JP6573188B1 - 河川構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 水叩きに段積みした石材が崩れにくく、堰堤の側方に魚道を設ける必要のない河川構造を提供する。【解決手段】 堰堤とその下流の水叩きの間に傾斜部があり、傾斜部は堰堤側から水叩き側に下り傾斜であり、傾斜部は石材が積み上げられて形成されており、石材はサイズの大きい巨石とそれよりサイズの小さい小石が傾斜の上下方向と川幅方向に間隔をあけて配置され、配置された巨石の周囲に小石が配置され、巨石の上部が小石の上部よりも上方に突出する段差になっており且つ堰堤側の上部が高く水叩き側の上部が低い下り傾斜になって段積みしてあり、巨石の上部と小石の上部の高低差が、魚の遡上可能な高さである。巨石の下部と小石の下部がコンクリートで固定されている。【選択図】 図１

Description

本発明は河川構造、特に、堰堤（堤防）、魚道、水叩き等の構造に関する。

河川には上流からの土石流を抑止或いは抑制するための堰堤Ａが設けられている（図８）。堰堤Ａの下流側には水叩きＢがあり（図８）、堰堤Ａの川幅方向一側方又は両側方には魚遡上用の魚道Ｃがある（図８）。これら堰堤Ａ、水叩きＢ、魚道Ｃ等に関する特許文献も各種ある。主なものとして特許文献１〜１０がある。これらのうち特許文献１は堰堤構造に関するものであり、特許文献２〜４は河床の井桁構造に関するものであり、特許文献５〜１０は魚道構造に関するものである。特許文献３は杉や松の丸太あるいは角材を井桁状に組み上げ、その井桁の中に現地で採取した玉石や栗石を詰めた木工沈床に関するものであり、通常、河床保護のために施工されている。特許文献５〜１０の魚道構造は堰堤を設けることにより魚の遡上が阻止されないようにするものであり、バイオマス等の環境保護の面で重要なことである。

特許第３６１１５４０号公報 特許第４７９４５３７号公報 特許第２９５１３３０号公報 特許第３３３５１６８号公報 特許第３４４８６５９号公報 特許第５８３７３４２号公報 特許第３４７５９４５号公報 特許第４０８７５３６号公報 特許第４４５７３８４号公報 実開平６−０８５４２２号公報 特開２０１８−１９９８９８号公報

通常、水叩きＢは堰堤Ａの下流側の河床に石（巨石）を敷設して形成してあるが、特許文献１の堰堤構造では、堰堤Ａの上面（天端）Ｄを乗り越えて落下する水流で水叩きＢの石が流されてしまい、河床が露呈し、露呈部分が天端Ｄを乗り越えて落下する水流で抉られてしまい、水叩きＢ本来の機能が損なわれるという難点があった。

特許文献１は堰堤構造、特許文献２〜４は井桁構造、特許文献５〜１０は魚道構造に関するものであるため、それらを個別に施工することはできても、それらを総合的に勘案した河川構造を実現することは難しい。特許文献１１は本件出願人の出願であり、上記諸問題を解決してある。

本発明の課題は、堰堤と水叩きの間の斜面に段積みした石が水の勢いによっても崩れにくく、堰堤の側方に魚道を設けなくても魚が段積みした石の上を遡上できる河川構造を提供することにある。

本発明は、堰堤と水叩きの間に傾斜部があり、堰堤と水叩きと傾斜部が河川の横幅方向（川幅方向）に設けられた河川構造である。前記傾斜部は石材が積み上げられて形成されており、その石材はサイズの大きい石（巨石）が傾斜の上下方向及び川幅方向に間隔をあけて配置固定され、個々の巨石の周囲に当該巨石よりもサイズの小さい石（小石）が配置され、巨石の上部が小石の上部よりも上方に突出しており、上流側の巨石の上部が下流側の巨石の上部よりも高くなる段差を設けて積み上げられ（段積みされ）て、段積みされた巨石の上部及び巨石の周囲の小石の上部が堰堤側から水叩き側に向けて下り傾斜になっており、段積みされた巨石の段差は魚が遡上できる高低差にしてある。巨石と小石の下部がコンクリートで固定されている。

