JP4767433B2 - 海水交換型防波堤 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海水交換型防波堤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の海水交換型防波堤には、例えば特開２０００−３１９８４０号公報（従来例という）で開示されたものがある。従来例を図４の断面図に基づいて述べる。
海水交換型防波堤は、防波堤本体１０２と潜堤１０３とを備える。
防波堤本体１０２は、港湾内に静穏化水域１１２を形成している。
潜堤１０３は、防波堤本体１０２の海側に遊水域１０４を形成している。
防波堤本体１０２には、遊水域１０４と静穏化水域１１２とを連通する導水孔１０５が設けられている。
海から押し寄せる波ｗａｖｅは、潜堤１０３による砕波作用を受けながら遊水域１０４に流入する。すると、遊水域１０４と静穏化水域１１２との間に水位差が生じ、遊水域１０４の海水が防波堤本体１０２の導水孔１０５を通って静穏化水域１１２へ導入されることにより、静穏化水域１１２の海水が交換される。
【０００３】
前記潜堤１０３に凹部１０７が設けられている。凹部１０７には、浮体構造物１０８が上下動可能に収容されている。
浮体構造物１０８は、例えば、潮位の変動に追従して上下動し、常には上端面を水面付近に位置させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来例にあっては、潜堤１０３の凹部１０７に浮体構造物１０８を上下動可能に収容しているため、浮体構造物が激しい波力を受けて損傷したり、作動不良をきたす恐れがあった。このため、実際の海域への適用性に課題が残されている。
【０００５】
本発明の目的は、静穏化水域の海水を効果的に交換しながらも、波力による浮体構造物の損傷や作動不良を防止することのできる海水交換型の防波堤を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、特許請求の範囲の欄に記載された構成を要旨とする海水交換型防波堤により解決することができる。
すなわち、請求項１に記載された海水交換型防波堤によると、海から押し寄せる波は、浮体構造物を設けた潜堤による砕波作用を受けながら遊水域に流入する。すると、遊水域と静穏化水域との間に水位差が生じ、遊水域の海水が防波堤本体の導水部を通って静穏化水域へ導入されることにより、静穏化水域の海水が交換される。
【０００７】
また、浮体構造物は、海の干潮面とほぼ等しい位置に設定された潜堤の上面に、海側の部分を支持部にして反海側の部分が上下方向に傾動可能でかつ潮位などによる水位の変動に応じて傾動角度が変化するとともに、海から押し寄せる波の圧力によって倒伏してその波を乗り越えさせるように構成されている。このため、遊水域に流れ込んだ海水を浮体構造物が海へほとんど逆流させないこと、および、潮位の変動に追従して常に海水面に位置するため、静穏化水域の海水を効果的に交換することができる。なお、潮位などによる水位の変動には、潮位自体の変動の他、遊水域の水位の変動が含まれる。
また、浮体構造物は、海から押し寄せる波の圧力によって傾動して倒伏するため、その波を効率良く乗り越えさせることができる。このため、浮体構造物が受ける波力を軽減し、浮体構造物の損傷や作動不良を防止することができる。
【０００８】
また、浮体構造物の傾動角度が変化するにともなって、膜体が展開方向又は折畳方向に変形するとともに、遊水域と連通する緩衝室に対し遊水域の海水が出入する。これにより、緩衝室内の海水が、浮体構造物の傾動時にクッション的な役割を果たす。このため、波力による浮体構造物の振動を低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１に海水交換型防波堤の斜視図、図２に図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３に潜堤の断面図が示されている。
図１及び図２に示すように、海水交換型防波堤は、防波堤本体２と潜堤３とを備えている。
防波堤本体２は、海１４から押し寄せる波の進行方向に対しほぼ直交する方向に延びている。防波堤本体２は、ほぼ直立状でかつ断面ほぼ四角形状に形成されている（図２参照）。また、防波堤本体２の上部は海面（水面ともいう）ＳＬ上に突出している。
防波堤本体２は、港湾内に静穏化水域１２を形成しており、その静穏化水域１２を静穏化する（図２参照）。なお、防波堤本体２の断面形状は、ほぼ四角形状に限定されるものではない。
【００１０】
図１に示すように、前記潜堤３は、例えば、防波堤本体２の海１４側に対してその防波堤本体２と平行する前堤部３Ａと、その前堤部３Ａの両端部から防波堤本体２に向かって延びる一対の側堤部３Ｂとを有している。
