JP6539815B2 - 可動式防波施設 - Google Patents

Description

本発明は、必要に応じて水底から水面上に突出する可動式防波堤を複数有する可動式防波施設に関する。

水底に昇降可能な防波装置を設置して、津波が発生した場合や荒天時などには、防波装置を水面上まで突出させて、波の影響を低減する可動式防波堤が提案されている。例えば、特許文献１には、水底面に設けたコンクリートを貫通して水底地盤内に鉛直に挿入固定され、かつ密集状態で基礎コンクリートの表面に上端面を開口させて配列された複数の外筒管と、外筒管に昇降可能に挿入され、かつ下端面が開口し、上端面が閉塞された浮上管と、各浮上管内に気体を供給するための送気管を有する給気装置とを備えた可動式防波堤が記載されている。

また、例えば、特許文献２には、可動式防波堤として、基端側の回転軸を支点とした扉体の起立により水路または港湾を締切る起伏ゲート式防波堤が記載されている。

特開２００４−１１６１３１号公報 特開２００９−０５７７９９号公報

上述したような可動式防波堤において、特許文献２に記載のように、水路または港湾を締切ると、当該防波堤により遮られた波の反射波により水路または港湾の周辺海域の水位が上昇する可能性があり、そのような場合、周辺海域近くの陸地に大波が押し寄せる二次的な影響が生じるおそれがある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、可動式防波堤を配置した周辺海域への影響を抑制することのできる可動式防波施設を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の可動式防波施設は、水底に配置されて前記水底から立ち上がることで波の抵抗となる可動式防波堤を複数有する可動式防波施設において、各前記可動式防波堤の間に、各前記可動式防波堤に向けて進行する波の一部の通過を生じる隙間を設けることを特徴とする。

この可動式防波施設によれば、有事の際、各可動式防波堤に向けて進行する波は、一部が各可動式防波堤に衝突して減衰され、かつ一部が隙間を通過する。このため、波を減衰することができ、かつ各可動式防波堤の隙間に波を通過させることで、可動式防波堤を配置した周辺海域に二次的に寄せられる波の影響を抑制することができる。しかも、有事の際以外の通常時は、各可動式防波堤は水底に配置されるため、船舶の通過を妨げる事態を防ぐことができる。従って、可動式防波堤の配置箇所に制限が極めて少ない。

また、本発明の可動式防波施設では、前記隙間は、１つの前記可動式防波堤に波が衝突する範囲分を少なくとも有することを特徴とする。

この可動式防波施設によれば、各可動式防波堤の隙間に通過させる波を衝突する波以上とすることで、波を減衰する効果を得ることができるとともに、可動式防波堤を配置した周辺海域に二次的に寄せられる波の影響を抑制する効果を顕著に得ることができる。

また、本発明の可動式防波施設では、前記隙間を設けて配置した各前記可動式防波堤の陸側に、沖から陸に向けて前記隙間を小さくした複数の可動式防波堤をさらに設けることを特徴とする。

この可動式防波施設によれば、沖側に配置した各可動式防波堤の隙間を通過した波を、陸側に配置した各可動式防波堤により減衰させることができる。

また、本発明の可動式防波施設では、複数の前記可動式防波堤、または単体の前記可動式防波堤を１つの防波ユニットとし、当該防波ユニットを、陸と水との境界線に沿い、かつ隙間を空けて複数配置することを特徴とする。

この可動式防波施設によれば、陸と水との境界線に沿って配置された防波ユニットにより陸側に進行する波を減衰させるとともに、各防波ユニットの隙間に波を通過させることで防波ユニットを配置した周辺海域に二次的に寄せられる波の影響を抑制することができる。しかも、有事の際以外の通常時は、防波ユニットの各可動式防波堤は水底に配置されるため、船舶の通過を妨げる事態を防ぐことができる。従って、防波ユニットの配置箇所に制限が極めて少ない。

また、本発明の可動式防波施設では、前記防波ユニットを河口付近に配置することを特徴とする。

河口から河川を上って波が進行し河川の水位が上昇する可能性がある。このため、この可動式防波施設によれば、河口付近に防波ユニットを配置することで、河川に波が進行することを抑制でき、かつ各防波ユニットの隙間に波を通過させることで防波ユニットを配置した周辺海域に二次的に寄せられる波の影響を抑制することができる。しかも、有事の際以外の通常時は、防波ユニットの各可動式防波堤は水底に配置されるため、船舶の通過を妨げる事態や波による河口付近への影響（浸食など）を防ぐことができる。

