JP6619571B2 - 清水領域形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、清水領域形成装置及び清水領域形成方法に関し、詳しくは、水中の壁体についての水中作業のために前記壁体の前面に清水領域を形成する装置及び方法に関する。

特許文献１には、撮影手段と検査面との間に配置され、内部に透明な流体が充填可能な可撓性の透明シートを有し、前記透明シートに設けたシート開口部から検査面側に透明な流体を噴射し、検査面の検査を行う、液中の壁面の検査装置及び検査方法が開示されている。

特許第３０７９３９１号公報

近年、ダム堤体の補修・改修などを潜水士が行うことで、既存ダムの有効利用が図られる場合がある。
ダム堤体についての水中作業では、ダム湖水が濁水であると、視界不良によって作業効率が低下し、作業工程の遅延や作業コストの増大など招くことになる。
そこで、本願発明は、ダム堤体などの壁体についての水中作業を、視界を確保できる清水領域で行わせるのに適した、清水領域形成装置及び清水領域形成方法を提供することを目的とする。

そのため、本願発明の第１態様における清水領域形成方法は、水中の壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成装置を用いて前記壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成方法である。前記清水領域形成装置は、前記壁体に沿って清水を放水する放水部と、互いに間隔を空けて対向し、各々が前記壁体と連接して、前記放水部から放水される清水の流れを囲む一対の壁部材と、前記壁部材に設けられた取手部と、を備える。前記放水部から放水される清水の流れが前記壁体と前記一対の壁部材とによって３方から囲まれる。前記清水領域形成方法は、前記一対の壁部材の各々の端縁を前記壁体に付けて前記壁体及び前記一対の壁部材で囲みを形成すること、及び、前記放水部から放水される清水の流れがコアンダ効果によって前記壁体及び前記一対の壁部材の各々に引き寄せられるように、前記壁体に沿うように前記囲み内に清水を前記放水部から放水して前記囲み内に清水領域を形成すること、を含む。
本願発明の第２態様における清水領域形成方法は、水中の壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成装置を用いて前記壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成方法である。前記清水領域形成装置は、清水領域形成ユニットを前記壁体の左右方向に複数並べて構成される。前記清水領域形成ユニットは、前記壁体に沿って清水を放水する放水部と、前記放水部の上方領域を挟んで左右方向に対向して配置され、各々が前記壁体と連接して、前記放水部から放水される清水の流れを囲む一対の壁部材と、を備える。前記放水部から放水される清水の流れが前記壁体と前記一対の壁部材とによって３方から囲まれる。前記清水領域形成方法は、前記一対の壁部材の各々の端縁を前記壁体に付けて前記壁体及び前記一対の壁部材で囲みを形成すること、及び、前記放水部から放水される清水の流れがコアンダ効果によって前記壁体及び前記一対の壁部材の各々に引き寄せられるように、前記壁体に沿うように前記囲み内に清水を前記放水部から放水して前記囲み内に清水領域を形成すること、を含む。
本願発明の第３態様における清水領域形成方法は、水中の壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成装置を用いて前記壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成方法である。前記清水領域形成装置は、前記壁体に沿って清水を放水する放水部と、互いに間隔を空けて対向し、各々が前記壁体と連接して、前記放水部から放水される清水の流れを囲む一対の壁部材と、を備える。前記放水部から放水される清水の流れが前記壁体と前記一対の壁部材とによって３方から囲まれる。前記一対の壁部材は、弾性を有する枠部材を介して前記壁体に付けられる。前記枠部材は、前記一対の壁部材の前記壁体側の端縁に沿って延びる一対の縦部と、前記一対の縦部の各々の前記放水部側の端部同士を連結するように延びる横部とが一体となってＵ字状に形成される。前記枠部材は、可撓性を有するＵ字状の袋体と、前記袋体に入れられた流動体とにより構成される。前記清水領域形成方法は、前記一対の壁部材の各々の端縁を前記枠部材を介して前記壁体に付けて前記壁体及び前記一対の壁部材で囲みを形成すること、及び、前記放水部から放水される清水の流れがコアンダ効果によって前記壁体及び前記一対の壁部材の各々に引き寄せられるように、前記壁体に沿うように前記囲み内に清水を前記放水部から放水して前記囲み内に清水領域を形成すること、を含む。
本願発明の第４態様における清水領域形成方法は、水中の壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成装置を用いて前記壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成方法である。前記清水領域形成装置は、前記壁体に沿って清水を放水する放水部と、互いに間隔を空けて対向し、各々が前記壁体と連接して、前記放水部から放水される清水の流れを囲む一対の壁部材と、を備える。前記放水部から放水される清水の流れが前記壁体と前記一対の壁部材とによって３方から囲まれる。前記清水領域形成方法は、前記一対の壁部材の各々の端縁を前記壁体に付けて前記壁体及び前記一対の壁部材で囲みを形成すること、及び、前記壁体に沿うように前記囲み内に清水を前記放水部から放水して前記囲み内に清水領域を形成すること、を含む。前記清水領域形成方法は、可撓性を有しかつ浮力の微調整が可能な袋に清水を入れること、この清水が入れられた前記袋を、前記壁体に付けられた前記清水領域形成装置の近傍に沈めること、及び、前記袋に設けられた孔からポンプによって前記囲み内に清水を放水するように前記放水部を構成すること、を更に含む。

