JP4799586B2 - 濁り浮上抑制方法および濁り浮上抑制構造 - Google Patents

Description

本発明は、濁り浮上抑制方法および濁り浮上抑制構造に関するものである。

従来、水域において、底面の土砂の掘削、土砂や礫の投入、浚渫などを伴う工事を行う際には、周辺水域への濁りの拡散を防止するための対策が講じられている。一般的な濁り拡散防止技術として、汚濁防止膜で工事水域の周囲を囲う方法や、フロート付きの枠に汚濁防止膜を取り付けた汚濁防止枠でグラブ周辺などの工事箇所を囲う方法がある。

また、吸引により土砂を浚渫する際には、吸引した土砂から濁水を分離して冷却し、冷却した濁水を水底近傍においてゆっくりと放出することにより、濁りの拡散を防止する方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−９３８６号公報

しかしながら、汚濁防止膜は、広い領域に敷設するため、費用がかさむ。また、暴浪時には、流されないように撤去する必要がある。さらに、潮位差のある海域においては、干潮位に水面から水底までの長さにすると、満潮位では汚濁防止膜の下端部と海底との間に隙間が生じ、濁りが工事海域外に拡散する可能性がある。一方、満潮位に水面から水底までの長さにすると、干潮位に汚濁防止膜の下端部が水底で余ってしまい、膜が破損するという問題がある。

汚濁防止枠は、グラブ周辺などの狭い領域を囲むため、低コストであるが、枠に取り付ける膜を水底に付く長さにすると、グラブに膜を巻き込むという問題があり、その結果、枠に取り付けた膜の下から濁りが工事海域外に拡散する可能性がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、汚濁の拡散防止のために設置される膜材と水底との間に隙間がある場合に、周辺環境に負荷を与えることなく、工事水域外への濁りの拡散を防止できる濁り浮上抑制方法および濁り浮上抑制構造を提供することである。

前述した目的を達成するために、第１の発明は、水中に設置された汚濁防止枠の下端付近に放出口を設け、前記汚濁防止枠を囲うように配置された主管部と、前記汚濁防止枠の周方向に所定の間隔をおいて前記主管部から分岐して設けられた鉛直方向の枝管部とを有する管の内部を運搬された冷却媒体を、前記枝管部の端部の開口である前記放出口から放出することにより、前記汚濁防止枠周辺の底層水温を下げ、前記汚濁防止枠の外側での濁り成分を含む底層水の浮上を抑制することを特徴とする濁り浮上抑制方法である。

冷却媒体には、例えば、作業船の燃料として使用される液化天然ガスを気化させる際に冷却された水が用いられる。

第１の発明では、表層水温と底層水温との差が小さい場合には、汚濁防止枠の上端付近に放熱配管を設置し、放熱配管から現場機械の廃熱を放熱して表層水を加熱することにより、汚濁防止枠周辺の表層水温を上げることが望ましい。または、汚濁防止枠の外周面の下端付近に網状の低温発生管を設置し、低温発生管の内部に蓄冷材を設置して底層水を冷却することにより、汚濁防止枠周辺の底層水温をさらに下げてもよい。

第１の発明によれば、表層水と工事によって発生した濁り成分を含む底層水とに温度差を生じさせて比重の異なる水塊を形成することにより、温度が低く比重が大きい底層水の浮上を抑制し、濁りの拡散を防ぐことができる。

第２の発明は、水中の濁りの拡散を防止する濁り浮上抑制構造であって、濁り発生源を囲み、水底との間に隙間を有する汚濁防止枠と、流体を冷却し、冷却媒体を生成可能な冷却媒体生成部と、前記汚濁防止枠を囲うように配置された主管部と、前記汚濁防止枠の周方向に所定の間隔をおいて前記主管部から分岐して設けられた鉛直方向の枝管部とを有する管と、前記枝管部の端部の開口であり、前記汚濁防止枠の下端付近に設けられ、前記管を介して前記冷却媒体生成部と接続された放出口と、を具備し、前記管の内部を運搬された前記冷却媒体を前記放出口から放出することにより、前記汚濁防止枠周辺の底層水温を下げ、前記汚濁防止枠の外側での濁り成分を含む底層水の浮上を抑制することを特徴とする濁り浮上抑制構造である。