また、本発明の可動式防波施設では、前記可動式防波堤は、上下に長尺に形成されて水底側に開口部を有して水底地盤内に挿入固定された外筒管と、前記外筒管の内部に挿入されて前記外筒管の長手方向に昇降移動可能に配置されるとともに、自身の内部に供給された気体により浮力を生じて上昇可能に設けられた浮上管と、前記浮上管の内部に気体を供給する気体供給装置とを備えることを特徴とする。

この可動式防波施設によれば、浮上管を上昇させる構成により波が衝突する位置に浮上管を円滑かつ迅速に配置することができる。しかも、上昇した浮上管は、その下端部が外筒管により強固に支持されるため、浮上管に付与される波力を減衰させる効果を顕著に得ることができる。

本発明によれば、可動式防波堤を配置した周辺海域への影響を抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設の平面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ矢視一部断面図である。 図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設の全体構成図である。 図５は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設における可動式防波堤の浮上管が浮上する様子を示す模式図である。 図６は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設における可動式防波堤の浮上管が浮上する様子を示す模式図である。 図７は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設における可動式防波堤の浮上管が浮上する様子を示す模式図である。 図８は、図１のＢ−Ｂ拡大断面図である。 図９は、図８のＣ−Ｃ矢視図である。 図１０は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設における可動式防波堤の配列を示す概略平面図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設における可動式防波堤の配列を示す概略平面図である。 図１２は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設における可動式防波堤の配列を示す概略平面図である。 図１３は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設における可動式防波堤の配列を示す概略平面図である。 図１４は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設における可動式防波堤の配列を示す概略平面図である。 図１５は、本発明の実施形態に係る可動式防波施設における配置を示す概略図である。

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本実施形態に係る可動式防波施設は、海底、川底などの水底に設置されて、例えば、津波や高潮などが発生した場合には、水底から水面上に浮上して、津波や高潮の通過を阻害し、港湾設備などを保護する。

図１は、本実施形態に係る可動式防波施設の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ矢視一部断面図である。この図２は、本実施形態に係る可動式防波施設の可動式防波堤が浮上した状態を示している。図３は、図１のＢ−Ｂ断面図である。この図３は、本実施形態に係る可動式防波施設の可動式防波堤が水底にある状態、すなわち浮上前の状態を示している。図４は、本実施形態に係る可動式防波施設の全体構成図である。図５〜図７は、本実施形態に係る可動式防波施設における可動式防波堤の浮上管が浮上する様子を示す模式図である。

図１〜図３に示すように、可動式防波施設１は、複数の可動式防波堤１０と、監視・制御システム施設１００とを含んで構成される。図１および図２に示す可動式防波堤１０は、岸壁Ｋ１、Ｋ２の間に複数で一列に配置されて、港湾の内側（港内ＢＩ）と港湾の外側（港外ＢＯ）とを仕切っている。可動式防波堤１０は、水底に配置されて水底から立ち上がることで波の抵抗となるもので、外筒管１１の内側に浮上管１２が配置されるとともに、浮上管１２の内部に気体（本実施形態では空気）を供給することによって浮上管１２を浮上（上昇）させる構造である。なお、可動式防波堤１０は、岸壁Ｋ１、Ｋ２の間に限らず、防波堤（固定式、杭式、浮体式を含む）での間にも設置可能である。また、可動式防波堤１０は、岸壁Ｋ１、Ｋ２の間に限らず、複数配置されていてもよい。

それぞれの可動式防波堤１０は、各送気管３から空気が送られる。複数の送気管３は、水底に配置される送気管ダクト２にまとめられて、一方の岸壁Ｋ２上の監視・制御システム施設１００内に備えられる後述の気体供給装置に接続される。そして、有事の際、例えば、津波や高潮などの発生時には、気体供給装置から送気管３を介して、それぞれの可動式防波堤１０の浮上管１２内へ気体が供給されて、浮上管１２が水底から浮上し、浮上管１２の一部が水面から突出する。

図２、図３に示すように、可動式防波堤１０は、外筒管１１（可動式防波堤１０の固定部分）と、浮上管１２（可動式防波堤１０の可動部分）とを有する。外筒管１１および浮上管１２は、円筒形状の部材であり、鋼管で構成されている。外筒管１１および浮上管１２は、いずれも防食処理が施されている。なお、外筒管１１および浮上管１２は、円筒形状に限られるものではない。なお、外筒管１１および浮上管１２は、鋼管に限らず、例えば炭素繊維で構成されていてもよく、あるいは、外筒管１１または浮上管１２の一方が鋼管で、他方が炭素繊維で構成されるような異種材料による構造であってもよい。

