JP5466977B2 - Deposition prevention structure and accumulation prevention system and method - Google Patents
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Description
本発明は、貯水池において砂等の堆積物の堆積を防止するための堆積防止構造物及び堆積防止システム・方法に関する。 The present invention relates to a deposition prevention structure and a deposition prevention system and method for preventing sedimentation such as sand in a reservoir.
ダムにおいて貯水池の堆砂が進行すると有効貯水量が減少してしまう。このため、有効貯水量を確保し安定した利水ダム・多目的ダム等としての必要な機能を発揮させるために貯水池の堆砂を排除する必要がある。このようなダム排砂装置として水圧吸引式の管による排砂装置が開発されている。また、固定式の水圧吸引式の排砂装置の場合、装置の設置位置に土砂を集積し吸引排砂する必要がある。 The effective amount of water storage will decrease as the reservoir deposits progress in the dam. For this reason, it is necessary to eliminate the sedimentation of the reservoir in order to ensure effective water storage capacity and to perform the necessary functions as a stable water use dam / multipurpose dam. As such a dam sand discharging device, a sand discharging device using a hydraulic suction pipe has been developed. In the case of a fixed hydraulic suction type sand discharge device, it is necessary to collect earth and sand at the installation position of the device and perform suction sand discharge.
特許文献1は、搬送パイプの外面に軸方向に沿って吸入口が適宜間隔ごとに開口され、吸入口を開閉する開閉装置が各吸入口に設置された構成とすることで、水中堆積物を広範囲で効率的に搬送しかつ大規模な貯留施設で使用できるようにした水中堆積物の吸引搬送装置を開示する。
上述のような従来の排砂装置によれば、水圧吸引式の排砂管上に効率的に土砂を集積する必要がある。また、特許文献1のような固定式の水圧吸引式の排砂装置の場合、排砂管上に土砂が集積されている必要があるが、集積場所を制御する機構とはなっていない。
According to the conventional sand discharging apparatus as described above, it is necessary to efficiently accumulate earth and sand on the hydraulic suction type sand discharging pipe. Further, in the case of a fixed hydraulic suction type sand discharge device such as
また、排砂装置が水中に露出した状態の場合、流れによって装置に流体力が作用し、安定性・安全性に問題を生ずることがある。また、水圧吸引式の排砂装置は吸引範囲が限定されるため設置個所が少ないと大量の土砂を排出することができない。 Further, when the sand removal device is exposed in water, fluid force may act on the device due to the flow, which may cause problems in stability and safety. Moreover, since the suction area of the hydraulic suction type sand discharge device is limited, a large amount of earth and sand cannot be discharged if there are few installation places.
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、ダム等の貯水池の堆砂域の上流部において砂等の水中堆積物を効率的に集積し、集積された堆積物を排出することで効果的に貯水池の堆砂域における水中堆積物の堆積を防止可能な堆積防止構造物及び堆積防止システム・方法を提供することを目的とする。 In view of the problems of the prior art as described above, the present invention efficiently accumulates underwater sediment such as sand in the upstream portion of the sedimentation area of a reservoir such as a dam and discharges the accumulated sediment. An object of the present invention is to provide a deposition prevention structure and a deposition prevention system / method capable of effectively preventing accumulation of underwater sediment in a sedimentation area of a reservoir.
上記目的を達成するための堆積防止構造物は、貯水池の堆砂域における水中堆積物の堆積を防止するために前記堆砂域の上流部において水の流れに正対するように水底から水面近傍まで延びて設置されかつコンクリート構造物からなる衝立体を水の流れを阻害しないように複数設置し、前記衝立体の底部近傍に水中堆積物を堆積させることを特徴とする堆積防止構造物。
構成されることを特徴とする。
Deposit prevention structure for achieving the above object, the water near the O urchin seabed against positive flow of water in the upstream portion of the sedimentation zone to prevent deposition of water sediments in sedimentation zone of Reservoir A deposit prevention structure characterized in that a plurality of bumps made of a concrete structure are installed so as not to obstruct the flow of water, and underwater deposits are deposited near the bottom of the bumps .
It is characterized by being configured.
