JP6751981B1

JP6751981B1 - 水路システム

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Publication number: JP6751981B1
Application number: JP2020080038A
Authority: JP
Inventors: 英世村上
Original assignee: 英世村上
Priority date: 2020-04-30
Filing date: 2020-04-30
Publication date: 2020-09-09
Anticipated expiration: 2040-04-30
Also published as: JP2021173129A

Abstract

【課題】河川などの開水路（水面が存在する水路）に対して、水面の上昇に対応して自動的に流量及び流量を制御することに適した水路システムを提供する。【解決手段】水路システム１は気密管路１１１〜３を備え、気密管路の一方端１３１及び他方端１５３はそれぞれ第１位置及び第２位置に位置し、第２位置における開水路の水面の標高は、第１位置における開水路の水面の標高とは異なる場合があり、気密管路の一方端１３１及び他方端１５３は、第１位置における水面の標高と第２位置における水面の標高のうち少なくとも高い方に位置するものが開水路の水中に存在し、第２位置において第１位置よりも開水路の水が増水して第２位置における開水路の水面の標高が第１位置における開水路の水面の標高よりも高くなったならば、気密管路１１１〜３は、他方端１５３に開水路の水が流入して一方端１３１から水を流出させる。【選択図】図１

Description

本願発明は、開水路における水路システムに関する。

河川では、水害時に流入する水量が増加する。この増加に対応して流速・流量を人工的に変更・調整できる水路は、ダム等でせき止めて実現する以外には開発されていない（特許文献１など参照）。

特開２０１０−０３７７７０号公報

近年、小さな区域に突発的に、短期間での多量の雨量による洪水が生じている。このような場合には、河川の流量が短期間で急激に増加するため、これに対応して川の流速及び流量を増加させる必要がある。しかしながら、ダム等でせき止めることによっては、このような局所的で突発的な水量変化に充分に対応することができない。また、河川では、地下鉄などとの関係で、川底を深くしたりするなどによって流量を増加させることは困難になっている。

そこで、本願発明は、河川などの開水路（水面が存在する水路）に対して、流速及び流量を制御することに適した水路システムを提案することを目的とする。

本願発明の第１の観点は、一つ又は複数の開水路における水路システムであって、当該水路システムは、第１気密管路を備え、前記第１気密管路の一方端及び他方端はそれぞれ第１位置及び第２位置に位置し、前記第２位置における前記開水路の水面の標高は、前記第１位置における前記開水路の水面の標高とは異なる場合があり、前記第１気密管路の一方端及び他方端は、前記第１位置における水面の標高と前記第２位置における水面の標高のうち少なくとも高い方に位置するものが前記開水路の水中に存在し、前記第２位置において前記第１位置よりも前記開水路の水が増水して前記第２位置における前記開水路の水面の標高が前記第１位置における前記開水路の水面の標高よりも高くなったならば、前記第１気密管路は、前記他方端に前記開水路の水が流入して前記一方端から水が流出する。

本願発明の第２の観点は、第１の観点の水路システムであって、当該水路システムは、第２気密管路と、接続部をさらに備え、前記接続部は、前記第１気密管路の他方端と前記第2気密管路の一方端との間を、気密状態で接続することも気密状態とは異なる状態とすることもでき、前記接続部が気密状態で接続したならば、前記第１気密管路の他方端と前記第２気密管路の一方端からは開水路の水が流入も流出もせず、前記接続部が気密状態とは異なる状態としたならば、前記第１気密管路の他方端と前記第２気密管路の一方端の少なくとも一方において開水路の水が流入したり流出したりする。

本願発明の第３の観点は、第２の観点の水路システムであって、当該水路システムは、第３気密管路をさらに備え、前記接続部は、前記第１気密管路の他方端と前記第２気密管路の一方端と前記第３気密管路の一方端の間を、気密状態で接続したり、気密状態とは異なる状態としたり、２つの気密管路を気密状態で接続して１つを閉じたり、少なくとも２つの気密管路を気密状態で接続して水が移動する部分を狭くして流量を制限したり、３つの気密管路を気密状態で接続して水が移動する２つの気密管路と１つの気密管路との間で水が移動する部分の広さを変えて一方を流れやすくして他方を流れにくくする。

本願発明の第４の観点は、第１から第３のいずれかの観点の水路システムであって、前記第１気密管路は、第２位置から第１位置に水が移動でき、第１位置から第２位置に水が移動できない一方向弁を備え、前記弁によって、第１位置の水面の標高が第２位置の水面の標高よりも高いならば水が移動せず、第２位置での水面の標高が第１位置の水面の標高よりも高いならば水が第２位置から第１位置に移動する。

本願発明の第５の観点は、第１から第４のいずれかの観点の水路システムであって、前記第１気密管路の一方端及び他方端はそれぞれ第１開水路及び第２開水路の水中に存在し、前記第１位置における前記第１開水路の水は前記第１開水路に従って移動しても前記第２位置に到達せず、前記第２位置における前記第２開水路の水は前記第２開水路に従って移動しても前記第１位置に到達せず、前記第１気密管路によって前記第１開水路と前記第２開水路との間で水が移動する。