潜堤３は、防波堤本体２の海１４側に遊水域４を形成している。すなわち、遊水域４は、防波堤本体２と潜堤３とで囲まれた水域になっている。
また、潜堤３は、来襲波の作用力を弱めて海岸浸食を防ぐ機能を有している。
【００１１】
図３に示すように、潜堤３の前堤部３Ａの断面形状は、海１４側の斜面３ａと、遊水域４側の斜面３ｂと、ほぼ平坦な上面３ｃとを有する断面ほぼ台形状に形成されている。
なお、潜堤３の前堤部３Ａの上面３ｃは、例えば海１４の干潮面とほぼ等しい位置に設定される。また、潜堤３の側堤部３Ｂ（図１参照）は、例えば、断面ほぼ台形形状に形成されており、その高さは前堤部３Ａ（図１参照）よりも所定量高く形成されている。また、潜堤３は、例えば、コンクリート、コンクリートブロック、捨て石・砕石等で構成することができる。また、潜堤３は、遊水域４を形成するものであれば、上記以外の形状に変更することができる。
【００１２】
図１及び図２に示すように、前記防波堤本体２の下部（海底に近い側の部分）には、その厚み方向（図２において左右方向）に貫通し、遊水域４と静穏化水域１２とを連通するほぼ管状の導水孔５が設けられている。導水孔５を通って遊水域４と静穏化水域１２との間の海水の交流が可能である。なお、導水孔５は、遊水域４と静穏化水域１２とを連通するものであれば、上記以外の形状に変更することが可能である。また、導水孔５は本明細書でいう「導水部」に相当する。
【００１３】
図３に示すように、前記潜堤３の前堤部３Ａの上面３ｃには、ほぼ四角形板状の浮体構造物８が配置されている。浮体構造物８は、剛体で形成されている。
浮体構造物８の遊水域４側（図３において右側）の端部８ａと、その端部８ａに対応する前堤部３Ａの上面３ｃの端部との間には、ゴム材、合成ゴム材等からなるほぼ帯板状をなす膜体１０が架設されている。なお、膜体１０の上下端縁部は、浮体構造物８及び前堤部３Ａに対しそれぞれ固定状に結合されている。
【００１４】
また図示はしないが、浮体構造物８の両端部（図３において紙面表裏方向の両端部）と、それに対応する前堤部３Ａの上面３ｃとの間には、前記膜体１０と同材質で形成されたほぼ三角形状をなす側膜体が架設されている。この側膜体は、海１４側に向かって先細り状に形成されている。側膜体の上斜辺部及び下辺部は、浮体構造物８及び前堤部３Ａに対しそれぞれ固定状に結合されている。
【００１５】
上記したように、前記潜堤３の前堤部３Ａに対し前記浮体構造部が膜体１０（側膜体を含む）を介して連結されている。したがって、膜体１０が展開方向又は折畳方向に変形することにより、浮体構造物８が海１４側の部分を支持部にして反海側すなわち遊水域４側の部分が上下方向に傾動可能になっている（図３中、矢印Ｙ参照）。また、浮体構造物８の起立方向の最大の傾動角度が所定角度に制限される。
【００１６】
前記浮体構造物８は、遊水域４及び海１４の海水によって与えられる所定の浮力により傾動されることにより、遊水域４側の端部８ａが常には遊水域４の水面ＷＬ（図３参照）付近又は海１４の潮位付近に位置するように設計されている。
【００１７】
なお、浮体構造物８は、所定の浮力が得られればよく、中空体、中実体いずれでもよい。
また、浮体構造物８の構成材料には、金属材、合成樹脂材、ゴム材等の適宜の材料を採用することができる。
また、浮体構造物８は、例えば、空気と浮力調整用に水を充填した箱状の中空構造物で構成することができる。この場合、箱形形状を保つために、剛体のフレームを用い、これにゴム材、合成樹脂材等で形成された膜材を取り付ける形態にすることができる。
また、浮体構造物８は、ほぼ平板状であることが好ましいが、その他の形状でもよい。
【００１８】
また、前記膜体１０は、浮体構造物８と前堤部３Ａとの間に中空状の緩衝室１１を形成している。
膜体１０には、適数個の孔１０ａが開口されている。膜体１０の孔１０ａは、遊水域４と緩衝室１１とを連通している。遊水域４の水は、膜体１０の孔１０ａを通じて緩衝室１１内に出入する。なお、孔１０ａは、本明細書でいう「開口部」に相当する。
【００１９】
上記した海水交換型防波提によると、海１４から押し寄せる波ｗａｖｅ（図２参照）は、浮体構造物８を設けた潜堤３で砕波作用を受けながら遊水域４に流入する。なお、「砕波作用」とは、波ｗａｖｅが潜堤３に乗り上がることによって波形が維持できなくなり、砕波とされて遊水域４に流入されて遊水域４の水位を高めるように作用することをいう。
【００２０】
前記波ｗａｖｅが遊水域４に流入することにより、遊水域４の水位が上昇する。これにともない、浮体構造物８の傾動角度が増大するため、遊水域４に流れ込んだ海水が海１４へほとんど逆流されない。また、その浮体構造物８の傾動にともなって、膜体１０が展開方向に変形するとともに、膜体１０の孔１０ａ（図３参照）を通じて遊水域４の海水が緩衝室１１に入る。