上記発明によると、透明度が高く潜水士の視界を確保できると共に、水中の壁体に潜水士が直接アクセスできる清水領域を水中の壁体の前面に形成でき、壁体についての水中作業の効率を改善できる。

本発明の実施形態における清水領域形成装置の構成図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は上面図である。 本発明の実施形態における清水領域形成装置の使用状態を示す状態図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は正面図である。 本発明の実施形態における清水領域形成装置の使用状態を示す側面図である。 本発明の実施形態における清水領域形成装置でのコアンダ効果を説明するための図であり、（Ａ）は壁部材を備えない場合の濁度分布を示し、（Ｂ）は壁部材を備える場合の濁度分布を示す図である。 本発明の実施形態における枠部材を備える清水領域形成装置の構成を示す図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は背面図である。 本発明の実施形態における枠部材によるシール状態を示す断面図である。 本発明の実施形態における袋体と内容物（流動物）とで構成される枠部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態における大型の清水領域形成装置の使用状態を示す断面図である。 本発明の実施形態における大型の清水領域形成装置の構成を示す図であり、（Ａ）は背面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｃ）は上面図である。 本発明の実施形態における大型の清水領域形成装置の放水部を示す拡大断面図である。 本発明の実施形態における枠部材及び重量枠を備える大型の清水領域形成装置の構成を示す図であり、（Ａ）は背面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は上面図である。 本発明の実施形態における重量枠の作用を説明するための図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１−図３は、本発明に係る清水領域形成装置の一例を示す。
清水領域形成装置１は、水中の壁体の前面に清水領域を形成して作業領域の視覚を確保するのに用いられる装置である。前記壁体は、例えば、ダム堤体や堤防などである。

清水領域形成装置１は、清水を放水する放水部２を構成するケース１０と、ケース１０の上に設けられる囲い部３０とで構成され、ケース１０及び囲い部３０は、例えばポリプロピレンやアクリルなどの樹脂材料で形成される。
ケース１０は、中空の箱状に形成され、上面１１に清水の放水口となる矩形の開口部１２が形成され、底面１３に配管１４を通すための貫通孔１５が形成される。

貫通孔１５に挿通される配管１４の両端開放部にはフランジ１４ａ，１４ｂが形成され、ケース１０の内部に配置される第１フランジ部１４ａには、濁水をろ過して透明度が高い清水とするためのフィルタ１６が連結され、フィルタ１６は配管１４を介してケース１０に支持される。
フィルタ１６として、ポリプロピレンやポリエステルなどの樹脂材料で形成されるフェルトろ材で構成されるフィルタなどの公知のフィルタを適宜用いることができる。
そして、フィルタ１６によってろ過されて透明度を増した清水は、ケース１０の内部に放出された後、下流側の開口部１２（後述する整流板２０）を介してケース１０の外部に放水される。

一方、ケース１０の外部に配置される第２フランジ部１４ｂには図２に示すようにホース１８の一端が連結され、ホース１８の他端には水中ポンプ１７の吐出口１７ａが連結される。
また、ホース１８の途中には、ボールバルブなどの開閉バルブ１９が配置されている。
更に、ケース１０の上面１１に形成された開口部１２には、整流板２０が取り付けられる。

整流板２０として、例えば複数の孔が全面に穿設された板状部材を用いることができ、更に、係る板状部材を相互に上下方向に間隔を空けて複数重ねて構成することもできる。また、整流板２０として、ルーバーを用いることもできる。
上記のケース１０、配管１４、フィルタ１６、水中ポンプ１７、ホース１８、開閉バルブ１９、整流板２０によって、囲い部３０に清水を放水する放水部（清水供給部）２が構成される。

囲い部３０は、ケース１０の上面１１を底面とし、開口部（放水口）１２の上方領域を挟んで左右方向に対向して配置される一対の壁部材（側壁）３１ａ，３１ｂを備えて構成される。
一対の壁部材３１ａ，３１ｂは、ケース１０の両側面を上方に延長するようにして設けられ、囲い部３０は前面３２ａ、背面３２ｂ及び上面３２ｃが開放面をなす。そして、放水部２は、壁部材３１ａ，３１ｂで挟まれる領域に向けて清水を放水する。

壁部材３１ａ，３１ｂそれぞれの外側の面には、潜水士が清水領域形成装置１を手で支えるための取手部３３ａ，３３ｂを設けてあり、潜水士が取手部３３ａ，３３ｂを持って清水領域形成装置１を水中で移動させたり、作業位置に固定したりすることができるようにしてある。
なお、清水領域形成装置１のケース１０及び壁部材３１ａ，３１ｂからなる筐体部分の大きさは、全高が０．５ｍ〜１．５ｍ程度で、幅及び奥行が０．５ｍ〜１．５ｍ程度に設定される。

ここで、潜水士５０がダム堤体などの水中の壁体４０について補修・改修などの水中作業を行うときに、作業領域周辺の水（ダム湖水）が濁水であるために十分な視界を確保できない場合は、清水領域形成装置１を用いて壁体４０の作業領域の前面に清水領域を形成する。
詳細には、図２、図３に示すように、壁体４０の作業領域に囲い部３０の開放面である背面３２ｂが重なるように、壁部材３１ａ，３１ｂの背面３２ｂ側の端縁を水中の壁体４０に付けた状態に清水領域形成装置１を支持する。
これにより、左右の壁部材３１ａ，３１ｂと壁体４０とが連接し、放水部２から放水される清水の流れを左右の壁部材３１ａ，３１ｂ及び壁体４０によって３方から囲む囲みが形成される。