本願発明の第６の観点は、複数の開水路における水路システムであって、当該水路システムは、第１気密管路と、第２気密管路と、接続部を備え、前記複数の開水路は、第１開水路と、第２開水路と、第３開水路を含み、前記第１開水路と前記第２開水路と前記第３開水路は、合流箇所で合流し、前記第１開水路及び前記第２開水路の水は合流箇所に向けて流れ、前記第３開水路の水は、合流箇所から遠ざかる向きに流れ、前記第１気密管路と前記第２気密管路の両端はそれぞれ前記第１開水路及び前記第２開水路に存在し、前記接続部が前記第１気密管路と前記第２気密管路の合流箇所に近い端を気密状態で接続したならば、前記第１気密管路の他方端における前記第１開水路の水面の標高と前記第２気密管路の他方端における前記第２開水路の水面の標高とに依存して前記第１気密管路、前記第２気密管路及び接続箇所における水の移動が生じ、前記接続部が前記第１気密管路と前記第２気密管路の合流箇所に近い端を気密状態とは異なる状態としたならば、合流箇所の水面の標高と、前記第１気密管路の他方端における前記第１開水路の水面の標高及び前記第２気密管路の他方端における前記第２開水路の水面の標高とに依存して前記第１気密管路と前記第２気密管路のそれぞれにおける水の移動が生じる。

本願発明の各観点によれば、河川などの開水路（水面が存在する水路）において水が流れることに加えて、第１気密管路などの管水路（水面が存在しない水路）を利用して水を移動させることにより、流量及び流速を制御することができる。ここで、管水路を利用した水の移動は、開水路での水の流れの向きと同じ向きに移動してもよく、異なる向きに移動してもよい。

本願発明の実施の形態に係る水路システムの構成及び動作の一例を示す図である。本願発明の他の実施の形態に係る水路システムの構成及び動作の一例を示す図である。本願発明の水路システムの具体的な一例を説明するための図である。直列に設置した２つの気密管路の間の構成の一例を示す図である。３つの気密管路の間の構成の一例を示す図である。複数の気密管路を接続する接続部の一例を示す図である。図７は、複数の開水路を接続する場合の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本願発明の実施例について述べる。なお、本願発明の実施の形態は、以下の実施例に限定されるものではない。

図１は、本願発明の実施の形態に係る水路システムの構成及び動作の一例を示す図である。

図１（ａ）を参照して、水路システムの構成及び動作の一例を説明する。水路システム１は、第１段気密管路１１₁と、第２段気密管路１１₂と、第３段気密管路１１₃と、第１接続部１７₁と、第２接続部１７₂を備える。ここで、第１段気密管路１１₁と第２段気密管路１１₂と第３段気密管路１１₃は気密管路であり、水や気体（空気）を通さない媒体で構成された管路で、例えば３気圧の気圧に耐えられる媒体で構成される。気密管路の内部では、気密状態（管路の出入り口以外の外部から気体・液体が入らない状態）で流体が流れる。

水面７は、開水路（水面が存在する水路）（例えば河川など）の水面である。底部３は、開水路の底にあたるもの（例えば川底など）である。底部３には、滝部５がある。底部３は、滝部５により途中に大きな落差があり、その前後では緩やかな傾斜であるとする。開水路では、定常状態（移動の形態が時間によって変化しない状態）では、一定方向に水が流れている。図１（ａ）では、定常状態で、図の左側から右側に水が流れている。

底部３には、第１段気密管路１１₁と、第２段気密管路１１₂と、第３段気密管路１１₃が固定されている。第１段気密管路１１₁の図中の左右の端を、それぞれ、左端１３₁と右端１５₁とする。第２段気密管路１１₂の図中の左右の端を、それぞれ、左端１３₂と右端１５₂とする。第３段気密管路１１₃の図中の左右の端を、それぞれ、左端１３₃と右端１５₃とする。

第１接続部１７₁は、第１段気密管路１１₁の右端１５₁と第２段気密管路１１₂の左端１３₂の接続関係を調整する。第２接続部１７₂は、第２段気密管路１１₂の右端１５₂と第３段気密管路１１₃の左端１３₃の接続関係を調整する。図１（ａ）では、第１接続部１７₁及び第２接続部１７₂は、気密状態で接続する。第１接続部１７₁及び第２接続部１７₂は、例えば遠隔制御（管理センタ等からの電気通信信号による遠隔制御）によって接続関係を調整してもよい。