この堆積防止構造物によれば、水底から水面近傍まで延び水の流れに正対しかつ水の流れを阻害しないように配置された複数の衝立体に水の流れが当たることで、衝立体の端部から渦が発生し、この渦によって底肩付近ではエクマン収束が起こり砂等の堆積物が堆積する。また、衝立体の背後では流れがよどみ静穏域が造成されることで浮遊していた砂等の堆積物の沈降を促進させる。このようにして、貯水池の堆砂域の上流部において砂等の堆積物を効率的に集積し、集積された堆積物を排出することで貯水池の堆砂域における水中堆積物の堆積を効果的に防止できる。 According to this accumulation prevention structure, the water flow strikes a plurality of solid bodies extending from the bottom of the water to the vicinity of the water surface so as to face the flow of water and not to disturb the flow of water. A vortex is generated from the area, and this vortex causes Ekman convergence near the bottom shoulder and deposits such as sand. In addition, the flow is stagnant behind the impingement and a calm area is created to promote sedimentation of suspended sediments such as sand. In this way, sediment such as sand is efficiently accumulated upstream of the sedimentation area of the reservoir, and the accumulated sediment is discharged to effectively deposit the sediment in the reservoir. Can be prevented.
上記堆積防止構造物において前記衝立体は水の流れを阻害しないように複数設置されるが、各衝立体の水の流れに対して直交する横方向における衝立体間の距離は、衝立体の幅D(水の流れ方向に対する)の1〜3倍以上が好ましく、各衝立体の水の流れに対して平行な縦方向における衝立体間の距離は、衝立体の幅D(水の流れ方向に対する)の5〜10倍以上が好ましい。
In the deposit prevention structure, a plurality of the three-dimensional solids are installed so as not to obstruct the flow of water. 1 to 3 times or more of D (with respect to the water flow direction) is preferable, and the distance between the bumps in the vertical direction parallel to the water flow of each bump is expressed by the width D of the bump (with respect to the water flow direction). 5 to 10 times or more.
なお、前記衝立体は水の流れを阻害しないような形状を有することが好ましい。衝立体は平板から構成できるが、水の流れを阻害しないように水を導きガイドするガイド機能を備えていてもよい。 In addition, it is preferable that the said solid body has a shape which does not inhibit the flow of water. The impact solid body can be composed of a flat plate, but may be provided with a guide function for guiding and guiding water so as not to disturb the flow of water.
また、前記衝立体の底部近傍に堆積した水中堆積物を排出するための排出手段を設置可能であることで、排出手段により衝立体の底部近傍に堆積した水中堆積物を排出することができる。 Moreover, since the discharge means for discharging the underwater deposit deposited near the bottom of the impact solid can be installed, the underwater deposit deposited near the bottom of the impact solid can be discharged by the discharge means.
上記目的を達成するための堆積防止システムは、上述の堆積防止構造物と、前記堆積防止構造物の衝立体の底部近傍に堆積した水中堆積物を排出するための排出手段と、を備えることを特徴とする。 A deposition prevention system for achieving the above object includes the above-described deposition prevention structure, and discharge means for discharging the underwater deposits deposited near the bottom of the collision prevention structure. Features.
この堆積防止システムによれば、堆積防止構造物により衝立体の底部近傍に堆積物を集積するとともに、その集積した堆積物を排出手段により排出することができる。このようにして、貯水池の堆砂域の上流部において砂等の堆積物を効率的に集積し、集積された堆積物を排出することで貯水池の堆砂域における水中堆積物の堆積を効果的に防止できる。 According to this deposit prevention system, deposits can be accumulated near the bottom of the solid body by the deposit prevention structure, and the accumulated deposits can be discharged by the discharge means. In this way, sediment such as sand is efficiently accumulated upstream of the sedimentation area of the reservoir, and the accumulated sediment is discharged to effectively deposit the sediment in the reservoir. Can be prevented.
上記目的を達成するための堆積防止方法は、上述の堆積防止構造物を用い、前記衝立体の底部近傍に堆積した水中堆積物を排出することを特徴とする。 A deposition preventing method for achieving the above object is characterized by using the above-described deposition preventing structure and discharging underwater deposits deposited in the vicinity of the bottom of the impact structure.