清水領域形成装置１の背面を壁体４０に付けて設置する場合、壁体４０に設けたアンカーに清水領域形成装置１を係合させて固定したり、清水領域形成装置１にブイ（浮き）を取り付けて作業領域の水深に浮かせたり、クレーンによって清水領域形成装置１を水中に吊り下げたりすることができる。
また、潜水士５０が取手部３３ａ，３３ｂを持って清水領域形成装置１を壁体４０の所定位置に押し付けた状態で、水中作業を行うことも可能である。

上記のようにして清水領域形成装置１を壁体４０の作業領域に設置した状態で、水中ポンプ１７を稼働させ開閉バルブ１９を開くと、水中ポンプ１７は周囲の濁水を吸込口１７ｂから吸い込み、水中ポンプ１７の吐出口１７ａから吐出された濁水は、フィルタ１６に圧送される。
そして、フィルタ１６は、水中ポンプ１７から送られた濁水をろ過し、透明度が高い清水をケース１０の内部に放出する。ケース１０の内部に放出された清水は、ケース１０の上面１１に形成された開口部１２に固定された整流板２０で整流されて、左右の壁部材３１ａ，３１ｂ及び壁体４０によって３方が囲まれる囲み領域３２に放水され、放水された清水は壁体４０に沿って囲み領域３２内を下方から上方に向けて流れる。
ここで、図３に示したように、水中ポンプ１７が清水領域形成装置１の下方などの濁水領域から濁水を吸い込むように構成することができるが、水中ポンプ１７の吸い込み位置は図３に例示した位置に限定されない。例えば、水中ポンプ１７の吸込口１７ｂを囲み領域３２の上方開放端付近に配置し、囲み領域３２内を下方から上方に向けて流れた清水が濁水に混じってしまう前に（換言すれば、ダム湖水の透明度よりも高いうちに）再度水中ポンプ１７に吸い込まれて循環するように構成することができる。係る構成では、水中ポンプ１７が吸い込む水の透明度が高くなって（不純物粒子の濃度が低くなって）フィルタ１６に捕集される不純物粒子の量が減り、フィルタ１６のろ過能力をより長い期間に亘って維持させることが可能となり、フィルタ１６の交換、洗浄の頻度が減って経済的に清水領域形成装置１を使用できる。

このように、左右の壁部材３１ａ，３１ｂ及び壁体４０によって３方が囲まれる囲み領域３２の底面を放水口として下方から上方に向けて清水が放水されることで、囲み領域３２（囲い部３０内）に清水領域が形成される。
つまり、壁体４０の作業領域に清水領域形成装置１を付けるように設置することで、清水領域形成装置１の壁部材３１ａ，３１ｂ（囲い部３０）が壁体４０と連接し、放水部２から放水される清水の流れを囲む囲みを形成し、係る囲み内に清水を放水することで、囲み内に清水領域を形成する。
なお、図３のようにして清水領域形成装置１により清水領域を形成する場合には、濁水と囲み領域３２内に放水される清水との温度差を小さくすることが、清水領域の安定形成のためには望ましい。

ここで、放水部２は壁体４０に沿って流れる方向に清水を放水するが、放水された清水は、コアンダ効果により壁部材３１ａ，３１ｂと壁体４０とで囲まれた囲み領域３２に寄せられる。
これにより、清水領域は壁体４０の直前に形成され、清水領域と壁体４０との間に濁水域が生じることが抑制される。

潜水士５０は、壁体４０の作業領域の前に形成された清水領域によって、壁体４０の作業領域を観察するための視界を確保でき、更に、壁体４０に直接触れて補修・改修作業を行うことが可能である。従って、例えば壁体４０がダムの堤体である場合は、ダム湖水が濁っていても高い作業効率で堤体の補修・改修作業を行え、作業工程の遅延や作業コストの増大を抑制できる。

なお、放水部２は、壁体４０の作業域近傍の水よりも透明度が高い水を放水する機能を有する装置であればよく、図３に示した、壁体４０近傍の濁水をろ過して放水する構成に限定されない。
例えば、放水部２は、壁体４０の作業域から離れた清水域の清水や、清水タンクに予め貯留されている清水を放水する構成とすることができ、係る構成においてはフィルタ１６を省略できる。
また、可撓性を有しかつ浮力の微調整が可能な袋に清水を入れ、この清水が入った袋を壁体４０に付けた清水領域形成装置１の近傍に沈め、袋に設けた孔からポンプによって囲み領域３２内に清水を放水させるようにして、放水部２を構成することができる。