第１段気密管路１１₁の左端１３₁の位置を第１地点とし、第３段気密管路１１₃の右端１５₃の位置を第２地点とする。

第１段気密管路１１₁と第２段気密管路１１₂と第３段気密管路１１₃は、第１接続部１７₁及び第２接続部１７₂により気密状態でつながっている。端の一方から出水する水量と他方から出水する水量は同じである。左端１３₁と右端１５₃において、水が入出水する部分の面積は等しいとする。第１段気密管路１１₁の左端１３₁に単位時間あたりに入水する水量（入水速度）（第３段気密管路１１₃の右端１５₃から単位時間あたりに出水する水量（出水速度））をＶ_aとする。

本実施例では、「疑似水面標高」の概念を導入することによって、気密管路を容易に設計することができ、さらに、低地を流れる流水をより高い位置に移動させるための設計やその限界値の算出も可能となる。なお、本願発明において、水面の標高は、疑似水面標高によって評価されるものであってもよい。

疑似水面標高は、ベルヌーイの定理に基づいて構築された気密管路の流速を算出するためのものである。疑似水面標高は、通常の水面の標高値の代わりに、水の移動エネルギーをその移動方向と気密管路の入口や出口の方向の関係を考慮して位置エネルギーに換算して疑似的な水面標高として示すものである。疑似水面標高差は、各地点の疑似水面標高の値の差異を表す。

ベルヌーイの定理により、左端１３₁と右端１５₃は、一方から開水路の水が入水し、他方から出水する。図１（ａ）の状況では、滝部５が存在して、第１地点における水面の標高は、第２地点における水面の標高よりも十分に高く、左端１３₁に開水路の水が入水し、右端１５₃から出水する。

疑似水面標高の一例について説明する。第１地点において、開水路の水の流水速度（単位時間あたりに水が流れる速度）、水面の標高及び疑似水面標高を、それぞれ、Ｖ₁、ｈ₁及びＺｈ₁とする。第２地点において、開水路の水の流水速度、水面の標高及び疑似水面標高を、それぞれ、Ｖ₂、ｈ₂及びＺｈ₂とする。

図１（ａ）の状況では、開水路の水は、左端１３₁に入水しやすい方向に流れている。そのため、開水路の水の流れを考慮したエネルギー保存則よりｍｇＺｈ₁＝ｍｇｈ₁＋0.5×ｍＶ₁ ²が成立し、Ｚｈ₁＝ｈ₁＋0.5×Ｖ₁ ²／ｇとなる。ここで、ｍ及びｇは、それぞれ移動する水の質量及び重力加速度（ｇは例えば9.80665m/s²）である。右端１５₃では、水路システム１から出水する向きと開水路の水が流れる向きが同じであり、管路の出水速度に比較して開水路の流速は通常小さいため無視し、管路の出水側の疑似水面標高Ｚｈ₂は、水面標高ｈ₂に等しいとして扱う。

なお、一般的には、疑似水面標高は、開水路の水が気密管路に入る（及び／又は出る）位置における開水路の水の流水速度、水面標高及び気密管路の入水速度（及び／又は出水速度）などの関数になる。例えば図１（ａ）の状況では、左端１３₁でも右端１５₃でも、開水路の水の流れる向きと水路システム１において水が移動する向きが同じであり、出水時では、その移動エネルギーは管路出水の移動速度に比較して小さいため、開水路の水の移動エネルギーを考慮する必要はない。他方、これらが異なるならば（例えば図１（ｄ）参照）、水路システム１において開水路の水の流れに逆らう向きに水が移動する。疑似水面標高は、厳密には左端１３₁及び右端１５₃での水の動きを考慮して決定されるものではあるが、出水の移動エネルギーが開水路の流水の移動エネルギーより通常数倍大きいため、水の出口地点では開水路の移動エネルギーは無視して算出する。なお、入水側及び出水側では開水路の流水の移動エネルギーを考慮してもよく、近似的に決定してもよい。

理想的な状態では、ベルヌーイの定理より、水路システム１では、第１地点と第２地点の疑似水面標高差（Ｚｈｄ₁[m]）によって生じる水の圧力差によって水を押し出すことで、水を速度V_a（V_a＝(２×ｇ×Ｚｈｄ₁)^0.5[m/s]）で移動させる。なお、現実には様々な抵抗などが存在するため、水路システム１の現実の入水速度（出水速度）はＶ_a以下ではあるが、開水路の流水速度Ｖ₁及びＶ₂よりも高速で水を移動させることができる。

開水路での水の動きと水路システム１（管水路）での水の動きの違いを説明する。河川などでは、通常、川底の傾斜などの地形に起因する水面勾配によって水が流れる。そのため、傾斜が緩やかなところでは水の流れが遅い。他方、管水路では、水が充填されており、両端での水面の標高差（水の圧力差）によって水が移動する。水路システム１では、水が充填されており、一方の端部で水が入り、他方の端部で水が出るため、水が流れるというよりは、水を押し出して移動すると表現すべきものである。このような違いにより、例えば第２地点において局所的に水が急増したときには、開水路では、水面の傾斜等に従って徐々に上流へと影響することになる。それに対し、気密管路では、第１地点と第２地点との水面標高差（疑似水面標高差）が変化することによって、左端１３₁から入る水の量が減少し、さらに大幅に増加して水面標高差が逆転したときは右端１５₃から左端１３₁に水を押し出すようになる。