この堆積防止方法によれば、堆積防止構造物により衝立体の底部近傍に堆積物を集積するとともに、その集積した堆積物を排出できる。このようにして、貯水池の堆砂域の上流部において砂等の堆積物を効率的に集積し、集積された堆積物を排出することで貯水池の堆砂域における水中堆積物の堆積を効果的に防止できる。 According to this deposit prevention method, deposits can be accumulated in the vicinity of the bottom of the solid body by the deposit preventing structure, and the accumulated deposits can be discharged. In this way, sediment such as sand is efficiently accumulated upstream of the sedimentation area of the reservoir, and the accumulated sediment is discharged to effectively deposit the sediment in the reservoir. Can be prevented.
本発明の堆積防止構造物及び堆積防止システム・方法によれば、ダム等の貯水池の堆砂域の上流部において砂等の水中堆積物を効率的に集積し、集積された堆積物を排出することで貯水池の堆砂域における水中堆積物の堆積を効果的に防止することができる。 According to the deposit prevention structure and deposit prevention system / method of the present invention, sediments such as sand are efficiently accumulated in the upstream portion of the sedimentation area of a reservoir such as a dam, and the accumulated deposits are discharged. This effectively prevents the accumulation of underwater sediments in the sedimentation area of the reservoir.
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図1は本実施形態による、ダムの貯水池に設置した堆積防止構造物を概略的に示す図である。図2は図1の堆積防止構造物の衝立体を示すとともに衝立体の底部近傍に土砂が堆積することを説明するための斜視図である。図3は図1,図2の衝立体に配置した堆積物の排出手段を示す斜視図である。図4は図3のように衝立体の底部近傍に堆積した堆積物を排出したときに生じる溝を説明するための斜視図である。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing an accumulation preventing structure installed in a reservoir of a dam according to the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view for illustrating the accumulation of sediment in the vicinity of the bottom of the collision solid and showing the collision solid of the accumulation preventing structure of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the deposit discharging means arranged in the three-dimensional structure of FIGS. FIG. 4 is a perspective view for explaining a groove formed when the deposit accumulated near the bottom of the solid body is discharged as shown in FIG.
図1に示すように、本実施形態による堆積防止構造物10はダム1の貯水池2の堆砂域3の上流部に設置した衝立体11から構成される。図1,図2のように、衝立体11は、水底Gから直立するように設置され、上端が水面Sから現れている。衝立体11は、水の流れに対し所定幅を有し、上流から流れてくる水の流れ方向Aに対し正対しかつ水の流れを阻害しない。衝立体11は、例えばコンクリート構造物から1枚の板状にして設置でき、水の流れに対して安定するように構築される。
As shown in FIG. 1, the
図2を参照して堆積防止構造物10の衝立体11の作用を説明する。図2のように、衝立体11は水の流れ方向Aに対し正対するため、衝立体11に方向Aから流れる水が当たることにより、その端部11aで水の流れが方向Bのように回り込むことで端部11aから方向Cのように渦巻く渦が発生する。この渦によって底肩付近ではエクマン収束が起こり水の流れが収束するため、砂等の堆積物Hが衝立体11の底部近傍に堆積する。さらに、衝立板11の背面11bでは衝立板11によって流れがよどみ静穏域が造成され浮遊していた砂等の沈降を促進させる。
With reference to FIG. 2, the operation of the
上述のようにして、堆積防止構造物10を構成する衝立体11を水の流れ方向Aに対し正対するように設置することで、貯水池2の堆砂域3の上流部において砂等の水中堆積物を衝立体11の底部近傍に効率的に集積することができる。
In the above-described manner, by installing the impact solid 11 constituting the