外筒管１１は、上端が開口して上下に長尺に形成され、水底地盤Ｅ内に打ち込まれている。外筒管１１は、下層部が水底地盤Ｅ内に挿入固定され、上層部の周囲に捨石５が敷設されている。この捨石５の上面が水底面ＧＬとなる。外筒管１１は、水底側である上端に開口部１１ａを有する。また、外筒管１１は、水底地盤Ｅに挿入された底部から上記送気管３が差し込まれて、内部に気体出口３ａが配置される。

浮上管１２は、外筒管１１の内部に、外筒管１１の開口部１１ａから、外筒管１１の長手方向（管軸方向）に沿って差し込まれ、外筒管１１の長手方向に対して昇降可能に配置されている。この浮上管１２は、その内部に供給される気体によって浮力を発生して、外筒管１１から浮上可能に構成される。具体的に、図３に示すように、浮上管１２は、内部に複数の仕切部材（本実施形態では板状の部材）１５，１６が設けられている（以下、仕切部材１５を第１仕切部材１５といい、仕切部材１６を第２仕切部材１６という）。第１仕切部材１５は、浮上管１２の上方に配置され、第２仕切部材１６は、第１仕切部材１５の下方に配置される。また、浮上管１２は、上端が蓋１７によって閉塞されている。そして、浮上管１２は、第１仕切部材１５、第２仕切部材１６、および蓋１７によって、内部が複数の部屋に仕切られる。

第１仕切部材１５と第２仕切部材１６と浮上管１２の側壁とで仕切られる空間１３は、送気管３から浮上管１２の内部に供給された気体を溜めて、浮上管１２に浮力を発生させるための空間である。以下、空間１３を気室１３という。蓋１７と第１仕切部材１５と浮上管１２の側壁とで仕切られる空間ＣＲは、可動式防波堤１０の状態を監視したり、送気管３から気体が供給されなかった場合に浮上管１２を浮上させたり、浮上した浮上管１２を下降させて外筒管１１の内部に戻す動作をさせたりするための制御機器２０が配置されている。以下、空間ＣＲを機械室ＣＲという。第２仕切部材１６は、孔１６ａを備える。孔１６ａは、送気管３から浮上管１２の内部に供給される気体を気室１３へ導く。

浮上管１２は、その側壁内面に浮力発生手段１４が取り付けられる。浮力発生手段１４は、例えば、気泡を有する樹脂、例えば、発泡スチロールなどである。また、浮力発生手段１４は、単なる空間に空気や窒素などの気体を充填した構造としてもよい。可動式防波堤１０は、有事の際には浮上管１２の気室１３に気体を供給し、この気体によって浮上管１２に浮力を発生させ、浮上管１２を外筒管１１から浮上させる。浮力発生手段１４を浮上管１２に取り付けることにより、浮上管１２を浮上させる際には、浮上管１２を浮上させるために必要な浮力のうち、浮力発生手段１４が発生する浮力で不足する分を気体によってまかなえばよい。これによって、浮上管１２の内部に供給する気体の量を低減できるので、浮上管１２を迅速に浮上させることができる。

浮上管１２は、その下端に開口部１２ａが設けられている。そして、開口部１２ａの下方に、送気管３の気体出口３ａが配置される。なお、送気管３の気体入口は、上述した気体供給装置に接続されている。

気体供給装置は、図４に示すように、気体ボトル１０４と、気体ボトル１０４と送気管３との間に設けられる開閉弁１１０と、電動機１０３で駆動される圧縮機１０２とを含んで構成される。これらは、監視・制御システム施設１００に備えられる。送気管３の気体入口は、気体供給装置を構成する開閉弁１１０に接続されている。気体ボトル１０４は、圧縮機１０２によって高圧（２０ＭＰａ程度）の気体が充填される。そして、浮上管１２を浮上させる際には、開閉弁１１０が開かれて、気体ボトル１０４内の気体が送気管３を通って浮上管１２の内部に供給される。気体ボトル１０４は、それぞれの可動式防波堤１０に対して設けられており、本実施形態では、１台の可動式防波堤１０に対して２台の気体ボトル１０４が用意される。なお、それぞれの気体ボトル１０４に対して個別に送気管３を設け、２本の送気管３を浮上管１２の開口部１２ａの下方に配置してもよい。