第１接続部１７₁及び第２接続部１７₂は、少なくとも一方が気密状態とは異なる状態とすることもできる。この場合、複数の気密管路が直列に存在するものとして考えることができる。

図１（ｂ）〜（ｄ）を参照して、他の構成を用いて動作の一例を説明する。水路システムは、開水路において、左側気密管路２１（本願発明の「第１気密管路」の一例）と、右側気密管路２３（本願発明の「第２気密管路」の一例）を備える。左側気密管路２１は図の左側に位置し、右側気密管路２３は右側に位置する。

左側気密管路２１の左右端を、左端２５と右端２７とする。左端２５及び右端２７の位置を、それぞれ第３地点及び第４地点とする。右側気密管路２３の左右端を、左端２９と右端３１とする。左端２９及び右端３１の位置を、それぞれ第５地点及び第６地点とする。

第3位置における開水路の水の流水速度、水面の標高及び疑似水面標高を、それぞれ、Ｖ₃、ｈ₃及びＺｈ₃とする。第４位置における開水路の水の流水速度、水面の標高及び疑似水面標高を、それぞれ、Ｖ₄、ｈ₄及びＺｈ₄とする。第５位置における開水路の水の流水速度、水面の標高及び疑似水面標高を、それぞれ、Ｖ₅、ｈ₅及びＺｈ₅とする。第６位置における開水路の水の流水速度、水面の標高及び疑似水面標高を、それぞれ、Ｖ₆、ｈ₆及びＺｈ₆とする。

左側気密管路２１において、左端２５に入水する開水路の水の入水速度と、右端２７から出水する出水速度は等しいとする。図１（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）で、それぞれ、Ｖ_c、Ｖ_e及びＶ_fとする。右側気密管路２３において、左端２９に入水する開水路の水の入水速度と、右端３１から出水する出水速度は等しいとする。図１（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）で、それぞれ、Ｖ_d、Ｖ_e及びＶ_gとする。

第４位置と第5位置の間の合流箇所において開水路と支流が合流し、支流から開水路に水が流入しているとする。そのため、支流における水量が急増して、第４位置における水面標高（疑似水面標高）が、第３地点における水面標高（疑似水面標高）よりも高くなる場合があるとする。

図１（ｂ）は、通常の定常状態を示す。定常状態では、基本的に、開水路の水面は、開水路の底部の傾斜と同様に傾斜する。そのため、開水路の水は、第3地点、第４地点、第５地点及び第６地点で左から右に流れている。また、左側気密管路２１及び右側気密管路２３は、共に左から右に水を移動させる。

左側気密管路２１では、第３地点及び第４地点の疑似水面標高は図１（ａ）と同様に近似計算することができる。他方、第４地点と第５地点では、左側気密管路２１の右端２７から出た水は、第５地点における流水速度Ｖ₅よりも充分に速い速度で右側気密管路２３の左端２９に入る位置関係にある。そのため、右側気密管路２３についての第５地点及び第６地点の疑似水面標高は、左側気密管路２１から出水された水の影響を考慮する必要がある。右側気密管路２３における移動速度Ｖ_dは、Ｖ_cの影響によって変わり、第5地点での疑似水面標高はＶ_cを考慮して決定される。

図１（ｃ）は、接続部３３が、左側気密管路２１の右端２７と右側気密管路２３の左端２９を気密状態で接続した状態を示す。この場合、左側気密管路２１と右側気密管路２３は、接続部３３を経由して連続した気密管路となる。第１地点及び第４地点の疑似水面標高は、図１（ａ）と同様に計算することができる。

図１（ｄ）は、第４地点と第５地点において急に増水して開水路の水面が急上昇した場合を示す。この場合、開水路の水は、第５地点から第６地点に向けた流速Ｖ₅が増え、第４地点から第3地点に向けて逆流が生じる。逆流は第３地点では生じておらず、左から右に流れる順流の状態である。この場合、第３地点と第４地点の間で水の流れの衝突が生じる。

左側気密管路２１では、増水により第４地点の水面が上昇するために、増水の最初の段階では、第３地点と第４地点の水面標高差（疑似水面標高差）が小さくなり、左端２５の入水量が減り、右端２７の出水量が減る。さらに増水すると、第３地点と第４地点の水面標高（疑似水面標高）が逆転し、第４地点の水面標高（疑似水面標高）が第３地点の水面標高（疑似水面標高）よりも高くなり、右端２７から入水し、左端２５から出水するようになる。左側気密管路２１での水の動きは、第3地点から第4地点までの開水路の水の動きとは異なるため、例えば第３地点において順流であっても逆流してもよい。第４地点及び第５地点で急増した水は、左側気密管路２１及び右側気密管路２３によって第３地点及び第６地点に分散させることができる。特に左側気密管路２１によって、第３地点で開水路の逆流が生じていない段階でも、第４地点から第3地点に水を移動させて、水面標高差（疑似水面標高差）を小さくしたり、逆流の勢いを弱めたりすることができるという効果が認められる。