但し、フィルタ１６を備えた放水部２では、ダム堤体付近のダム湖水が濁水であっても、ダム堤体近傍に水中ポンプ１７を設置できると共に長い配管や清水タンクが不要で清水領域形成装置１を低廉かつ簡易に構成でき、更に、適当な清水域が付近に無い場合や、清水タンクの設置が困難な環境でも清水の放水を行えるという汎用性を有する。
また、図１及び図２に示した清水領域形成装置１では、放水部２を構成するケース１０と囲い部３０とが一体的に形成されるが、囲い部３０に対してケース１０を着脱可能に（換言すれば、囲い部３０とケース１０とを分離可能に）構成することができる。また、ケース１０の底面１３がフィルタ１６及び配管１４と一体に取り外せるよう構成したり、ケース１０の側面にフィルタ１６を出し入れできる開口部を設け、当該開口部を着脱可能な蓋部材で覆う構成としたりすることができる。そして、係る構成を備えることで、詰まったフィルタ１６の交換作業を行えるようになり、交換作業を水中で行わせることも可能である。清水領域形成装置１から取り外したフィルタ１６は、新品、又は、高圧水による洗浄や逆洗などによって詰まりを解消した再生品と交換される。
なお、清水領域形成装置１に取り付けた状態のまま、フィルタ１６の詰まりを逆洗や加振などによって解消させることも可能である。

また、一対の壁部材３１ａ，３１ｂ（囲い部３０）を備えずに放水部２のみで清水領域形成装置を構成し、壁体４０の前の領域を壁部材で囲まずに、放水部２から壁体４０に沿って清水を放水させることによっても、清水領域を形成することは可能である。
しかし、上記の清水領域形成装置１のように、壁部材３１ａ，３１ｂと壁体４０とによって清水の放水領域（清水の流れ）を囲んでコアンダ効果を利用できるようにすれば、壁体４０の直前のより広い範囲に清水領域を安定的に形成することができる。

図４は、左右の壁部材３１ａ，３１ｂで囲むことなく壁体４０の前面に清水を放出させた場合（図４（Ａ））、及び、左右の壁部材３１ａ，３１ｂと壁体４０とによって３方が囲まれる囲み領域に清水を放出させた場合（図４（Ｂ））について、それぞれ清水領域の形成範囲（濁度比分布）をシミュレーションした結果を示す。

図４は、正方形状の放水口の１辺の長さを１ｍとし、図４（Ｂ）では係る放水口を挟んで壁部材が対向するように配置し、更に、清水の放水流量を８００Ｌ／分、濁水及び清水の温度を共に１８℃、濁水の濁度を１００mg／Ｌとしたときに、放水開始から１０分が経過した時点での放水口から０．５ｍの高さにおける濁度比の分布を示す。

図４（Ａ）の左右の壁部材で放水領域を囲まない場合では、壁体４０の直前における清水領域の左右方向の幅が放水口の幅よりも狭く、清水領域が壁体４０表面に直交する方向に細長い形状になっている。
これに対し、図４（Ｂ）の左右の壁部材３１ａ，３１ｂで囲んだ場合では、壁体４０の直前における清水領域の左右方向の幅が放水口の幅（壁部材３１ａ，３１ｂの間隔）と略同等であり、図４（Ａ）の場合とは逆に、清水領域が壁体４０の左右方向に細長い形状になっていて、左右の側壁部材３１ａ，３１ｂで挟まれる領域の略全域で視界を確保できることになる。

上記の図４（Ａ）、（Ｂ）における清水領域の大きさ、形状の違いは、コアンダ効果によるものである。
つまり、図４（Ｂ）のように、左右の壁部材３１ａ，３１ｂ及び壁体４０によって３方が囲まれる囲み領域内に清水を放水する場合、清水の流れが左右の壁部材３１ａ，３１ｂ及び壁体４０に引き寄せられるコアンダ効果により、清水領域が左右方向に広がりかつ壁体４０側に寄って形成される。

一方、図４（Ａ）のように、清水の放水領域（清水の流れ）を左右方向から囲む壁部材を設けない場合は、コアンダ効果によって清水の流れが引き寄せられる壁が左右方向に存在しないため、形成される清水領域の左右方向の幅が左右の壁部材で囲んだ場合よりも狭くなり、潜水士の視界を確保できる領域の左右方向の幅も狭くなる。
換言すれば、清水領域形成装置１において、壁体４０と連接する左右の壁部材３１ａ，３１ｂを設け、清水の流れがコアンダ効果により左右の壁部材３１ａ，３１ｂ及び壁体４０に引き寄せられるように清水を壁体４０に沿って放水させることで、清水領域の形成性能を高めることができる。

ところで、清水領域形成装置１の背面を水中の壁体４０に付けたときに清水領域形成装置１と壁体４０との間に大きな隙間があると、係る隙間を介して囲み領域３２内に濁水が浸入したり、隙間を介して囲み領域３２内の清水が外部に漏れ出すことで、清水領域の透明度の低下や透明度のばらつきを生じさせたり、清水領域を縮小させたりする可能性がある。

ここで、壁体４０の表面が平らであれば前記隙間は十分に小さくなるから、外部からの濁水の浸入や外部への清水の漏れ出しは少なくなり、清水領域形成装置１は安定的に清水領域を形成できる。
これに対し、壁体４０の表面に凹凸（不陸）があると、係る凹凸の部分で大きな隙間が生じ、この隙間を介して外部から濁水が浸入したり清水が外部に漏れ出したりして、清水領域形成装置１による清水領域の形成能力を低下させる。