１台の気体ボトル１０４によって、１台の可動式防波堤１０の浮上管１２を浮上させることができるが、１台の可動式防波堤１０に対して２台の気体ボトル１０４を用意することで、一方の気体供給系統に何らかの不具合が発生した場合には、もう一方をバックアップとして用いることにより、より確実に浮上管１２を浮上させることができる。また、２台の気体ボトル１０４から１台の可動式防波堤１０へ気体を供給することにより、気体ボトル１０４を単独で用いるよりも迅速に浮上管１２を浮上させることができる。なお、１台の気体ボトル１０４によって、３台の可動式防波堤１０の浮上管１２を浮上させるように構成する例として、中央の可動式防波堤１０の浮上管１２にのみ送気管３で送気し、その両側の可動式防波堤１０では、中央の可動式防波堤１０よりも浮力発生手段１４の体積を大きくしてほぼ中性浮力とし、両側の可動式防波堤１０の浮上管１２を、中央の浮上管１２によって吊り上げるように浮上させる構成にすることが好ましい。このように構成することで、送気管３の数を減少させることが可能になる。また、同様の構成により、１台の気体ボトル１０４によって、５台の可動式防波堤１０の浮上管１２を浮上させるように構成することも可能である。このように、１台の気体ボトル１０４で複数の可動式防波堤１０の浮上管１２を浮上させるように構成してもよい。

電動機１０３および圧縮機１０２は、監視・制御装置１０１によって制御される。監視・制御装置１０１は、例えば、気体ボトル１０４内に充填されている気体の圧力を気体圧力センサ１１１によって取得し、規定の圧力よりも低い場合には電動機１０３を駆動して圧縮機１０２を作動させ、規定の圧力になるまで圧縮機１０２から気体ボトル１０４内へ気体を充填する。また、監視・制御装置１０１は、送気管３に設けられた送気管３内の圧力を検出する送気管圧力検出センサ（送気管内圧力検出手段）１０５から送気管３内の圧力を取得して、送気管３に漏洩箇所があるか否かを監視する。

さらに、監視・制御装置１０１は、可動式防波堤１０の機械室ＣＲ内の制御機器２０と通信して、可動式防波堤１０の状態を監視したり、浮上管１２の動きを制御したりする。例えば、浮上した浮上管１２を外筒管１１内に戻す場合、監視・制御装置１０１は、制御機器２０を介して、気室１３と気室１３の外部とを接続する送気管の途中に設けられた排気弁１８を開く。これによって、気室１３内の気体が気室１３の外部に放出されるとともに、気室１３内の気体が水に置換されて浮上管１２の浮力が低下するので、浮上管１２は沈降して外筒管１１内に収まる。

有事の際、例えば、監視・制御装置１０１が津波や高潮などの警報を受信した場合、監視・制御装置１０１は、開閉弁１１０を開き、図５に示すように、送気管３を介して気体ボトル１０４内の気体を浮上管１２の内部に供給する。送気管３から浮上管１２内へ供給された気体は、図５に示すように、第２仕切部材１６の孔１６ａを通って気室１３へ入る。気室１３の内部の気体によって発生する浮力と、浮力発生手段１４によって発生する浮力との和が水中における浮上管１２全体の重量を超えると、図６に示すように、浮上管１２は、水面ＷＬに向かって外筒管１１から浮上を開始する。そして、図７に示すように、浮上管１２の一部が水面ＷＬ上に突出する。このとき、気室１３内の余分な気体は、気室１３に設けられた孔Ｄ１から排出される。また、機械室ＣＲ内の水は、機械室ＣＲに設けられた孔Ｄ２から排水される。このようにして、有事の際には、図２に示すように複数の浮上管１２が一列に水面ＷＬから突出して防波堤の機能を発揮し、津波や高潮などから港湾設備などを保護する。

図８は、図１のＢ−Ｂ拡大断面図である。この図８は、本実施形態に係る可動式防波施設の可動式防波堤が水底にある状態、すなわち浮上前の状態を示している。図９は、図８のＣ−Ｃ矢視図である。可動式防波堤１０は、浮上管１２に充電装置および蓄電池が内蔵されている。充電装置および蓄電池は、図には明示しないが、上述した制御機器２０に設けられている。また、図８および図９に示すように、可動式防波堤１０は、電力受信部２１および電力送信部２２を有している。

電力受信部２１は、浮上管１２に設けられており、蓄電池に電力を供給したり、水中通信における送受信をしたりするためのものである。また、電力送信部２２は、浮上管１２の下降時において電力受信部２１に電力を送信したり、水中通信における送受信をしたりするためのものである。これら、電力受信部２１および電力送信部２２は、互いに対向することで、電磁誘導を利用して電力や通信信号を非接触（例えば０ｍｍを超え３０ｍｍ程度の隙間を隔て）で伝送する。