なお、本願発明を、第１開水路に設置された気密管路であって、第１開水路と第２開水路は合流箇所で合流し、第１開水路と第２開水路の水は定常状態で合流箇所に向けて流れており、気密管路は、一方端が他方端よりも合流箇所より遠く、第２開水路の水が合流箇所に定常状態よりも多く流入することによって合流箇所の水面が上昇した場合に、前記気密管路は、一方端から他方端に移動する単位時間あたりの水量を定常状態よりも減少したり、他方端から一方端に水を移動させたりして、気密管路を利用して合流箇所での水面上昇の影響を第１開水路の一方端側に反映するものとして捉えてもよい。

図１（ｂ）について具体的な数値で説明する。左側気密管路２１と右側気密管路２３は、直列にあり、ほぼ直線上に並んでいる。左側気密管路２１と右側気密管路２３は、長さが５００[ｍ]であり、断面積（Ｓｖ）は1.0[m²]とする。気密管路内では、水の粘性、管路内の表面の摩擦や管路の曲がり等による水の移動抵抗があるが、気密管路の断面積を大きく設定してかつ水の摩擦やカーブの角度等を小さくすれば、移動の距離の長さにあまり依存せずに、気密管路の両端の水の圧力差によって高速に水を移動させることができる。また、第４地点と第５地点は距離が離れておらず、水面標高は同じとする。

左側気密管路２１では、左端２５と右端２７との疑似水面標高差（Ｚｈｄ_3,4[m]＝Ｚｈ₃−Ｚｈ₄）による水の圧力差によって水を押し出して、水を速度V_c（V_c＝(２×ｇ×Zhd_3,4)^0.5[m/s]）で移動する。

他方、右側気密管路２３では、左端２９の近くでの開水路の流水速度Ｖ₅は、Ｖ_cに比べて充分に小さい。そのため、左側気密管路２１の右端２７から出た水は、その移動速度Ｖ_cのまま右側気密管路２３の左端２９に到達し、第５地点での開水路の水の流れる速度はＶ_cと仮定する。左端２９での疑似水面標高Ｚｈ₅は、Ｚｈ₅＝ｈ₅＋0.5×V_c ²／ｇとなる。他方、右端３１での疑似水面標高Ｚｈ₆は、水面標高ｈ₆である。

定常状態（水かさが増加していない状態）でのｈ₃、ｈ₄、ｈ₅及びｈ₆を、それぞれ、２０[ｍ]、１５[ｍ]、１５[ｍ]、１０[ｍ]とする。

開水路は、左側気密管路２１と右側気密管路２３がない状態で、河川の断面積（Ｓ₀）は、２００[m²]（河川の断面を長方形として河川の川幅(２０[ｍ])×堤防高さ(１０[ｍ])）であり、流速（単位時間に水が移動する距離）Ｖ₀＝1[m/s]とする。定常状態の流量（単位時間に通過する体積）（Qs）は、最大量の10分の１とすると、0.1×S_０×V_０[m³/s]となる。Qs=0.1×200×1＝20[m³/s]となる。

左側気密管路２１を設置すると、左側気密管路２１では、Ｚｈ₃＝ｈ₃＋0.5×Ｖ₃ ²/g=20.05[m]、Ｚｈ₄＝ｈ₄＝15[m]である。ベルヌーイの定理及びZhd_3,4=Zh₃-Zh₄=5.05[m]から、右端２７の水の流出速度V_cは、V_c=(2×ｇ×Zhd_3,4)^0.5=(2×9.8×5.05)^0.5≒9.9[m/s]である。左側気密管路２１の断面積を1.0[m²]とすると、流量Qv₁は、Qv₁=V_c×１＝9.9[m³/s]である。すなわち、河川の定常的な流れる量Qs＝20[m³/s]の内の9.9[m³/s]が、左側気密管路２１によって流れている状態になる。よって、第３地点から第４地点に対して、左側気密管路２１では、河川に比較して9.9倍の流速で移動している。左側気密管路２１は、河川の断面積の内の0.5％の断面積（1.0[m²]）を使用して、河川で移動する水量の約半分の量Qv₁を高速で移動させている。また、河川と気密管路による最大総合流量は、河川の断面積が気密管路の河川内に設置しているため19[m²]となり、流量は19[m³/s]となる。気密管路の流量は9.9[m³/s]である。従って河川と気密管路との最大総合流量は、28.9[m³/s]（28.9＝19＋9.9）であり、従来のQs＝20[m³/s]より拡大している。また、最大総合流量を移動させている時の総合流速は、総合流量/河川の断面積＝28.9/20≒1.5[m/s]であり、約1.5倍となっている。

