管３４は、分級プラント３２で分級された砂分や、固化・造粒プラント３３で形成された改善砂質土を、貯砂槽２０へ運搬する。なお、造粒処理された細粒土分については、湖底に貯留してもよい。

次に、排砂方法について説明する。まず、図１に示すように、排砂ゲート１４を開くとともに、貯砂槽ゲート２５を開く。すると、ダム湖水は給水管２２を通り、排砂水路１１の流入口１２付近の砂分及び改善砂質土ととともに、排砂水路１１を通ってダム下流に放流される。

貯砂槽２０内に貯留されている土砂は砂分及び改善砂質土のみであり、細粒土分を含まないため、貯留中に固結化することがない。このため、排砂水路１１の流入口１２の近傍から順に、貯砂槽２０内の土砂を連続して下流へ放流することができる。排砂を終了する時には、貯砂槽ゲート２５、排砂ゲート１４を閉じる。

本発明の排砂方法によれば、下流に放流される土砂が砂分及び差質土分に限られるため、濁水発生が少ない。このため、河川増水時に限らずに排砂を行うことができ、常時排砂を行うこともできる。したがって、時期を選ばずにダム湖１内の有機物を除去することができ、富栄養化や有機物の腐敗を防止することができる。

なお、本発明の排砂設備は、排砂水路１１を有する堤体１０に設けることができるが、堤体１０が排砂水路１１を有しない場合には、堤体１０に排砂水路１１を後施工して設けてもよい。また、排砂水路１１や給水管２２その他具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明のダムの排砂設備の設けられたダムの排砂時の状態を示す立面図である。本発明のダムの排砂設備の設けられたダムを示す平面図である。

符号の説明

１ダム湖
２堆砂
１０堤体
１１排砂水路
２０貯砂槽
２２給水管
３１浚渫装置
３２分級プラント
３３固化・造粒プラント

Claims

ダム湖の提体に排砂水路を有するダムの排砂設備であって、
堤体のダム湖側に設けられ内部が前記排砂水路と連通する貯砂槽と、
ダムの堆砂を浚渫する浚渫装置と、
浚渫した堆砂を分級し砂分を前記貯砂槽に貯留する分級プラントと、
前記貯砂槽内にダム湖水を供給する給水管と、を備え、
前記給水管の流出口は前記排砂水路の流入口と対向するように配置されていることを特徴するダムの排砂設備。
分級した堆砂の細粒土分を脱水・固化し、造粒処理を行い、貯砂槽に貯留する固化・造粒プラントを備えることを特徴とする請求項１に記載のダムの排砂設備。