そこで、清水領域形成装置１の背面と壁体４０との隙間を埋める手段（シール手段）を備え、壁体４０の凹凸による清水領域の形成能力の低下を抑制できるようにした、清水領域形成装置１の第２の実施形態を、図５に従って説明する。
図５に示す清水領域形成装置１は、図１に示した清水領域形成装置１に対し、弾性を有する枠部材（シール部材、シール手段）６０を囲い部３０と壁体４０との接触面に設け、囲い部３０がこの枠部材６０を介して壁体４０に付けられる構成とした点が異なる。

枠部材６０は、左右の壁部材３１ａ，３１ｂの壁体４０側（背面側）の端縁に沿って上下方向に延びる縦部６０ａ，６０ｂと、ケース１０の壁体４０側の面（背面）の上端（換言すれば、壁部材３１ａ，３１ｂで挟まれる囲み領域３２の底側）に左右方向に沿って延びる横部６０ｃとが一体となってＵ字状に形成される。
枠部材６０は、壁部材３１ａ，３１ｂ及びケース１０よりも背面側（壁体４０側）に突出し、清水領域形成装置１の背面を水中の壁体４０に押し付けるようにすると、壁部材３１ａ，３１ｂ及びケース１０が壁体４０に当たらずに、枠部材６０が壁体４０に突き当たる。

そして、図６に示すように、壁体４０の凹凸に応じて枠部材６０が弾性変形して、側壁部材３１ａ，３１ｂ及びケース１０と壁体４０との隙間を埋め、壁体４０と清水領域形成装置１との接触面から囲み領域３２内に濁水が浸入することや囲み領域３２内の清水が外部に漏れ出すことが抑制される。
これにより、清水領域形成装置１を設置する壁体４０の表面（壁体４０の作業領域）に凹凸があっても、清水領域形成装置１による清水領域の形成能力を高く維持できる。

枠部材６０は、ゴムなどの弾性材料で形成することができる。また、枠部材６０は、ポリ塩化ビニルなどの樹脂材料やゴムなどで形成される可撓性を有する袋体に、流動体（水などの液体やジェル体）を入れて形成することができる。

図７は、袋体と内容物（流動体）とで構成される枠部材６０の一例を示す。
図７において、ポリ塩化ビニルなどの樹脂材料やゴムなどで形成される可撓性を有する袋体６１は、側壁部材３１ａ，３１ｂの長さ及び間隔に合わせたＵ字状に形成され、この袋体６１内に液体（水）やジェル体などの流動体６２を入れて密閉される。

ここで、図７に示すように、Ｕ字状をなす袋体６１の内部容積部のうちの両上端部に、流動体６２で充たされない空洞部６３が形成され、清水領域形成装置１を壁体４０に押し付けたときに、壁体４０の凹凸に応じて袋体６１が変形すると共に袋体６１内での流動体６２の液面が上下し得るように構成されている。
但し、袋体６１と流動体６２とで構成される枠部材６０として、袋体６１の内部が全て流動体６２で満たされた枠部材６０を用い、袋体６１が弾性変形して袋体６１の容積が変化することで凹凸を吸収する構成とすることができる。また、袋体６１に空気などの気体を入れて枠部材６０を構成することができるが、空気の浮力による清水領域形成装置１の浮きを抑制する必要がある。

ところで、上記実施形態における清水領域形成装置１は、囲み領域３２の開放面である前面３２ａから潜水士５０が壁体４０にアクセスできるように構成された小型の装置であるが、囲み領域内に潜水士５０が入って水中作業を行えるような大型の清水領域形成装置を囲い部と放水部とで構成することができる。
図８は、囲み領域の大きさを潜水士５０が入って水中作業を行える大きさ（例えば、囲み領域３２の高さ１０ｍ程度、奥行き５ｍ程度）とした第３の実施形態における清水領域形成装置１における作業状態を例示する。また、図９は、図８に示した大型の清水領域形成装置１の構造を示す三面図である。

図８、図９に示す清水領域形成装置１は、図１に示した小型の清水領域形成装置１と同様に、囲い部７０と放水部８０とを備えて構成される。
囲い部７０は、直方体状の囲み領域７５を形成する筐体構造をなし、両側面は壁体４０の左右方向に対向する一対の壁部材７１ａ，７１ｂで形成され、正面は壁体４０に対向する仕切り壁７１ｃで仕切られ、底面は床部材７１ｄで構成され、囲み領域７５の上面７５ａ及び壁体４０側となる背面７５ｂが開放面になっている。

床部材７１ｄには、整流板８２が取り付けられる開口部（放水口）８１が開口され、図１０に示すように、開口部８１の下側には整流板８２と共に放水部８０を構成する各種のデバイスが取り付けられる。
具体的には、フィルタ８３が内設されるケース８４が開口部８１の下側に取付けられ、ケース８４の底面８４ａに設けた貫通孔８５に、一端がフィルタ８３に連結される配管８６が挿通され、ケース８４の外部に配置される配管８６の他端にはホース８７の一端が連結される。そして、ホース８７の他端には、水中ポンプ８８の吐出口８８ａが連結され、ホース８７の途中には開閉バルブ８９を設けてある。