電力送信部２２は、陸上の監視・制御システム施設１００が備える電源（図示せず）と電気的に接続されている。電源は、交流をそのまま、あるいは直流電源をインバータによって交流に変換して、電力送信部２２へ送る。電力送信部２２は、給電側コイルと給電回路とからなり、電力受信部２１は、受電側コイルと受電回路とからなる。すなわち、電力送信部２２の給電側コイルへ交流が流れることにより発生する磁界の変化によって、電力受信部２１の受電側コイルへ誘導起電力を発生させ、非接触で電源から送られる電力を制御機器２０の充電装置へ伝送する。このように、電力送信部２２で電気エネルギを磁気エネルギに変換して伝送し、電力受信部２１でその磁気エネルギを電気エネルギに変換して、非接触で電力を伝送する。なお、充電装置は、電力受信部２１から交流で伝送されてきた電力を直流に変換し、蓄電池へ充電するものである。

電力送信部２２は、外筒管１１において、水底面ＧＬから所定深さＨ１で捨石５により埋設された範囲で、外筒管１１の側壁が切り欠かれた箇所に設けられている。具体的に、電力送信部２２は、外筒管１１の側壁が切り欠かれた箇所で、リブなどで補強されたブラケット２２ａを介して外筒管１１に固定されている。このため、電力送信部２２は、水底面ＧＬよりも下方に配置されることになる。

電力受信部２１は、浮上管１２の下降位置（下降により浮上管１２の上端が水底面ＧＬと一致する位置）において、浮上管１２の上端よりも下方の範囲で浮上管１２の側壁が切り欠かれた箇所にて電力送信部２２に対向して設けられている。具体的に、電力受信部２１は、浮上管１２の側壁が切り欠かれた箇所で、リブなどで補強されたブラケット２１ａを介して浮上管１２に固定されている。このため、電力受信部２１は、水底面ＧＬよりも下方に配置されることになる。また、電力受信部２１は、浮上管１２の上端に設けられた蓋１７により上方が覆われている。

また、図９において符号２３で示す部分は、浮上管１２の外壁に長手（水深）方向に沿って設けられ、浮上管１２が外筒管１１に対して回転する事態を防止する回転防止部材である。かかる回転防止部材２３により、電力受信部２１と電力送信部２２とは、互いに対向する位置が決められることになる。

以下、上述した可動式防波施設１に設けられる可動式防波堤１０の要部詳細について図を参照して説明する。図１０〜図１４は、本実施形態に係る可動式防波施設の可動式防波堤の配列を示す概略平面図である。

本実施形態の可動式防波施設１は、複数の可動式防波堤１０を１つの防波ユニットＵとして構成される。防波ユニットＵは、可動式防波堤１０を複数配列したものである。そして、防波ユニットＵは、各可動式防波堤１０の間に、各可動式防波堤１０に向けて進行する波の一部の通過が生じるように、隙間Ｓが設けられている。隙間Ｓは、１つの可動式防波堤１０の浮上管１２に波が衝突する範囲分を少なくとも有する、すなわち、１つの浮上管１２の直径と同等以上の間隔を有することが好ましい。

図１０に示す防波ユニットＵは、沖から陸に向けて矢印Ｇの方向に波が進行する場合、複数の可動式防波堤１０を、波の進行方向Ｇに対して直交するように１列に配列したものである。従って、各可動式防波堤１０に向けて進行する波は、一部が各浮上管１２に衝突して減衰され、かつ一部が矢印ｇに示すように隙間Ｓを通過して波の進行方向Ｇと同方向に進行することになる。

図１１に示す防波ユニットＵは、沖から陸に向けて矢印Ｇの方向に波が進行する場合、複数の可動式防波堤１０を、波の進行方向Ｇに対して直交するように千鳥状に配列したものである。従って、各可動式防波堤１０に向けて進行する波は、一部が各浮上管１２に衝突して減衰され、かつ一部が矢印ｇに示すように隙間Ｓを通過して矢印Ｇに対して斜めに進行することになる。図１１に示す配列の防波ユニットＵでは、隙間Ｓを通過して矢印Ｇに対して斜めに進行する波同士が互いに衝突する箇所を有し、これにより互いに衝突した波が減衰されることになる。

また、図１１に示す防波ユニットＵは、可動式防波堤１０の千鳥状の配列を、隙間Ｓと同等または隙間Ｓよりも大きい隙間をおき、かつ波の進行方向Ｇの前後で可動式防波堤１０の千鳥状の配列が反転されて複数（図１１では２つ）配置されている。従って、波の進行方向Ｇの上流側の防波ユニットＵにおいて、隙間Ｓを通過して矢印Ｇに対して斜めに進行する波同士を互いに衝突させて減衰させ、さらに波の進行方向Ｇの下流側の防波ユニットＵにおいて、上流側の防波ユニットＵにより互いに衝突して減衰された波を隙間Ｓに通過させて分散させるとともに、分散した波同士を互いに衝突させてさらに減衰させる。