図3を参照して本実施形態による堆積防止システムについて説明する。図3のように、堆積防止システム20は、図1,図2の衝立体11から構成される堆積防止構造物10と、衝立板11の背面11b側の底部に設置される複数の吸入口のある吸入部21と、衝立板11の背面11b側で吸入部21から略鉛直方向に延びてから折れ曲がって陸上側に延びるパイプ22と、バルブ23を介してパイプ22に接続する吸引ポンプ24と、を備える。また、衝立板11の背面11b側にパイプ22等を支持するために例えば半リング状のパイプ支持部25を設けることが好ましい。
The deposition preventing system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the
図3の堆積防止システム20によれば、吸引ポンプ24を作動させることで、パイプ22を通して吸入部21の吸入口から、衝立体11の底部近傍に集積された砂等の堆積物Hを吸引し、陸上側に排出することができる。
According to the
以上のようにして、ダム1の貯水池2の堆砂域3の上流部において衝立体11から構成される堆積防止構造物10を設置することで衝立体11の背面11bの底部に砂等の堆積物Hを効率的に集積できるとともに、吸引ポンプ24を作動することで、衝立体11の背面11bの底部に設置した吸入部21から堆積物Hを吸引し陸上側に排出できる。これにより、貯水池の堆砂域3における水中堆積物の堆積を効果的に防止することができる。
As described above, sand or the like is deposited on the bottom of the
また、図4のように衝立体11の背面11bの底部近傍に堆積した堆積物Hを吸引することに溝Iが生じるが、この溝Iのくぼみが沈砂池の役割を果たすことで堆積物の堆積がさらに促進され、このため、効率的に土砂が集積されることにより堆積防止システム20による水中堆積物の排出効率を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 4, a groove I is formed by sucking the deposit H deposited near the bottom of the
また、衝立体11の背面11bに静穏域が確保されることから、背面11bに敷設される堆積防止システム20の吸入部21やパイプ22に作用する流体力を軽減することができる。このため、衝立体11により洪水時などにおける堆積防止システム20の安定性・安全性を高めることができる。
In addition, since a quiet area is secured on the
図5は図2〜図4の衝立体11の別の構成例(a)〜(d)を示す斜視図である。図2〜図4の衝立体11は1枚の板状体から構成されたが、次のような形状であってもよい。 FIG. 5 is a perspective view showing another configuration example (a) to (d) of the impact solid 11 shown in FIGS. 2 to 4 are composed of a single plate-like body, they may have the following shapes.
すなわち、図5(a)の衝立体12は、L字状に接続した2枚の板状体12a,12bから構成され、板状体12aと12bが接合した頂上部12cに流れ方向Aから水が当たり、その両側の板状体12a,12bへと流れるから水の流れを阻害しない。このとき、板状体12a,12bは水の流れを導きガイドするガイド機能を発揮する。
5A is composed of two plate-
図5(b)の衝立体13は、コ字状平面形状を有し、コ字状に接続した3枚の板状体13a,13b,13cから構成され、中央の板状体13bに流れ方向Aから水が当たり、その両側の板状体13a,13cへと流れるから水の流れを阻害しない。このとき、両側の板状体13a,13cは水の流れを阻害せず水を導きガイドするガイド機能を発揮する。
5 (b) has a U-shaped planar shape and is composed of three plate-
図5(c)の衝立体14は、平面形状が半円、半長円または半楕円状に構成され、中央部分14bに流れ方向Aから水が当たり、その両側の湾曲部14a,14cへと流れるから水の流れを阻害しない。このとき、両側の湾曲部13a,13cは水の流れを阻害せず水を導きガイドするガイド機能を発揮する。
5 (c) has a planar shape of a semicircle, a semi-ellipse, or a semi-elliptical shape, and water hits the
図5(d)の衝立体15は、3枚の板状体15a,15b,15cから構成され、中央の板状体15bに流れ方向Aから水が当たり、板状体15bの両側で拡がるように接続した板状体15a,15cへと流れるから水の流れを阻害しない。このとき、両側の板状体15a,15cは水の流れを阻害せず水を導きガイドするガイド機能を発揮する。
The collision solid 15 in FIG. 5 (d) is composed of three plate-
図6は図1の堆積防止構造物を構成するために図1〜図4の衝立体を複数配置した平面配置例(a)〜(c)を示す平面図である。図7は図6の平面配置において衝立体間の好ましい横方向距離及び縦方向距離を説明するための平面図である。 FIG. 6 is a plan view showing planar arrangement examples (a) to (c) in which a plurality of bumps shown in FIGS. 1 to 4 are arranged to constitute the accumulation preventing structure of FIG. FIG. 7 is a plan view for explaining a preferable lateral distance and longitudinal distance between the three-dimensional objects in the planar arrangement of FIG.
