JP4697856B2 - 港湾の浚渫構造およびその浚渫方法 - Google Patents

Description

本発明は漁港などの港湾の浚渫構造およびその浚渫方法に関するものである。

主防波堤２３と副防波堤２４とからなる港湾（漁港も含む）２５には、図９に示すように、港口２６から波２７によって漂砂２８が運ばれて港内堆砂部２９が形成されたりする。この漂砂２８の流入を防ぐために港口２６の海底に浚渫装置を設置して、ここで漂砂２８を吸い上げることが考えられている。またその他の方法としては、例えば特開平９−１２５３３７号公報などの発明がある。
特開平９−１２５３３７号公報

しかし、上記の方法は港口に浚渫装置を設置するため、船舶の航行の妨げになって効果的な浚渫ができないという問題があった。

本発明は上記のような問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、船舶の航行の妨げにならずに港口において効果的な浚渫ができる港湾の浚渫構造およびその浚渫方法を提供することである。

本願発明の港湾の浚渫構造は、主防波堤と副防波堤とで成る港湾の港口において、該港口の海底で前記副防波堤の端部から前記主防波堤の港口端部よりも陸側の途中位置までの全長にわたって波の力で漂砂の掃流砂を集めるように波向に対して所定の方向に傾斜した所定高さの誘導壁が形成され、該誘導壁の傾斜方向の端部における海底に浚渫ポンプが設置されたことである。また、前記誘導壁の沖側において誘導管を埋設し、該誘導管から海底面にジェットノズルを突出させ、該ジェットノズルから噴射するジェット水流によって漂砂を誘導壁に沿って堆砂部へ誘導することであり、前記誘導壁は、港口の沖側の海底を掘削して形成される港湾内の海底との間の段差部であること、とするものを含む。

また、港湾の浚渫方法は、主防波堤と副防波堤とで成る港湾の港口において、該港口の海底で前記副防波堤の端部から前記主防波堤の港口端部よりも陸側の途中位置までの全長にわたって波の力で漂砂の掃流砂を集めるように波向に対して所定の方向に傾斜した所定高さの誘導壁を形成し、前記誘導壁の沖側において誘導管を埋設し、該誘導管から海底面にジェットノズルを突出させ、該ジェットノズルから噴射するジェット水流によって漂砂を誘導壁に沿って堆砂部へ誘導し、前記誘導壁と前記ジェット水流とで漂砂を一定箇所に誘導して収集し、該収集した砂を浚渫ポンプで吸い上げることを特徴とする。また、前記誘導壁は、港口の沖側の海底を掘削して形成される港湾内の海底との間の段差部であること、を含むものである。

港口の海底の横方向の全長にわたって波向に対して所定の方向に傾斜した所定高さの誘導壁が形成され、該誘導壁の傾斜方向の端部における海底に浚渫ポンプが設置されたことにより、船舶の航行の妨げならないで浚渫することができる。また浚渫ポンプを作動させる装置を海上に設置することができるので、メンテナンスが簡単に行える。また誘導壁の沖側の海底に誘導壁の端部側に向かって所定の勾配がつけられたことにより、漂砂を港口の隅に効率よく集めることができる。また誘導壁を波向に対して二方向に傾斜させたことにより、漂砂を港口の両隅に収集することができる。

港口の海底の横方向の全長にわたって波向に対して所定の方向に傾斜した所定高さの誘導壁を形成し、該誘導壁で漂砂を一定箇所に誘導して収集し、該収集した砂を浚渫ポンプで吸い上げることにより、漂砂を港口の隅において吸い上げることができるので、港口内への流入量を小さくすることができる。

以下、本願発明の港湾（漁港も含む）の浚渫構造（以下浚渫構造という）およびその浚渫方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。はじめに港湾の浚渫構造の実施の形態について説明し、その後に港湾の浚渫方法の実施の形態について説明する。また各実施の形態において同じ構成は同じ符号を付して説明し、異なった構成にのみ異なった符号を付して説明する。

図１は第１の実施の形態の浚渫構造１を示したものである。この浚渫構造１は主防波堤
２と副防波堤３とからなる港湾４の港口５で漂砂を収集するようにしたものであり、図２，図４，図５，図７にそれぞれ示すように、主防波堤２と副防波堤３とで成る港湾の港口５において、該港口５の海底で前記副防波堤３の端部から前記主防波堤２の港口端部よりも陸側の途中位置までの全長にわたって波の力で漂砂の掃流砂を集めるように波向に対して所定の方向に傾斜した所定高さの誘導壁７が形成される。港口の海底６に適宜高さ、すなわち船舶の航行の妨げにならない高さの誘導壁７を構築したものである。

この誘導壁７はプレキャストコンクリート部材（以下ＰＣ部材という）、現場打ちコンクリート、鋼矢板または鋼板などで形成する他、石材または土嚢などを積み上げて形成することもでき、波向に対して所定の角度傾斜させ、これに沿って港口５の端側方向に波８が流れる、すなわち波８による流速を発生させており、誘導壁７の傾斜方向の端部、すなわち港口の隅部の海底に形成された堆砂部９に浚渫ポンプ１０が設置されている。したがって、漂砂１１は波力で誘導壁７に沿って港口の隅部の堆砂部９に収集され、そこから浚渫ポンプ１０で吸い上げられるようになっている。