図１２に示す防波ユニットＵは、沖から陸に向けて矢印Ｇの方向に波が進行する場合、複数の可動式防波堤１０を、波の進行方向Ｇに対して斜めに交差するように１列に配列したものである。従って、各可動式防波堤１０に向けて進行する波は、一部が各浮上管１２に衝突して減衰され、かつ一部が矢印ｇに示すように隙間Ｓを通過して波の進行方向Ｇに対して斜めに進行することになる。

図１３に示す防波ユニットＵは、沖から陸に向けて矢印Ｇの方向に波が進行する場合、複数の可動式防波堤１０を、波の進行方向Ｇに対して斜めに交差するように、かつ波の進行方向Ｇの下流側に向けて拡がるように逆Ｖ形に配列したものである。従って、各可動式防波堤１０に向けて進行する波は、一部が各浮上管１２に衝突して減衰され、かつ一部が矢印ｇに示すように隙間Ｓを通過して矢印Ｇに対して斜めに進行することになる。しかも、図１３に示す防波ユニットＵでは、波の進行方向Ｇの下流側に向けて拡がるように可動式防波堤１０が逆Ｖ形に配列されているため、矢印Ｇに対して斜めに進行する波同士が互いに衝突する箇所を有し、これにより互いに衝突した波が減衰されることになる。

図１４に示す防波ユニットＵは、沖から陸に向けて矢印Ｇの方向に波が進行する場合、複数の可動式防波堤１０を、波の進行方向Ｇに対して直交するように１列に配列し、さらに、その波の進行方向Ｇの下流側に、隙間Ｓと同等または隙間Ｓよりも大きい隙間を空けて複数の可動式防波堤１０を配列した他の防波ユニットＵａを設けている。他の防波ユニットＵａは、複数の可動式防波堤１０を、波の進行方向Ｇに対して直交するように隙間Ｓを小さくして（図１４では隣接する浮上管１２が上昇できるための構造上の隙間のみとして実質隙間Ｓをなくしている）波の進行方向Ｇに直交するように１列に配列されている。図１４において他の防波ユニットＵａは、波の進行方向Ｇの最も上流側の防波ユニットＵの全幅に対して短い全幅とされた複数（図１４では２つ）が、波の進行方向Ｇに直交する幅方向で隙間Ｓよりも間隔を大きく空けて配置されている。さらに、他の防波ユニットＵａは、中央の２つの他の防波ユニットＵａに空けられた間の波の進行方向Ｇのさらに下流側で、中央の２つの他の防波ユニットＵａに空けられた間隔よりも大きい幅とされて１つ配置されている。従って、各可動式防波堤１０に向けて進行する波は、波の進行方向Ｇの最も上流側の防波ユニットＵにおいて、一部が各浮上管１２に衝突して減衰され、かつ一部が矢印ｇに示すように隙間Ｓを通過して波の進行方向Ｇと同方向に進行することになる。さらに、中央の２つの他の防波ユニットＵａにおいて、隙間Ｓを通過した波が各浮上管１２に衝突して減衰される。また、中央の２つの他の防波ユニットＵａに空けた間を通過した波は、波の進行方向Ｇの最も下流側の他の防波ユニットＵａの各浮上管１２に衝突して減衰される。また、最も下流側の他の防波ユニットＵａの各浮上管１２に衝突した波は、中央の２つの他の防波ユニットＵａとの間で、矢印ｇに示すように波の進行方向Ｇにほぼ直交するように両側に分散して進行することになる。