図1〜図4の衝立体11は、図1のダム1の貯水池2の堆砂域3の上流部に複数設置することで、堆積防止構造物10を構成することが好ましい。複数の衝立体11による堆積防止構造物10の平面配置例について図6(a)〜(c)を参照して説明する。
1 to 4 is preferably installed in the upstream part of the sedimentation area 3 of the
図6(a)の平面配置は、複数の衝立体11を、水の流れ方向Aに対して直交する横方向X及び水の流れ方向Aに対して平行な縦方向Yにそれぞれ等間隔に配置したものである。かかる平面配置は水の流れを全体として阻害しない。
The planar arrangement of FIG. 6A arranges a plurality of
図6(b)の平面配置は、複数の衝立体11を、横方向Xに交互にずらして千鳥状に配置するとともに、縦方向Yに等間隔に配置したものである。かかる平面配置は水の流れを全体として阻害しない。
In the planar arrangement of FIG. 6B, a plurality of
図6(c)の平面配置は、複数の衝立体11を、上流側から横方向Xに1枚、次に2枚、次に間隔を大きくして2枚並べ全体として三角形状に配置した平面構成16,17,18を水の流れ方向Aに順に配置したものである。各衝立体11は縦方向Yには等間隔に配置されている。かかる平面配置は水の流れを全体として阻害しない。
The planar arrangement of FIG. 6C is a plane in which a plurality of
図6(a)〜(c)の平面配置において、図7の各衝立体11の横方向Xにおける衝立体間の距離X1は、水の流れ方向Aに対する衝立体の幅Dの1〜3倍以上が好ましい。また、図7の各衝立体11の縦方向Yにおける衝立体間の距離Y1は、衝立体の幅Dの5〜10倍以上が好ましい。このように複数の衝立体11を平面的に配置することで水の流れを阻害しない。
6 (a) to 6 (c), the distance X1 between the bumps in the lateral direction X of each
図6,図7のように、複数の衝立体11を、水の流れを阻害しないように平面的に配置することによって砂等の水中堆積物の堆積量を増やすことができるので、水中堆積物の排出を大量に効率的に行うことができる。この場合、複数の衝立体11は水の流れの特性を考慮し配置することが好ましい。
As shown in FIG. 6 and FIG. 7, the amount of the underwater deposit such as sand can be increased by arranging the plurality of
以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、衝立体の構造は、図2〜図5の各種形状であってよいが、これらに限定されず、水の流れを阻害せず砂等の水中堆積物を効率的に集積できるものであれば他の形状であってもよい。 As described above, the modes for carrying out the present invention have been described. However, the present invention is not limited to these, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention. For example, the structure of the three-dimensional structure may be the various shapes shown in FIGS. 2 to 5, but is not limited to these, and it is possible to efficiently accumulate underwater sediments such as sand without inhibiting the flow of water. Other shapes may be used.
また、図6の複数の衝立体の平面配置は、水の流れを阻害せず砂等の水中堆積物を効率的に集積できるものであれば、他の配置であってもよい。 Further, the planar arrangement of the plurality of bumps in FIG. 6 may be other arrangements as long as they can efficiently accumulate underwater sediments such as sand without impeding the flow of water.
また、図3では、堆積防止システムのための吸入部21、パイプ22を衝立体11の背面11bに沿って鉛直方向に固定式に設けたが、本発明の排出手段は、これに限定されず、例えば、吸入部とパイプとを、図2の水底Gに沿いかつ堆積物Hの近くに吸入部が位置するように配置してもよい。
In FIG. 3, the
また、集積し排出される水中堆積物は、多くの場合砂が主体であるが、シルトや礫(れき)を含むことがあってもよいことはもちろんである。貯水池の堆砂域に堆積するいわゆる土砂が集積し排出する対象物である。 Moreover, in many cases, the accumulated sediment discharged from the water is mainly sand, but it is a matter of course that it may contain silt or gravel. It is an object that accumulates and discharges so-called sediment deposited in the sedimentation area of the reservoir.
1 ダム
2 貯水池
3 堆砂域
10 堆積防止構造物
11 衝立体
11a 端部
11b 背面
12〜15 衝立体
20 堆積防止システム
21 吸入部
22 パイプ
24 吸引ポンプ
A 水の流れ方向
D 衝立体の幅
G 水底
H 堆積物
I 溝
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記堆積防止構造物の衝立体の底部近傍に堆積した水中堆積物を排出するための排出手段と、を備えることを特徴とする堆積防止システム。 The deposition preventing structure according to claim 1 or 2 ,
And a discharge means for discharging underwater deposits deposited in the vicinity of the bottom of the bumps of the deposit prevention structure.
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