本発明の河川構造は次の効果がある。
（１）小石が巨石の周囲に配置されているので、巨石が小石で支持されて安定する。
（２）上流側と下流側の巨石が段積みされており、段積みの段差が、魚が遡上できる高低差であるため、それら段差部が魚道となり、堰堤の横に魚道を設ける必要がない。
（３）巨石と小石の下部がコンクリートで固定されているので巨石も小石も安定し、崩れ難い。

（ａ）は本発明の河川構造の一例であって、水叩きの石の下部をコンクリートで固めた場合の縦断側面図、（ｂ）は巨石と小石の段差説明図。 本発明の河川構造の一例であって、水叩きの石を井桁の上に載せた場合の縦断側面図。 本発明の河川構造の一例であって、堰堤が石を積んで形成された場合の縦断側面図。 傾斜部の大石と小石の配置の一例を示す正面図。 傾斜部の大石と小石の配置の一例を示す平面図。 井桁の一例を示す平面図。 井桁の上に石を載せた場合の水叩きの平面図。 従来の河川構造の一例を示す説明図。

（河川構造の実施形態）
本発明の河川構造を図面に基づいて説明する。一例として図１〜図３に示すものは、堰堤１と、その下流側の傾斜部２と、傾斜部２の下流側の水叩き３がある。堰堤１と傾斜部２は連続しており、水叩き３は傾斜部２の下流に一段低く設けてある。傾斜部２は栗石やその他の石材を盛り上げて形成されており、上面４が堰堤１側から水叩き３側に向けて下り傾斜になっている。下り傾斜の勾配は任意に設計される。

［堰堤１］
図１、図２の堰堤１は既存の堰堤と同様の機能、目的のものであり、川幅方向に細長に設けられている。河川を横断する場合もあり横断しない場合もある。堰堤１はコンクリート製である。堰堤１の形状は側面視、縦長であるが、他の形状、例えば、図１、図２に示したものよりも下流側に裾広がりであってもよい。

［堰堤２］
図３の堰堤１は石８を積み上げて形成してあり、特許文献１に記載の堰堤である。川の上流側と下流側に間隔をあけて上流側の石８ａと下流側の石８ｂを対向配置して積み上げてある。両側の石８ａ、８ｂは内側下方に向けて斜めに積み上げてあり、両石８ａ、８ｂ間に栗石９を中込めしてある。

［傾斜部］
図１〜図３の傾斜部２は堰堤１の横幅方向全域（略全域を含む）或いは一部に設けてある。傾斜部２の上面４は堰堤１側から水叩き３側に向けて下り傾斜である。傾斜部２は栗石、その他の石材２ａ（以下「栗石等」という）を積み上げて形成されている。傾斜部２の上端部２ｂは、堰堤１の天端部（上面）１ａと同じ（ほぼ同じ）又はそれより多少低くして、堰堤１を乗り越えた水が流れ易くなるようにしてある。

図１〜図３のように、傾斜部２の上面４には下流側（水叩き３側）から上端側（堰堤１側）に多数の巨石５が配置固定されており、上流側の巨石５の上部５ａが下流側の巨石５の上部５ａよりも一段高くなるように段積みされている。上流側の巨石５の上部５ａと下流側の巨石５の上部５ａとの段差Ｈ１（図１（ｂ））は、魚が遡上できる高低差、例えば２０ｃｍ〜７０ｃｍ、好ましくは５０ｃｍ前後にしてある。