図１５は、本実施形態に係る可動式防波施設の配置を示す概略図である。図１５は、港湾１２０および河川１３０を有する領域を例示したものである。

図１５に示す港湾１２０は、陸側に複数（図１５では４つ）の埠頭１２１を有する。一方の端（図１５の左端）の埠頭１２１の外側（図１５中左側）は、港湾１２０内となるように、埠頭１２１の一部および固定の防波堤１２４ａで囲まれつつ一部が開口して港湾１２０内に通じて小型船を陸に揚げるための船揚場１２２が設けられている。また、他方の端（図１５の右端）の埠頭１２１の外側（図１５中右側）は、港湾１２０外となるように、埠頭１２１の一部および固定の防波堤１２４ｂで囲まれつつ一部が港湾１２０外に通じてボートやヨットなどが停泊可能な停泊場１２３が設けられている。また、他方の端（図１５の右端）の埠頭１２１は、その先端から港湾１２０を区画する固定の防波堤１２４ｃが延在して設けられている。また、防波堤１２４ｃの延在端との間に、埠頭１２１に停泊する大型船の通過を許容する航路１２５ａを形成するともに、船揚場１２２をなす防波堤１２４ａとの間に、小型船の通過を許容する航路１２５ｂを形成するように、港湾１２０を区画する固定の防波堤１２４ｄが設けられている。図１５に示す河川１３０は、他方の端（図１５の右端）の埠頭１２１の外側（図１５中右側）であって、港湾１２０の陸地から湾曲された陸と水（海）との境界線で海に通じている。

そして、本実施形態の可動式防波施設１は、上述した防波ユニットＵ（Ｕａ）が、埠頭１２１の間の先端側や、埠頭１２１の先端や、船揚場１２２の開口部分や、停泊場１２３をなす防波堤１２４ｂの先端部や、航路１２５ａ，１２５ｂを閉塞する部分や、河川１３０の河口や、境界線に沿って複数配置されている。

なお、水底に配置されて水底から立ち上がることで波の抵抗となる可動式防波堤は、上述したように浮上管１２が上昇する可動式防波堤１０に限らない。可動式防波堤は、例えば、図には明示しないが、基端側の回転軸を支点とした扉体の起立により水路または港湾を締切る起伏ゲート式の可動式防波堤であってもよい。この起伏ゲート式の可動式防波堤は、扉体の幅を大きくとれるため、単体で１つの防波ユニットをなすことが可能である。すなわち、上述した防波ユニットＵ（Ｕａ）に換えて、起伏ゲート式の可動式防波堤単体を配置してもよい。

上述したように、本実施形態の可動式防波施設１は、水底に配置されて水底から立ち上がることで波の抵抗となる可動式防波堤１０を複数有する可動式防波施設１において、図１０〜図１４に示すように、各可動式防波堤１０の間に、各可動式防波堤１０に向けて進行する波の一部の通過を生じる隙間Ｓを設ける。

この可動式防波施設１によれば、有事の際、各可動式防波堤１０に向けて進行する波は、一部が各可動式防波堤１０に衝突して減衰され、かつ一部が隙間Ｓを通過する。このため、波を減衰することができ、かつ各可動式防波堤１０の隙間Ｓに波を通過させることで、可動式防波堤１０を配置した周辺海域に二次的に寄せられる波の影響を抑制することができる。しかも、有事の際以外の通常時は、各可動式防波堤１０は水底に配置されるため、船舶の通過を妨げる事態を防ぐことができる。従って、可動式防波堤１０の配置箇所に制限が極めて少ない。

また、本実施形態の可動式防波施設１では、図１０〜図１４に示すように、隙間Ｓは、１つの可動式防波堤１０に波が衝突する範囲分を少なくとも有することが好ましい。

この可動式防波施設１によれば、各可動式防波堤１０の隙間Ｓに通過させる波を衝突する波以上とすることで、波を減衰する効果を得ることができるとともに、可動式防波堤１０を配置した周辺海域に二次的に寄せられる波の影響を抑制する効果を顕著に得ることができる。

また、本実施形態の可動式防波施設１では、図１４に示すように、隙間Ｓを設けて配置した各可動式防波堤１０の陸側に、沖から陸に向けて隙間Ｓを小さくした複数の可動式防波堤１０をさらに設けることが好ましい。

この可動式防波施設１によれば、沖側に配置した各可動式防波堤１０の隙間Ｓを通過した波を、陸側に配置した各可動式防波堤１０により減衰させることができる。

また、本実施形態の可動式防波施設１では、図１５に示すように、複数の可動式防波堤１０、または単体の可動式防波堤（起伏ゲート式の可動式防波堤）を１つの防波ユニットＵとし、当該防波ユニットＵを、陸と水との境界線に沿い、かつ隙間を空けて複数配置する。

この可動式防波施設１によれば、陸と水との境界線に沿って配置された防波ユニットＵにより陸側に進行する波を減衰させるとともに、各防波ユニットＵの隙間に波を通過させることで防波ユニットＵを配置した周辺海域に二次的に寄せられる波の影響を抑制することができる。しかも、有事の際以外の通常時は、防波ユニットＵの各可動式防波堤１０は水底に配置されるため、船舶の通過を妨げる事態を防ぐことができる。従って、防波ユニットＵの配置箇所に制限が極めて少ない。