係る構成により、水中ポンプ８８が吸込口８８ｂから吸い込んだ水は、ホース８７及び配管８６を介してフィルタ８３に送られ、フィルタ８３でろ過された後ケース８４内に放出され、ケース８４の上面に開口する開口部８１に固定されている整流板８２によって整流されて、囲み領域７５内に放水される。
図９に示す例では、床部材７１ｄの左右方向の略中央で壁体４０（背面７５ｂ）寄りの位置に開口部（放水口）８１を設けてあり、壁部材７１ａ，７１ｂが壁体４０と連接するように清水領域形成装置１を壁体４０に付けたときに、開口部（放水口）８１から壁体４０に沿って清水が放水されるよう構成してある。
なお、壁体４０の左右方向に間隔を空けて複数の放水部８０を設置することができる。

図８、図９に示した清水領域形成装置１の囲い部７０は、開放面である背面側が壁体４０に付けられることで周囲の４面及び底面が閉塞され上面だけが開放面となる溜り部を形成するから、放水部８０が放水する清水によって囲い部７０内の濁水を清水に置き換えて清水を溜めることができる。
例えば、囲い部７０内の濁水よりも温度の低い（比重の重い）清水を放水部８０によって囲い部７０内に放水することで、囲い部７０内の濁水を追い出して清水を溜めることができる。

濁水よりも温度の低い清水を放水部８０によって囲い部７０内に放水させるには、水中ポンプ８８が、囲い部７０よりも水深の深い場所（標高の低い場所）から水を吸い込むようにする方法がある。
大型の清水領域形成装置１を、ダム堤体などの水中の壁体４０の前に設置するには、クレーンで清水領域形成装置１を壁体４０の前の水中に吊り下げる方法や、クレーンで清水領域形成装置１を水中にまで降ろし、壁体４０に設けたアンカーに固定する方法などを用いることができる。

そして、図８に示したように、壁体４０の作業領域を囲むように、清水領域形成装置１を壁体４０に付け、囲い部７０内に清水領域を形成させてから、潜水士５０が囲い部７０内に入って壁体４０の補修・改修作業を行うようにする。
大型の清水領域形成装置１の場合も、囲い部７０内に清水領域が形成されることで、囲い部７０内で作業する潜水士５０の視界が確保され、潜水士５０による壁体４０の補修・改修作業を効率良く行わせることができる。

また、大型の清水領域形成装置１においても、壁体４０に清水領域形成装置１を付けたときの囲い部７０と壁体４０との隙間を埋めるために、弾性を有する枠部材を備えるようにし、この枠部材を介して清水領域形成装置１が壁体４０に接触する構成とすることができる。
図１１は、枠部材を備えた大型の清水領域形成装置１の一例を示す。

図１１において、枠部材９０は、壁部材７１ａ，７１ｂそれぞれの背面７５ｂ側（壁体４０側）の端縁に沿って上下方向に延びる縦部９０ａ，９０ｂと、床部材７１ｄの背面７５ｂ側（壁体４０側）の端縁に沿って左右方向に延びる横部９０ｃとが一体となってＵ字状に形成される。
枠部材９０は、壁部材７１ａ，７１ｂ及び床部材７１ｄよりも背面７５ｂ側に突出し、清水領域形成装置１の背面を水中の壁体４０に押し付けるようにすると、枠部材９０が壁体４０に突き当たり、壁体４０の凹凸に応じて枠部材９０が弾性変形して、側壁部材７１ａ，７１ｂ及び床部材７１ｄと壁体４０との隙間を埋める。

従って、清水領域形成装置１を付ける壁体４０に凹凸があっても、壁部材７１ａ，７１ｂ及び床部材７１ｄと壁体４０との接触面における隙間を十分に小さくでき、隙間を介して濁水が内部に入ったり逆に隙間を介して清水が外部に漏れ出すことを抑制でき、壁体４０の凹凸によって清水領域の形成性能が低下することを抑制できる。
なお、枠部材９０は、小型の清水領域形成装置１に設けられる枠部材６０と同様に、ゴムなどの弾性材料で形成することができ、ポリ塩化ビニルなどの樹脂材料やゴムなどで形成される可撓性を有する袋体に水などの液体やジェル体を入れて形成することができる（図７参照）。

また、潜水士が内部に入って水中作業を行う大型の清水領域形成装置１では、クレーンによって清水領域形成装置１を水中の壁体４０前に吊り下げるようにした場合に、清水領域形成装置１を壁体４０に押し付ける力が不十分となって、枠部材９０を壁体４０の凹凸に沿って十分に弾性変形させることができず、隙間が残ってしまう可能性がある。
このような押し付け力不足の対策として、壁体４０が勾配をもつ場合には、側壁部材７１ａ，７１ｂ及び床部材７１ｄと枠部材９０との間に押し付け力を発生する重量枠９１を挟む構成とすることができる。

重量枠９１は、枠部材９０（袋体の内容物）よりも比重が大きい金属などの材料で、枠部材９０の形に沿うＵ字型に形成される。
つまり、重量枠９１は、枠部材９０の上下方向に延びる部分９０ａ，９０ｂに沿って設けられる縦部９１ａ，９１ｂと、枠部材９０の左右方向に延びる部分９０ｃに沿って設けられる横部９１ｃとが一体となってＵ字状に形成される。