図４、図５のように、個々の巨石５の下部周囲には当該巨石５よりもサイズ（周囲、高さ）の小さい小石６が配置固定されて、巨石５が小石６で支持されている。個々の巨石５の上部５ａは小石６の上部６ａよりも一段高く突出している（段差をつけてある）。この段差Ｈ２（図１（ｂ））も魚が遡上できる高低差、例えば２０ｃｍ〜７０ｃｍ、好ましくは５０ｃｍ前後にしてある。

図１〜図３のように、段積みした巨石５及び小石６の下部５ｂ、６ｂは傾斜部２に埋設固定し、さらに、コンクリート７で固定してある。コンクリート７は巨石５の下部５ｂ及び小石６の下部６ｂの周囲全域を囲うように設けることも、巨石５及び小石６ｂの底まで囲うように設けることもできる。

巨石５の上部５ａとその周囲の小石６の上部６ａの段差Ｈ２（図１（ａ））は、例えば２０ｃｍ〜７０ｃｍとして、魚が遡上できる高さの段差にしてあり、巨石５の上部５ａと小石６の上部６ａの段差部分が魚道となるようにしてある。また、下段の巨石５の上部５ａと上段の小石６の上部６ａの段差も同程度にして魚が遡上できるようにしてある。魚道は傾斜部２の川幅方向全域或いは一部の領域に形成される。

巨石５、小石６は傾斜部２の最下段に設置固定した力石（支持石）１０の上に段積みしてある。力石１０は縦長であり、下部１０ｂが傾斜部２の地面に埋設固定され、上部１０ａが傾斜部２の上面４の上に突出している。力石１０は上流側から下流側に二以上配置固定することもできる。いずれの力石１０の下部１０ｂも前記コンクリート７で固定してある。力石１０の下部１０ｂはコンクリートで固定しない場合もある。

巨石５、小石６及び力石１０には各種形状、サイズの天然石を使用可能ある。施工する河川（現場付近）から採取した石を使用すると工事現場への搬入の手間がかからず、工事の迅速化も可能となる。巨石５の一例として縦長寸法１．５ｍの石を使用した場合、傾斜部２の上面４から上方への突出寸法は２０〜６０ｃｍ程度が適する。小石６も施工する河川（現場付近）から採取した石を使用すると便利である。

［水叩き］
水叩き３は既存の水叩きと同様の機能、目的であり、傾斜部２の下流側に、傾斜部２の下端よりも一段低く設けられている。水叩き３の構造は各種あるが、図２に示すものは河床１１に敷いた栗石、その他の石材１２（以下「栗石等」という）の上に井桁１３を設置し、井桁１３の上に石（水叩き用の巨石）１４を載せて固定してある。使用可能な石１４のサイズ、重さ等は特に限定されないが、少なくとも、井桁１３を安定させることのできる程度のサイズ、重さの巨石が適する。通常、巨石は縦横寸法８０ｃｍ以上、重さ数ｔのものである。河川の水位が通常の場合、水叩き３用の石（巨石）１４の上部１４ａは水面の上に突出するようにしてある。

井桁１３はカラ松、松、アカシアなどの耐水性に優れた木材１５を図６、図７に示すように縦横に連結して多数の升目１６が形成された格子状の井桁が適する。各升目１６の縦横サイズ（升目サイズ）や升目数は任意に設計することができるが、例えば、その上を重機が走行できる程度のサイズ、例えば２ｍ角程度とすることができる。井桁１３は河床１１の上に積み上げた栗石等１２の上に埋め込み、その上から水叩き用の石１４を載せることもできる。井桁１３の木材１５の連結はボルト締めが適するが、番線締め、その他の連結方法でもよい。

図１（ａ）、図３に示す水叩き３は、水叩き用の石１４の下部１４ｂをコンクリート１７で固定して河床１１に固定し、その石１４の上部１４ａが水面の上に突出している。ここで使用可能な水叩き用の石１４のサイズ、重さ等も特に限定されないが、少なくとも、傾斜部２から流れ落ちてくる水の勢いで押し流されたり、移動したりしない程度のサイズ、重さのものが適する。水叩き３は河床１１の上に栗石等１２を敷き、その上に石１４を設置し、その石１４の下部１４ｂをコンクリート１７で固定することもできる。