また、本実施形態の可動式防波施設１では、防波ユニットＵを河口付近に配置することが好ましい。

河口から河川１３０を上って波が進行し河川１３０の水位が上昇する可能性がある。このため、この可動式防波施設１によれば、河口付近に防波ユニットＵを配置することで、河川１３０に波が進行することを抑制でき、かつ各防波ユニットＵの隙間に波を通過させることで防波ユニットＵを配置した周辺海域に二次的に寄せられる波の影響を抑制することができる。しかも、有事の際以外の通常時は、防波ユニットＵの各可動式防波堤１０は水底に配置されるため、船舶の通過を妨げる事態や波による河口付近への影響（浸食など）を防ぐことができる。

また、本実施形態の可動式防波施設１では、可動式防波堤１０は、上下に長尺に形成されて水底側に開口部を有して水底地盤Ｅ内に挿入固定された外筒管１１と、外筒管１１の内部に挿入されて外筒管１１の長手方向に昇降移動可能に配置されるとともに、自身の内部に供給された気体により浮力を生じて上昇可能に設けられた浮上管１２と、浮上管１２の内部に気体を供給する気体供給装置とを備える。

この可動式防波施設１によれば、浮上管１２を上昇させる構成により波が衝突する位置に浮上管１２を円滑かつ迅速に配置することができる。しかも、上昇した浮上管１２は、その下端部が外筒管１１により強固に支持されるため、浮上管１２に付与される波力を減衰させる効果を顕著に得ることができる。

なお、上述した実施形態において、可動式防波堤１０は、水面から突出する構成に限らない。例えば、図には明示しないが、水深が深い場合は、波を減衰し得る高さであって、水面に突出しない高さまでの上昇であってもよい。この場合、可動式防波堤１０の稼働の確認や、船舶の通過を妨げないように立ち上がる部分（浮上管１２や扉体）の上端に、水面上に現れる指標を設けておくことが好ましい。

なお、上述した実施形態において、１つの防波ユニットＵをなす複数の可動式防波堤１０や、１つの防波ユニットＵをなす単体の可動式防波堤について、図１５に示すように複数の防波ユニットＵを配置する場合、到達する波の状況（大きさや進行方向Ｇなど）に応じて全ての防波ユニットＵの可動式防波堤１０を立ち上げたり、一部の防波ユニットＵの可動式防波堤１０を立ち上げたりしてもよい。全ての防波ユニットＵの可動式防波堤１０を立ち上げれば、上述した防波効果を得ることができ、一部の防波ユニットＵの可動式防波堤１０を立ち上げるようにすれば、津波や高潮の発生に際して船舶が港外に脱出する場合に、船舶が通過する開口部（例えば、２０ｍ区間）の分だけ可動式防波堤１０を立ち上げずに形成することができる。そして、船舶の通過後に全ての防波ユニットＵの可動式防波堤１０を立ち上げる。

１ 可動式防波施設
１０ 可動式防波堤
１１ 外筒管
１２ 浮上管
Ｓ 隙間
Ｕ 防波ユニット
Ｕａ 防波ユニット

Claims (2)

1. 水底に配置されて前記水底から立ち上がることで波の抵抗となる可動式防波堤を複数有する可動式防波施設において、
   各前記可動式防波堤の間に、各前記可動式防波堤に向けて進行する波の一部の通過を生じる隙間を設けた１列を前記波の進行方向に対して直交するように配列し、さらに前記進行方向の下流側に上流側の配列の前記隙間と同等以上の隙間を空けて前記進行方向に直交するように複数の前記可動式防波堤を実質隙間をなくして配列した防波ユニットとし、
   前記進行方向の下流側に設けた前記配列は、上流側の前記配列の全幅に対して短い全幅とされて前記進行方向に直交する幅方向で上流側の配列の前記隙間よりも間隔を大きく空けて複数配置され、かつ、前記進行方向の下流側に設けた前記配列は、前記進行方向のさらに下流側において上流側の配列の前記隙間よりも間隔を大きく空けられた間隔よりも大きい幅とされて配置された防波ユニットとすることを特徴とする可動式防波施設。
2. 前記可動式防波堤は、上下に長尺に形成されて水底側に開口部を有して水底地盤内に挿入固定された外筒管と、前記外筒管の内部に挿入されて前記外筒管の長手方向に昇降移動可能に配置されるとともに、自身の内部に供給された気体により浮力を生じて上昇可能に設けられた浮上管と、前記浮上管の内部に気体を供給する気体供給装置とを備えることを特徴とする請求項１に記載の可動式防波施設。

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