そして、壁体４０が勾配θをもつ場合、図１２に示すように、重量枠９１の重力質量の分力として清水領域形成装置１を壁体４０に押し付ける力が発生し、重量枠９１を備えない場合に比べて清水領域形成装置１を壁体４０に押し付ける力が増し、枠部材９０を壁体４０の凹凸に沿って十分に弾性変形させることができるようになる。

これにより、壁体４０の凹凸部分で清水領域形成装置１と壁体４０との間に隙間が生じることを抑制でき、隙間を介した濁水又は清水の漏洩を小さくして、清水領域の形成性能を改善できる。
なお、図１−図３に示した小型の清水領域形成装置１においても上記の重量枠を備えるようにすることで、同様の作用効果を奏することができる。

また、清水領域形成装置１において、枠部材６０、９０を、図７に例示したような袋体と袋体に充填される水とで構成する場合、水中作業が終了して清水領域形成装置１を水上に揚重するときに、袋体から水を抜いて空気に置換することで袋体が浮力を発生するようにして、揚重の負荷を軽減することができる。
また、袋体から水を抜いた状態で陸上での移送を行わせ、清水領域形成装置１を水中に降ろすときに袋体に水を入れるようにすれば、陸上での移送作業の負荷を軽減できる。

また、濁水よりも温度の低い清水を貯留するタンクを設け、当該タンクの清水を放水部８０が囲い部７０内に放水する構成とすることができる。
また、図９又は図１１に示した大型の清水領域形成装置１において放水部を備えない構成とし、開放面である上面から溜り部内に清水を放水させるためのホースを差し入れて付近の濁水よりも低温でかつ透明度の高い清水を溜り部内に放水したり、開放面である上面から溜り部内に凝集剤を投入して不純物粒子を凝集沈殿させたりして、溜り部内に清水を溜めることができる。

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
上記実施形態において、清水領域形成装置１は、壁体４０に連接する壁部材として、壁体４０の左右方向に対向する一対の壁部材３１ａ，３１ｂを備えるが、左右方向の壁を左右にいずれか一方のみとし、清水の流れがコアンダ効果によって壁部材と壁体とが接触する角部に寄せされるように構成することができる。

また、図１−図３の清水領域形成装置１は、図１（Ａ）の上下方向を天地方向として使用する形態に限定されず、例えば、清水の流れ方向が略水平方向になるように設置して、清水領域を形成させることができる。
また、壁体４０の左右方向に対向する一対の壁体とこの一対の壁体で挟まれる囲み領域内に放水する放水部とを備える清水領域形成ユニットを、壁体４０の左右方向に複数並べて清水領域形成装置１を構成することができる。

また、壁体４０の左右方向に対向する一対の壁部材３１ａ，３１ｂは、放水部２から放水される清水の流れ方向の下流側ほど、相互の間隔が広がるように設けることができる。
また、放水部２を構成するフィルタ１６を、配管内に設け、フィルタの軸方向の一方端を濁水の入口とし他方端を清水の出口とすることができる。
また、ケース１０内にフィルタ１６を設ける構成において、配管１４がケース１０の側壁を貫通する構成とすることができる。
なお、出願当初の請求項は以下の通りであった。
請求項１：
水中の壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成装置であって、
前記壁体に沿って清水を放水する放水部と、前記壁体と連接して前記放水部から放水される清水の流れを囲む壁部材とを備えた、清水領域形成装置。
請求項２：
清水の流れをコアンダ効果によって前記壁体と前記壁部材とで囲まれた領域に寄せる、請求項１記載の清水領域形成装置。
請求項３：
前記放水部は、水中ポンプと、前記水中ポンプから送られる水をろ過するフィルタと、前記フィルタの下流側に配置した整流板とを含む、請求項１又は２記載の清水領域形成装置。
請求項４：
前記フィルタは上面が開放面であるケース内に配置され、前記フィルタと前記ケースの外に配置される前記水中ポンプの吐出口とが前記ケースを貫通する配管で連通され、前記整流板は前記ケースの前記開放面に固定され、前記壁部材は前記ケースの上側に立設される、請求項３記載の清水領域形成装置。
請求項５：
前記壁部材は、弾性を有する枠部材を介して前記壁体に付けられる、請求項１から４のいずれか１つに記載の清水領域形成装置。
請求項６：
前記壁体は勾配をもち、
前記枠部材を前記壁体に押し付ける分力を発生する重量枠を備えた、請求項５記載の清水領域形成装置。
請求項７：
水中の壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成方法であって、
壁部材の端縁を前記壁体に付けて前記壁体及び前記壁部材で囲みを形成し、
前記壁体に沿うように前記囲み内に清水を放水して前記囲み内に清水領域を形成する、
清水領域形成方法。

１…清水領域形成装置、２…放水部、１０…ケース、１６…フィルタ、１７…水中ポンプ、２０…整流板、３０…囲い部、３１ａ，３１ｂ…壁部材、３２…囲み領域、４０…壁体（ダム堤体）

Claims (9)