次に、右側気密管路２３を分析する。右側気密管路２３の左端２９の疑似水面標高は、次のように計算することができる。左側気密管路２１の水の流出速度V_cは9.9[ｍ/ｓ]である。右側気密管路２３の左端２９での開水路の水の速度が速度V_cであるとの仮定により、第５地点の疑似水面標高Zh₅は、Zh₅=ｈ₅+0.5×V_c ²/g＝20.0[m]となる。また、第６地点での右側気密管路２３の右端３１の疑似水面標高Zh₆=ｈ₆=10[m]である。従って、疑似水面標高差Zhd_5,6は、Zhd_5,6=Zh₅―Zh₆＝10[m]となり、この状態での速度V_dは、V_d＝(2×ｇ×Zhd_5,6)^0.5=(2×9.8×10)^0.5=14[m/s]となる。速度V_dは、左側気密管路２１の出水速度の1.4倍である。

定常状態では、左側気密管路２１での速度V_cと右側気密管路２３での速度V_dは大きな差異がないようにすることが望ましい。（既存の河川で流量が一定で流れていると仮定すると、数キロに渡って上流から下流に向かって川幅が多少広くなったり、狭くなったりしてもほぼ同一量の水が流れているため、河川自体と同様に河川に沿って同一流量を水路システムで移動させる必要がある。）そこで、第１地点と第２地点の疑似水面標高差と、第３地点と第４地点の疑似水面標高差を概略同一値に調節して、左側気密管路２１の速度V_cと右側気密管路２３の速度V_dを近似的に同一値にしてもよい。例えば、左側気密管路２１の右端２７と右側気密管路２３の左端２９の間で、左側気密管路２１から出水した水の速度を減衰する。ここでは、左側気密管路２１から出水した水の速度V_c＝9.9[ｍ/ｓ]をV₅≒1.0[m/s]に近い値に減速させる。例えば左側気密管路２１の気密管路の断面における中心線を、右側気密管路２３の気密管路の断面の中心線に３次元的に一致させて、一定距離量（Lｂ[m]）離して水中に設置すれば、左側気密管路２１から出水した水の速度を減速できる。その減速度合いは、他の水の流れや設置場所構造などにも影響するが、ほぼLｂの距離長によって決定することができる。なお、左側気密管路２１と右側気密管路２３の流速は、完全に同一値にする必要はなく、２０％程度の誤差はあっても右側気密管路２３は故障などせずに動作できる。

また、Lb＝２[m]とし、左側気密管路２１から出水した水の第５地点での速度V₅を5.0[ｍ/ｓ]とする。第５地点の疑似水面標高はZh₅=ｈ₅+0.5×5.0²/g＝16.3[m]であり、第６地点の疑似水面標高Zh₆=ｈ₆=10[m]である。

定常状態では、ベルヌーイの定理及びZd_5,6=Zh₆-Zh₅=6.3[m]から、右側気密管路２３での入水速度Ｖ_dは、V_d=(2×ｇ×Zd_5,6)^0.5=(2×9.8×6.3)^0.5≒11.1[m/s]である。右側気密管路２３の管路の断面積は1.0[m²]であるから、Qv₂は、Qv₂=V_d×１＝11.1[m³/s]である。開水路の定常的に流れる流量Qs＝20[m³/s]の内の11.1[m³/s]が、右側気密管路２３によって流れている状態になる。つまり、右側気密管路２３の入水速度V_dは、左側気密管路２１の流出速度V_cに比べて約1.1倍と、大きな値となる。（なお、左側気密管路２１の出水速度と右側気密管路２３の入水速度の違いによって、河川の流量が変化する。）結果として、定常状態では、河川の流量Qs＝20[m³/s]に対して、第３地点から第４地点まで左側気密管路２１で流量Qs＝9.9[m³/s]を、第５地点から第６地点まで右側気密管路２３で流量Qs＝11.1[m³/s]を移動させている。V_d≒11.1[m/s]がV_cに比較して多少大きいが問題ない。本願発明の水路システムでは多量の水を高速に移動させることが要求されており、かつ、もしV_dをより小さな値にする必要がある場合にはLbを２[m]より大きくすることで実現できる。

雨が続き、第３地点〜第６地点での水面の標高が同じく５[ｍ]上昇した場合、各地点間の疑似水面標高差は上記の説明事象と同一値である。なお、通常の河川では、最終地点は河口を介して海岸である。海面は水害時でも５ｍの海面上昇は生じないため、少なくとも最終段の気密管路の疑似水面標高差は大きく、最終段の気密管路で高速に水を移動させると、前段の出水口の水面の標高が下がり、結果として前段の疑似水面標高差が生じて、この前後の気密管路も高速に水を移動させる。このように順次気密管路が水を移動させることで高速に水を移動させることができる。最終段の気密管路が水を急速に移動すると、その前段の気密管路は、疑似水面標高差が大きくなって水を急速に移動する。このように、少なくとも下流の方から水を高速に移動して、玉突き的に前段の気密管路を有効に運用することができる。