第２の発明によれば、表層水と工事によって発生した濁り成分を含む底層水とに温度差を生じさせて比重の異なる水塊を形成することにより、温度が低く比重が大きい底層水の浮上を抑制し、濁りの拡散を防ぐことができる。

本発明によれば、汚濁の拡散防止のために設置される膜材と水底との間に隙間がある場合に、周辺環境に負荷を与えることなく、工事水域外への濁りの拡散を防止できる濁り浮上抑制方法および濁り浮上抑制構造を提供できる。

以下、図面に基づいて、本発明の第１の実施の形態を詳細に説明する。図１は、濁り浮上抑制構造Ａの立面図、図２は、濁り浮上抑制構造Ａの平面図である。図１に示すように、濁り浮上抑制構造Ａは、汚濁防止枠１１、天然ガス気化装置７、取水管１３、取水口１５、排水管１７、放水口２１等からなる。

図１、図２に示す工事水域では、水１上に作業台船５が配置される。作業台船５には、先端部にグラブ２５を有するアーム部２３が設けられる。工事水域において、グラブ２５を用いて水底３の掘削等の作業が行われると、水底３の近くの底層水に濁りが発生する。

図１、図２に示すように、汚濁防止枠１１は、フロート９を有する枠材１１ａと、枠材１１ａの下方に取り付けられた膜材１１ｂとからなる。汚濁防止枠１１は、濁り発生源、すなわち、グラブ２５で掘削等の作業が行われる部分の周囲を囲むように配置される。このとき、膜材１１ｂの下端部と水底３との間には隙間３５が確保される。

天然ガス気化装置７は、濁り浮上抑制構造Ａの冷却媒体生成部であり、作業台船５に設置される。取水管１３は、一端が天然ガス気化装置７に接続され、他端が取水口１５として水１中に配置される。天然ガス気化装置７は、流体である水１を取水口１５から取り込み、作業台船５の燃料である液体天然ガスを気化させる。天然ガスを気化させるために取り込まれた水１は冷却され、濁り浮上抑制構造Ａで冷却媒体として使用される。

排水管１７は、主管部２７と枝管部２９とからなる。主管部２７は、一端が天然ガス気化装置７に接続され、他端が汚濁防止枠１１を囲うように配置される。枝管部２９は、汚濁防止枠１１の周方向に所定の間隔をおいて鉛直方向に設けられる。枝管部２９は、上端が主管部２７からの分岐部である。枝管部２９の下端部の開口である放水口２１は、濁り浮上抑制構造Ａの放出口であり、汚濁防止枠１１の下端付近に配置される。枝管部２９は、下端に曲がり部１９を有し、放水口２１は、汚濁防止枠１１の内側方向に向けて配置される。

放水口２１は、排水管１７を介して冷却媒体生成部である天然ガス気化装置７に接続される。冷却媒体は、排水管１７の内部を運搬され、放水口２１から汚濁防止枠１１の内側に放出される。

濁り浮上抑制構造Ａでは、上述したように、作業台船５の燃料として使用された液体天然ガスを気化させるために冷やされた水１を冷却媒体として使用する。濁り浮上抑制構造Ａでは、天然ガス気化装置７で生成された冷却媒体を排水管１７を用いて運搬する。そして、冷却媒体を放水口２１から汚濁防止枠１１の内側に放出することにより、汚濁防止枠１１周辺の底層水を冷却する。

図３は、汚濁防止枠１１周辺の水１の温度と深さとの関係を示す図である。図３に示すグラフの横軸は水温、縦軸は深さである。図３の放水後の温度３３に示すように、冷却媒体である水を放出した後の底層水温は、従来温度３１と比較して低くなる。

図３に示すように、底層水の温度を低下させて、底層と表層とに強制的に所定の温度差を生じさせることにより、底層水の比重が表層水の比重よりも大きくなり、工事により発生した濁り成分を含む底層水の表層への浮上が抑制される。底層水に含まれる濁り成分は、浮上せずに底層に留まるため、水底３までの沈降距離が短くなり、沈降しやすくなる。