この漂砂１１は、砕波などの乱れによって浮遊して移動する浮遊砂１２と、波および潮流により海底上または海底面に沿って転動、滑動または跳躍して移動する掃流砂１３とからなり、主にこの掃流砂１３が誘導壁７で集められる。例えば、図３の（１）に示すように、港口５に任意の高さｈｔの誘導壁７を形成した場合、海底６から誘導壁７の高さｈｔまでの高さを浮遊して移動する漂砂１１を全て捕捉することができると仮定する。

この仮定に基づいて同図の（２）に水深ｈ＝５ｍ、Ｄ_５０＝０．３５ｍｍ、周期Ｔ＝６ｓ、波高Ｈ＝０．５ｍ、１ｍ、２ｍの波が港口５に来襲した条件を想定した場合の誘導壁７の高さｈｔと、捕捉される砂量の割合とを示す。このように波高２ｍの条件において、ｈｔ／ｈ＝０．２、すなわちｈｔ＝１．０ｍの高低差を設置すると８０％以上の漂砂１１を捕捉することができる。すなわち、このような誘導壁７により、浮遊砂１２と掃流砂１３とを含む漂砂１１のほとんど全てを捕捉することができるので、港湾４内への波力による漂砂１１の流入を防ぐことができる。

また図４は第２の実施の形態の浚渫構造１４を示したものである。この浚渫構造１４は誘導壁７の沖側の海底６に所定の勾配をつけて掃流砂１３が海底面を転がりやすくし、港口５の隅部の堆砂部９に砂を収集するようにしたものであり、これ以外は第１の実施の形態の浚渫構造１と同じ構成である。したがって、波力によって港口５に向かった漂砂１１は誘導壁７に沿うとともに、堆砂部９側に傾斜した海底面を転がって誘導壁７の端部、すなわち港口５の端の堆砂部９に集められ、ここから浚渫ポンプ１０で吸い上げられる。

また図５は第３の実施の形態の浚渫構造１５を示したものである。この浚渫構造１５は誘導壁７の中央部の折り曲げ部１６を沖側に突出させて二方向に傾斜させ、この傾斜方向の端部の堆砂部９にそれぞれ浚渫ポンプ１０を設置したものであり、これ以外は第１の実施の形態の浚渫構造１と同じ構成である。この誘導壁７に漂砂１１が当たると、これが二方向に分かれて両端部、すなわち港口の両隅の堆砂部９に集められ、ここから浚渫ポンプ１０で吸い上げられる。この浚渫構造１５は漂砂１１が二方向に分かれて転がる距離が短くなるため、港口の両隅の堆砂部９に砂を集めやすくなり、かつ二つの浚渫ポンプ１０を使用するため浚渫効率を向上させることができる。また、誘導壁７に沿う傾斜をもたせる場合における高低差を小さくできる。

また図６は第４の実施の形態の浚渫構造１７を示したものである。この浚渫構造１７は、第３の実施の形態の誘導壁７における沖側の海底６に所定の勾配を付けたものであり、これ以外は同じ構成である。この勾配は、誘導壁７の折り曲げ部１６側が高く、両端部に向かって漸次低くなって形成されているため、漂砂１１は誘導壁７に沿って二方向に分かれて傾斜した海底面を転がるとともに、この転がる距離も短くなって、港口５の両隅の堆砂部９に効率よく集められ、ここから浚渫ポンプ１０で吸い上げられるようになっている。また、第２の実施形態に比べ、距離が短くなる分、大きな高低差を付けることができるため、効率よく集められる。

また図７は第５の実施の形態の浚渫構造１８を示したものである。この浚渫構造１８は、第１または第２の実施の形態の浚渫構造１、１４における沖側の海底６に誘導管１９を埋設し、ここから海底面にジェットノズル２０を突出し、このジェットノズル２０から噴射するジェット水流２１によって漂砂１１を誘導壁７に沿って港口５の隅の堆砂部９に誘導するものであり、これ以外は上記と同じ構成である。この浚渫構造１８は、波力のみでは漂砂１１が誘導壁７に沿って港口５の隅の堆砂部９に誘導されない場合に適用するものである。

なお、上記の実施の形態においては、誘導壁７をＰＣ部材などで形成したが、図８に示すように、港口５の沖側の海底６を掘削して港湾４内の海底との間に段差部２２を形成し、この段差部２２の高低差を利用した誘導壁７を形成することもできる。すなわち、ＰＣ部材などで誘導壁７を構築する場合は、同じ海底面にＰＣ部材などを突き刺して（石材は積み上げて）形成するが、この場合は沖側の海底６を掘削して、その高低差を利用して誘導壁７を構築するものであり、この誘導壁７を波向に対して傾斜させたり、誘導壁７の沖側の海底６に勾配を付けたりすることもできる。この場合は、港湾４内に砂が堆積している場合（図８の場合）と、港湾４内に砂が堆積していない場合とがあり、この堆積していない場合は、港口５におけるフラットな海底面の沖側を所定の深さ掘削して形成するものとする。こように港湾４内に砂が堆積している場合（図８の場合）は、港湾４側に堆積した浮遊砂を潮汐により港湾４外へ引き戻して誘導壁７の沖側に落とすこともできる。