図１（ｂ）の設置形態で、第３地点でのみ水かさが５[ｍ]急激に増加した状態とする。第３地点の疑似水面標高が、Zh₃=ｈ₃+0.5×V₃ ²/g＝25.05[m]に上昇する。そのため、左側気密管路２１では、開水路で流れる量Qsの内の14.0[m³/s]が移動している状態で、左側気密管路２１の定常的な流量の1.4倍の流量を移動させている。左側気密管路２１の出水速度が増加すると、第５地点の疑似水面標高が増加し、右側気密管路２３の流出速度が増加して、定常状態よりも多い水量を移動させることができる。

この設置形態で、第４地点及び第５地点でのみ水かさが５[ｍ]急激に増加した状態とする（図１（ｄ）参照）。左側気密管路２１では、第４地点の疑似水面標高が高くなり、定常状態よりも少ない水量を移動させることになる。右側気密管路２３では、第５地点の疑似水面標高が増加し、出水速度が増加して、定常状態よりも多い水量を移動させることができる。第４地点及び第５地点で水かさがさらに高まると、左側気密管路２１でも右端２７から左端２５に水が移動することとなる。

この設置形態で、第６地点でのみ水かさが５[ｍ]急激に増加した状態とする。右側気密管路２３では、第６地点の疑似水面標高が高くなる。そのため、定常状態よりも少ない水量を移動させることになる。左側気密管路２１は、第４地点の疑似水面標高が高まるにつれて、定常状態よりも少ない水量を移動させる状態になる。

この設置形態で、第６地点の水面の標高が第４地点及び第５地点の水面の標高より高い場合（ｈ₃=20[m]、ｈ₄＝ｈ₅=15[m]、ｈ₆=16[m]）について考察する。これら地点の水面の標高は、地形に依存して固定的であるとする。例えば、第６地点が河口で急速に汐が満ちた場合や、水源が乏しい特異な地点への水の供給が必要であるが供給地点より標高が高いなどである。この場合、第５地点の水面は第６地点の水面よりも低く、水は、定常状態では第5地点から第６地点へは流れない。左側気密管路２１の動作は既述のとおりＶ_c＝9.9[m/s]である。左側気密管路２１と右側気密管路２３の間の距離Ｌｂを小さく取りLb＝0.2[m]とする。右側気密管路２３の左端２９における開水路の水の速度Ｖ₅は、9.9[m³/s]から減速した6.0[m³/s]とする。第５地点の疑似水面標高はZh₅=ｈ₅+0.5×6.0²/g＝16.8[m]であり、第６地点の疑似水面標高 Zh₆=ｈ₆=16.0[m]である。この設置形態では、ベルヌーイの定理及びZd_5,6=Zh₅- Zh₆=0.8[m]から、右側気密管路２３では左端２９から右端３１に水が流れる。既存の河川では定常的には流れない場所への水の移動が可能であることを示している。なお、左側気密管路２１から水の移動エネルギーをより大きくして出水すれば、より高い標高の第６地点に水を移動できる。水の移動の経路構成をより柔軟に設計して、水供給路を構成できる。

気密管路内の水の移動速度は、河川の水移動速度に比較して一定以上高速であると利用価値が高い。一般に、河川の定常的な水の移動速度は約２[m/s]以下がほとんどで、山岳地帯の河川は高低差が大きく流れも速い。ただし、山岳地帯の河川は川幅が短くかつ容量が小さいため、突発的に氾濫する可能性は高い。このため、突発的な氾濫を避けるための気密管路装置の設計は、河川の構造に留意した設計が必要になる。一方、中流、下流域の氾濫は重大な被害を招くため、今後の突発的な氾濫に対処できる気密管路装置の適用は、中流、下流域での適用が重要・必須となる。

図２を参照して、本願発明の他の実施の形態について説明する。河川は、開水路（水面が存在する水路）であり、上流から下流に水が流れている。河川４１から河川４３の水の流れが本流である。河川４５は支流であり、合流箇所において本流に合流する。河川４１及び河川４５は、定常状態では合流箇所に向けて流れており、河川４３は合流箇所から離れる向きに流れている。

図２（ａ）を参照して、水路システムは、第１気密管路５１（本願発明の「第１気密管路」の一例）と、第２気密管路６３（本願発明の「第２気密管路」の一例）と、第３気密管路５７（本願発明の「第３気密管路」の一例）と、接続部６９（本願発明の「接続部」の一例）と、固定部７１を備える。

第１気密管路５１、第２気密管路６３及び第３気密管路５７は、それぞれ、河川４１、河川４３及び河川４５に設置されている。第１気密管路５１は、上端５５は下端５３よりも合流箇所から遠い。第２気密管路６３は、上端６５は下端６７より合流箇所に近い。第３気密管路５７は、上端６１は下端５９よりも合流箇所から遠い。