1. 水中の壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成装置を用いて前記壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成方法であって、
   前記清水領域形成装置は、
   前記壁体に沿って清水を放水する放水部と、
   互いに間隔を空けて対向し、各々が前記壁体と連接して、前記放水部から放水される清水の流れを囲む一対の壁部材と、
   前記壁部材に設けられた取手部と、
   を備え、
   前記放水部から放水される清水の流れが前記壁体と前記一対の壁部材とによって３方から囲まれ、
   前記清水領域形成方法は、
   前記一対の壁部材の各々の端縁を前記壁体に付けて前記壁体及び前記一対の壁部材で囲みを形成すること、及び、
   前記放水部から放水される清水の流れがコアンダ効果によって前記壁体及び前記一対の壁部材の各々に引き寄せられるように、前記壁体に沿うように前記囲み内に清水を前記放水部から放水して前記囲み内に清水領域を形成すること、
   を含む、
   清水領域形成方法。
2. 前記放水部は、水中ポンプと、前記水中ポンプから送られる水をろ過するフィルタと、前記フィルタの下流側に配置した整流板とを含む、請求項１に記載の清水領域形成方法。
3. 前記フィルタは上面が開放面であるケース内に配置され、前記フィルタと前記ケースの外に配置される前記水中ポンプの吐出口とが前記ケースを貫通する配管で連通され、前記整流板は前記ケースの前記開放面に固定され、前記一対の壁部材は前記ケースの上側に立設されて前記ケースの前記開放面の上方領域を挟んで互いに対向する、請求項２に記載の清水領域形成方法。
4. 前記一対の壁部材は、弾性を有する枠部材を介して前記壁体に付けられる、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の清水領域形成方法。
5. 前記壁体は勾配をもち、
   前記枠部材を前記壁体に押し付ける分力を発生する重量枠を備え、
   前記重量枠は前記枠部材よりも比重が大きい材料で形成された、請求項４に記載の清水領域形成方法。
6. 水中の壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成装置を用いて前記壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成方法であって、
   前記清水領域形成装置は、清水領域形成ユニットを前記壁体の左右方向に複数並べて構成され、
   前記清水領域形成ユニットは、
   前記壁体に沿って清水を放水する放水部と、
   前記放水部の上方領域を挟んで左右方向に対向して配置され、各々が前記壁体と連接して、前記放水部から放水される清水の流れを囲む一対の壁部材と、
   を備え、
   前記放水部から放水される清水の流れが前記壁体と前記一対の壁部材とによって３方から囲まれ、
   前記清水領域形成方法は、
   前記一対の壁部材の各々の端縁を前記壁体に付けて前記壁体及び前記一対の壁部材で囲みを形成すること、及び、
   前記放水部から放水される清水の流れがコアンダ効果によって前記壁体及び前記一対の壁部材の各々に引き寄せられるように、前記壁体に沿うように前記囲み内に清水を前記放水部から放水して前記囲み内に清水領域を形成すること、
   を含む、
   清水領域形成方法。
7. 水中の壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成装置を用いて前記壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成方法であって、
   前記清水領域形成装置は、
   前記壁体に沿って清水を放水する放水部と、
   互いに間隔を空けて対向し、各々が前記壁体と連接して、前記放水部から放水される清水の流れを囲む一対の壁部材と、
   を備え、
   前記放水部から放水される清水の流れが前記壁体と前記一対の壁部材とによって３方から囲まれ、
   前記一対の壁部材は、弾性を有する枠部材を介して前記壁体に付けられ、
   前記枠部材は、前記一対の壁部材の前記壁体側の端縁に沿って延びる一対の縦部と、前記一対の縦部の各々の前記放水部側の端部同士を連結するように延びる横部とが一体となってＵ字状に形成され、
   前記枠部材は、可撓性を有するＵ字状の袋体と、前記袋体に入れられた流動体とにより構成され、
   前記清水領域形成方法は、
   前記一対の壁部材の各々の端縁を前記枠部材を介して前記壁体に付けて前記壁体及び前記一対の壁部材で囲みを形成すること、及び、
   前記放水部から放水される清水の流れがコアンダ効果によって前記壁体及び前記一対の壁部材の各々に引き寄せられるように、前記壁体に沿うように前記囲み内に清水を前記放水部から放水して前記囲み内に清水領域を形成すること、
   を含む、
   清水領域形成方法。
8. 前記流動体は液体又はジェル体である、請求項７に記載の清水領域形成方法。
9. 水中の壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成装置を用いて前記壁体の前面に清水領域を形成する清水領域形成方法であって、
   前記清水領域形成装置は、
   前記壁体に沿って清水を放水する放水部と、
   互いに間隔を空けて対向し、各々が前記壁体と連接して、前記放水部から放水される清水の流れを囲む一対の壁部材と、
   を備え、
   前記放水部から放水される清水の流れが前記壁体と前記一対の壁部材とによって３方から囲まれ、
   前記清水領域形成方法は、
   前記一対の壁部材の各々の端縁を前記壁体に付けて前記壁体及び前記一対の壁部材で囲みを形成すること、及び、
   前記壁体に沿うように前記囲み内に清水を前記放水部から放水して前記囲み内に清水領域を形成すること、
   を含み、
   前記清水領域形成方法は、
   可撓性を有しかつ浮力の微調整が可能な袋に清水を入れること、
   この清水が入れられた前記袋を、前記壁体に付けられた前記清水領域形成装置の近傍に沈めること、及び、
   前記袋に設けられた孔からポンプによって前記囲み内に清水を放水するように前記放水部を構成すること、
   を更に含む、
   清水領域形成方法。