このように、第１の実施の形態では、冷水を放出して底層水を冷却し、水１の表層と底層とに比重の異なる水塊を形成する。これにより、汚濁防止枠１１の外側において、温度が低く比重が大きい底層水の浮上を抑制し、底層水に含まれる濁りの拡散を防ぐことができる。

次に、第２の実施の形態について説明する。図４は、濁り浮上抑制構造Ｂの汚濁防止枠１１周辺の立面図を示す。第２の実施の形態の濁り浮上抑制構造Ｂは、図１に示す濁り浮上抑制構造Ａとほぼ同様の構成であるが、放熱配管３７がさらに設けられる。濁り浮上抑制構造Ｂは、水１の表層水温と底層水温との差が小さい場合に用いられる。なお、秋から春にかけての季節には、表層水温と底層水温との差が小さくなることが多い。

放熱配管３７は、汚濁防止枠１１の上端付近に設置される。放熱配管３７は、例えば、汚濁防止枠１１の膜材１１ｂの外周に沿って設置される。放熱配管３７からは、作業台船５に積載された現場機械等の廃熱が放熱される。

濁り浮上抑制構造Ｂでは、濁り浮上抑制構造Ａと同様に、天然ガス気化装置７（図１）で生成された冷却媒体を排水管１７を用いて運搬する。そして、冷却媒体を放水口２１から汚濁防止枠１１の内側に放出することにより、汚濁防止枠１１周辺の底層水を冷却する。また、現場機械の廃熱を放熱配管３７から放熱することにより、汚濁防止枠１１周辺の表層水を加熱する。

図５は、放熱後の汚濁防止枠１１周辺の水１の温度と深さとの関係を示す図である。図５に示すグラフの横軸は水温、縦軸は深さである。図５の放熱後の温度４１に示すように、放熱配管３７から放熱した後の表層水温は、従来温度３１と比較して高くなる。

図３に示すように底層水の温度を低下させると同時に、図５に示すように表層水の温度を上昇させて、底層と表層とに強制的に所定の温度差を生じさせることにより、底層水の比重が表層水の比重よりも大きくなり、工事により発生した濁り成分を含む底層水の表層への浮上が抑制される。底層水に含まれる濁り成分は、浮上せずに底層に留まるため、水底３までの沈降距離が短くなり、沈降しやすくなる。

このように、第２の実施の形態では、冷水を放出して底層水を冷却すると同時に、放熱して表層水を加熱し、水１の表層と底層とに比重の異なる水塊を形成する。これにより、汚濁防止枠１１の外側において、温度が低く比重が大きい底層水の浮上を抑制し、底層水に含まれる濁りの拡散を防ぐことができる。

次に、第３の実施の形態について説明する。図６は、濁り浮上抑制構造Ｃの汚濁防止枠１１周辺の立面図を示す。第３の実施の形態の濁り浮上抑制構造Ｃは、図１に示す濁り浮上抑制構造Ａとほぼ同様の構成であるが、低温発生管４３がさらに設けられる。濁り浮上抑制構造Ｃは、水１の表層水温と底層水温との差が小さい場合に用いられる。なお、上述したように、秋から春にかけての季節には、表層水温と底層水温との差が小さくなることが多い。

低温発生配管４３は、汚濁防止枠１１の下端付近に設置される。低温発生管４３は、例えば、汚濁防止枠１１の膜材１１ｂの外周に沿って設置される。低温発生管４３は網状であり、内部には蓄冷材（図示せず）が設置される。蓄冷材（図示せず）には、硝酸、塩化アンモニウム等が用いられる。

濁り浮上抑制構造Ｃでは、濁り浮上抑制構造Ａと同様に、天然ガス気化装置７（図１）で生成された冷却媒体を排水管１７を用いて運搬する。そして、放水口２１から汚濁防止枠１１の内側に放出することにより、汚濁防止枠１１周辺の底層水を冷却する。また、低温発生管４３の内部に蓄冷材（図示せず）を設置することにより、汚濁防止枠１１周辺の底層水をさらに冷却する。