傾斜部２から水叩き３に流れ落ちた水は図１〜図３の矢印Ａのように、水叩き３の下流に流れ落ちるものと、矢印Ｂのように水叩き３の下に流れ込むものがある。矢印Ｂの流れは津波の引き波と同様の現象で流れ込むものもある。水叩き３の下流側下端部に設けられた巨石１８は、その下に流れ込んだ水（矢印Ｂ）の水勢で傾斜部２（上流側）に引き寄せられて、傾斜部２から下流側に離れにくくなる。むしろ、傾斜部２に引き寄せられる。

１ 堰堤
１ａ （堰堤の）天端部
２ 傾斜部
２ａ （傾斜部の）栗石、その他の石材
２ｂ （傾斜部の）上端部
３ 水叩き
４ （傾斜部の）上面
５ （傾斜部の）巨石
５ａ （巨石の）上部
５ｂ （巨石の）下部
６ 小石
６ａ （小石の）上部
６ｂ （小石の）下部
７ コンクリート
８ （堰堤の）石
８ａ （上流側の）石
８ｂ （下流側の）石
９ （堰堤の）栗石
１０ 力石
１０ａ （力石の）上部
１０ｂ （力石の）下部
１１ 河床
１２ （水叩きの）栗石、その他の石材
１３ 井桁
１４ 石（水叩き用の巨石）
１４ａ （石の）上部
１４ｂ （石の）下部
１５ 木材
１６ （井桁の）升目
１７ コンクリート
１８ 巨石
Ａ 堰堤
Ｂ 水叩き
Ｃ 魚道
Ｄ 堰堤の上面（天端）

Claims (6)

1. 堰堤の下流に水叩きを備えた河川構造において、
   堰堤と水叩きの間に傾斜部があり、傾斜部は堰堤側から水叩き側に下り傾斜であり、
   堰堤と水叩きと傾斜部は川幅方向に設けてあり、
   傾斜部は石材が積み上げられて形成されており、石材はサイズの大きい巨石とそれよりサイズの小さい小石が傾斜の上下方向と川幅方向に間隔をあけて配置されており、配置された巨石の下部周囲に小石が配置されており、巨石は上流側の巨石の上部が下流側の巨石の上部よりも上方に突出する段積みにしてあり、小石も上流側の小石の上部が下流側の小石の上部よりも上方に突出する段差になっており、巨石の上部の段差も、小石の上部の段差も魚が遡上できる高低差である、
   ことを特徴とする河川構造。
2. 請求項１記載の河川構造において、
   傾斜部の下流側下端部に力石が縦向きに配置され、
   力石は下部が傾斜部に固定され、上部が傾斜部の上面よりも上方に突出しており、
   傾斜部の巨石と小石が力石の上流側に配置されて力石に支持されている、
   ことを特徴とする河川構造。
3. 請求項１又は請求項２記載の河川構造において、
   傾斜部の巨石の下部と小石の下部がコンクリートで固定されている、
   ことを特徴とする河川構造。
4. 請求項２記載の河川構造において、
   傾斜部の巨石の下部と小石の下部と力石の下部がコンクリートで固定されている、
   ことを特徴とする河川構造。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の河川構造において、
   水叩きは、河床の上にコンクリートがあり、そのコンクリートの上に巨石が設置固定されたもの、又は河床の上に石材があり、その石材の上に井桁があり、井桁の上にも巨石が設置されたものである、
   ことを特徴とする河川構造。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の河川構造において、
   水叩きの下流側下端部が河床よりも一段高い段差になっており、その段差部に水叩き用の巨石が設置され、その巨石は、水叩きの下流側下端部から当該巨石の下流側に流れ込む水の水勢で水叩きの下流側下端部に引き寄せられる、
   ことを特徴とする河川構造。

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