次に、港湾の浚渫方法について説明する。まず、図１に示すような主防波堤２と副防波堤３とからなる港湾４の入口、すなわち港口５の海底６に港口幅全長にわたって適宜高さ、すなわち船舶の航行の妨げにならない高さの誘導壁７を、波の流れる方向に傾斜させて構築し、港口５の隅に形成された堆砂部９に浚渫ポンプ１０を設置する。そして、この浚渫ポンプ１０を作動させる装置を港口５の隅の海上における桟橋上に設置する（図示せず）。この誘導壁７はＰＣ部材または鉄板を海底に打ち込んで造る他、現場打ちコンクリートの打設、または石材などの積み上げ、ならびに港口の沖側を掘削して港湾内の海底との間に段差部を設け、その高低差を利用して構築する。

次に、この誘導壁７の沖側の海底６を堆砂部９側に向かって漸次低く掘って所定の勾配をつけ、この勾配面を誘導壁７にそって漂砂１１が転がるようにする。したがって、港口５に流れ込んできた波は下層部分が誘導壁７に当たるとともに、これに沿って堆砂部９側に流れるようになっている。

このような誘導壁７が構築された港口５に漂砂１１が流れ込んでくると、それが誘導壁７に沿って港口５の隅部の堆砂部９に運ばれて、ここから浚渫ポンプ１０て吸い上げられ、港湾４内にはほとんど流れ込まないようになっている。したがって、船舶の航行の妨げにならずに砂の浚渫をすることができる。

なお、この浚渫方法は、第２〜第５の実施の形態の浚渫構造１４、１５、１７、１８の場合も同じ方法で適用することができ、同じ効果を奏することができるようになる。

第１の実施の形態の港湾の浚渫構造の平面図である。 （１）は港口部の平面図、（２）は（１）のＡ−Ａ線断面図である。 （１）は図２のＢ−Ｂ線断面図、（２）は誘導壁の高さと捕捉される砂量との割合を示す図である。 （１）は第２の実施の形態の浚渫構造の港口の平面図、（２）は（１）のＣ−Ｃ線断面図である。 （１）は第３の実施の形態の浚渫構造の港口の平面図、（２）は（１）のＤ−Ｄ線断面図である。 第４の実施の形態の浚渫構造の断面図である。 （１）は第５の実施の形態の浚渫構造の港口の平面図、（２）は（１）のＥ−Ｅ線断面図である。 他の実施の形態の浚渫構造の断面図である。 従来の港湾の浚渫方法を示す平面図である。

符号の説明

１、１４、１５、１７、１８ 浚渫構造
２、２３ 主防波堤
３、２４ 副防波堤
４、２５ 港湾
５、２６ 港口
６ 海底
７ 誘導壁
８、２７ 波
９、２９ 堆砂部
１０ 浚渫ポンプ
１１、２８ 漂砂
１２ 浮遊砂
１３ 掃流砂
１６ 折り曲げ部
１９ 誘導管
２０ ジェットノズル
２１ ジェット水流
２２ 段差部

Claims (5)

1. 主防波堤と副防波堤とで成る港湾の港口において、該港口の海底で前記副防波堤の端部から前記主防波堤の港口端部よりも陸側の途中位置までの全長にわたって波の力で漂砂の掃流砂を集めるように波向に対して所定の方向に傾斜した所定高さの誘導壁が形成され、
   該誘導壁の傾斜方向の端部における海底に浚渫ポンプが設置されたこと、
   を特徴とする港湾の浚渫構造。
2. 誘導壁の沖側において誘導管を埋設し、該誘導管から海底面にジェットノズルを突出させ、該ジェットノズルから噴射するジェット水流によって漂砂を誘導壁に沿って堆砂部へ誘導すること、
   を特徴とする請求項１に記載の港湾の浚渫構造。
3. 誘導壁は、港口の沖側の海底を掘削して形成される港湾内の海底との間の段差部であること、
   を特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の港湾の浚渫構造。
4. 主防波堤と副防波堤とで成る港湾の港口において、該港口の海底で前記副防波堤の端部から前記主防波堤の港口端部よりも陸側の途中位置までの全長にわたって波の力で漂砂の掃流砂を集めるように波向に対して所定の方向に傾斜した所定高さの誘導壁を形成し、
   前記誘導壁の沖側において誘導管を埋設し、該誘導管から海底面にジェットノズルを突出させ、該ジェットノズルから噴射するジェット水流によって漂砂を誘導壁に沿って堆砂部へ誘導し、
   前記誘導壁と前記ジェット水流とで漂砂を一定箇所に誘導して収集し、該収集した砂を浚渫ポンプで吸い上げること、
   を特徴とする港湾の浚渫方法。
5. 誘導壁は、港口の沖側の海底を掘削して形成される港湾内の海底との間の段差部であること、
   を特徴とする請求項４に記載の港湾の浚渫方法。

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