図７は、放熱後の汚濁防止枠１１周辺の水１の温度と深さとの関係を示す図である。図７に示すグラフの横軸は水温、縦軸は深さである。図７の蓄冷材使用後の温度４５に示すように、低温発生管４３に蓄冷材（図示せず）を設置した後の底層水温は、冷却媒体の放水後の温度３３と比較してさらに低くなる。

図７に示すように底層水の温度を低下させて、底層と表層とに強制的に所定の温度差を生じさせることにより、底層水の比重が表層水の比重よりも大きくなり、工事により発生した濁り成分を含む底層水の表層への浮上が抑制される。底層水に含まれる濁り成分は、浮上せずに底層に留まるため、水底３までの沈降距離が短くなり、沈降しやすくなる。

このように、第３の実施の形態では、蓄冷材（図示せず）を設置しつつ冷水を放出して底層水を冷却し、水１の表層と底層とに比重の異なる水塊を形成する。これにより、汚濁防止枠１１の外側において、温度が低く比重が大きい底層水の浮上を抑制し、底層水に含まれる濁りの拡散を防ぐことができる。

第１から第３の実施の形態では、工事水域に凝集沈殿材等の化学物質を投入しないため、周辺環境に対して負荷を与えることなく、濁りの拡散を防ぐことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明にかかる濁り浮上抑制方法および濁り浮上抑制構造の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

濁り浮上抑制構造Ａの立面図 濁り浮上抑制構造Ａの平面図 汚濁防止枠１１周辺の水１の温度と深さとの関係を示す図 濁り浮上抑制構造Ｂの汚濁防止枠１１周辺の立面図 汚濁防止枠１１周辺の水１の温度と深さとの関係を示す図 濁り浮上抑制構造Ｃの汚濁防止枠１１周辺の立面図 汚濁防止枠１１周辺の水１の温度と深さとの関係を示す図

符号の説明

Ａ、Ｂ、Ｃ………濁り浮上抑制構造
１１………汚濁防止枠
１７………排水管
２１………放水口
２７………主管部
２９………枝管部
３７………放熱配管
４３………低温発生管

Claims (5)

1. 水中に設置された汚濁防止枠の下端付近に放出口を設け、前記汚濁防止枠を囲うように配置された主管部と、前記汚濁防止枠の周方向に所定の間隔をおいて前記主管部から分岐して設けられた鉛直方向の枝管部とを有する管の内部を運搬された冷却媒体を、前記枝管部の端部の開口である前記放出口から放出することにより、前記汚濁防止枠周辺の底層水温を下げ、前記汚濁防止枠の外側での濁り成分を含む底層水の浮上を抑制することを特徴とする濁り浮上抑制方法。
2. 前記冷却媒体は、作業船の燃料として使用される液化天然ガスを気化させる際に冷却された水であることを特徴とする請求項１記載の濁り浮上抑制方法。
3. 前記汚濁防止枠の上端付近に放熱配管を設置し、前記放熱配管から現場機械の廃熱を放熱して表層水を加熱することにより、前記汚濁防止枠周辺の表層水温を上げることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の濁り浮上抑制方法。
4. 前記汚濁防止枠の外周面の下端付近に網状の低温発生管を設置し、前記低温発生管の内部に蓄冷材を設置して底層水を冷却することにより、前記汚濁防止枠周辺の底層水温を下げることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の濁り浮上抑制方法。
5. 水中の濁りの拡散を防止する濁り浮上抑制構造であって、
   濁り発生源を囲み、水底との間に隙間を有する汚濁防止枠と、
   流体を冷却し、冷却媒体を生成可能な冷却媒体生成部と、
   前記汚濁防止枠を囲うように配置された主管部と、前記汚濁防止枠の周方向に所定の間隔をおいて前記主管部から分岐して設けられた鉛直方向の枝管部とを有する管と、
   前記枝管部の端部の開口であり、前記汚濁防止枠の下端付近に設けられ、前記管を介して前記冷却媒体生成部と接続された放出口と、
   を具備し、
   前記管の内部を運搬された前記冷却媒体を前記放出口から放出することにより、前記汚濁防止枠周辺の底層水温を下げ、前記汚濁防止枠の外側での濁り成分を含む底層水の浮上を抑制することを特徴とする濁り浮上抑制構造。

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