そして、遊水域４と静穏化水域１２との間に水位差が生じることにより、遊水域４の海水が防波堤本体２の導水孔５（図２参照）を通って静穏化水域１２へ導入されることにより、静穏化水域１２の海水が交換される。
【００２１】
なお、静穏化水域１２（図２参照）に流入した海水は、静穏化水域１２において循環流を形成した後、港の船等の出入口から海１４へ流出される。
また、遊水域４内の水位が下がれば、それにともなって浮体構造物８（図３参照）が傾倒方向に傾動する。また、その浮体構造物８の傾動にともなって、膜体１０が折畳方向に変形するとともに、膜体１０の孔１０ａ（図３参照）を通じて緩衝室１１の海水が遊水域４に出る。
【００２２】
また、浮体構造物８（図３参照）は、海１４側の部分を支持部にして反海側の部分が上下方向に傾動可能でかつ潮位や遊水域４の水位の変動に応じて傾動角度が変化する。このため、遊水域４に流れ込んだ海水を浮体構造物８が海へほとんど逆流させないこと、および、潮位の変動に追従して常に海水面に位置するため、静穏化水域１２（図２参照）の海水を効果的に交換することができる。
また、浮体構造物８（図３参照）は、海１４から押し寄せる波ｗａｖｅの圧力によって傾動し倒伏するため、その波ｗａｖｅを効率良く乗り越えさせることができる。このため、浮体構造物８が受ける波力を軽減し、浮体構造物８の損傷や作動不良を防止することができる。
【００２３】
また、浮体構造物８（図３参照）の傾動角度が変化するにともなって、膜体１０が展開方向又は折畳方向に変形するとともに、膜体１０の孔１０ａを通じて遊水域４と連通する緩衝室１１に対し遊水域４の海水が出入する。これにより、緩衝室１１内の海水が、浮体構造物８の傾動時にクッション的な役割を果たす。このため、波力による浮体構造物８の振動を低減することができる。
なお、浮体構造物８と潜堤３の側堤部３Ｂとの間の空間部により緩衝室１１と遊水域３とが連通され、緩衝室１１に対し遊水域４の海水が自由に出入りできる場合等には、膜体１０に孔１０ａを開口しなくても差し支えない。
【００２４】
本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、浮体構造物８は、潜堤３の前堤部３Ａの長手方向（図３において紙面表裏方向）に関し、複数に分割して配置することができる。このようにすると、浮体構造物８のスムースな傾動動作を得ることが可能であり、また、浮体構造物８を容易に施工することができる。
また、潜堤３の前堤部３Ａの上面３ｃにゴム材、合成樹脂材等の弾性変形可能な緩衝部材を配置することによって、その上面３ｃに対する浮体構造物８の当接による摩耗や騒音の発生を防止することができる。
また、遊水域４は、２個所以上に形成することができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の海水交換型防波堤によれば、遊水域に流れ込んだ海水を浮体構造物が海へほとんど逆流させないこと、および、潮位の変動に追従して常に海水面に位置するため、静穏化水域の海水を効果的に交換することができる。これとともに、海から押し寄せる波の圧力によって傾動し倒伏するため、その波が効率良く乗り越えさせられるので、浮体構造物が受ける波力による浮体構造物の損傷や作動不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる海水交換型防波堤を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】潜堤の断面図である。
【図４】従来例にかかる海水交換型防波堤を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 防波堤本体
３ 潜堤
４ 遊水域
５ 導水孔（導水部）
８ 浮体構造物
１０ 膜体
１１ 緩衝室
１２ 静穏化水域
１４ 海

Claims (1)

1. 静穏化水域を形成する防波堤本体と、その防波堤本体の海側に遊水域を形成する潜堤とを備え、前記防波堤本体に遊水域と静穏化水域とを連通する導水部を設け、前記静穏化水域の海水の交換を可能にした海水交換型防波堤であって、
   前記潜堤の上面は、海の干潮面とほぼ等しい位置に設定され、
   前記潜堤の上面には、ほぼ板状の浮体構造物が配置され、
   前記浮体構造物は、海側の部分を支持部にして反海側の部分が上下方向に傾動可能でかつ潮位などによる水位の変動に応じて傾動角度が変化するとともに、海から押し寄せる波の圧力によって倒伏してその波を乗り越えさせるように構成され、
   前記浮体構造物と前記潜堤との間に緩衝室を形成する膜体を設け、
   前記緩衝室は、前記遊水域と連通されている
   ことを特徴とする海水交換型防波堤。

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