固定部７１は、第１気密管路５１の下端５３と第２気密管路６３の上端６５と第３気密管路５７の下端５９を川底に固定する。

接続部６９は、第１気密管路５１の下端５３と第２気密管路６３の上端６５と第３気密管路５７の下端５９の接続関係を変更する。

なお、第１気密管路５１、第２気密管路６３及び第３気密管路５７は、一つの気密管路でもよく、図１（ａ）と同様に複数の気密管路を直列に並べたものであってもよい。

第１気密管路５１、第２気密管路６３及び第３気密管路５７は気密管路であり、両端は河川の水中にある。

第１気密管路５１の上端５５及び第３気密管路５７の上端６１は、入水する水の方向に適切に設定され、かつ高速な入水によって変形・振動・移動をしないように、図示を省略する固定部や設置地点の岩盤などに固定してもよい。ただし、流水が安定していたり、流入が妨害されたり振動や移動したりする可能性が低い場合、固定せずに設置される場合もありうる。第２気密管路６３の下端６７も同様である。

接続部６９が無い場合に、定常状態では、第１気密管路５１及び第３気密管路５７から出水した水は、第２気密管路６３に入水する。第１気密管路５１及び第３気密管路５７から出水した水は、第２気密管路６３の上端６５での水の圧力を増加させて、第２気密管路６３の両端間の水の圧力差を変化させる。

接続部６９は、第１気密管路５１及び第３気密管路５７から出水した水の移動方向を調整したり移動速度を調整したりして、第１気密管路５１及び第３気密管路５７から出水した水による、第２気密管路６３の上端６５における水の圧力の変化を調整する。接続部６９は、例えば、第２気密管路６３の上端６５における河川の流量が少なくならないように、定常時でも水を供給するために貯水する機能を装備してもよい。

第１気密管路５１、第２気密管路６３及び第３気密管路５７の両端では、岩石や流木などの流動物の衝突などにより破損する危険がある。そのため、例えば全面に障害物を排除できるようなフィルタを設けることが望ましい。このフィルタは、何段か重ねて設置して、巨大なものから小さなものまでゴミを排除してもよい。

図２（ｂ）〜（ｆ）は、接続部６９による接続関係の一例を示す。

図２（ｂ）は、気密状態で接続する場合である。この場合は、第１気密管路５１の上端５５と、第２気密管路６３の下端６７と、第３気密管路５７の上端６１の水面の標高によって、各気密管路で移動する水量や向きが変化する。

図２（ｃ）は、開いた状態（気密状態でない状態）で接続する場合である。この場合は、第１気密管路５１の上端５５と、第２気密管路６３の下端６７と、第３気密管路５７の上端６１と、合流箇所における水面の標高によって、各気密管路で移動する水量や向きが変化する。

図２（ｄ）では、第１気密管路５１と第２気密管路６３を気密状態で接続し、第３気密管路５７から出水した水が入らないようにする。この場合、図１（ａ）と同様に、第１気密管路５１の上端５５と、第２気密管路６３の下端６７の水面の標高によって水の移動が生じる。

図２（ｅ）では、第１気密管路５１と第２気密管路６３と第３気密管路５７を気密状態で接続するが、第１気密管路５１と第３気密管路５７から出水する水量を手動もしくは遠隔制御で制限する。例えば第１気密管路５１の上端５５と第３気密管路５７の上端６１で水面の急上昇があった場合に、支流河川４５で堤防の低いところがあるならば、当初は第１気密管路５１の水の移動を制限して第３気密管路５７の水の移動を優先し、徐々に第１気密管路５１の水の移動を緩和して、第１気密管路５１と第３気密管路５７の水の移動のバランスを調整することができる。

図２（ｆ）では、第１気密管路５１と第３気密管路５７を気密状態で接続し、第２気密管路６３には水が移動しないようにする。例えば第１気密管路５１の上端５５で水面が急上昇した場合に、それを直接に河川４３に流すのではなく、河川４５の上流を経由させることにより、河川４３の水面が上昇するようになるまでの時間を遅らせることができる。なお、第２気密管路６３の上端６５は、これを閉じて第２気密管路６３を使用しないようにしてもよく、第２気密管路６３の上端６５を開いた状態として、第２気密管路６３を第１気密管路５１及び第３気密管路５７と独立に動作させてもよい。

本願発明は、洪水の被害減少に寄与できる。洪水が発生しやすい地域の川に気密管路を水中につけて、下流側端部を川下に（例えば河口の水面近くに）設置すれば、上流側端部から入った水が高速に下流側端部まで移動して放出される。その水の移動速度を、河川の水の移動速度の10倍程度に設定し、かつ気密管路の断面積を、河川の最大水流の断面積の0.1倍に設定すれば、気密管路の流量は、河川の流量（＝１０×０．１）と同一となる。従って、気密管路を河川にそってその内部に設置すれば、気密管路と河川による流水の容量を約１．９倍にすることができ、洪水になる可能性を大幅に抑えることができる。この例では、約1.9倍の流量増加する例を示したが、約5倍程度の流速は、実現できる。従って、洪水の発生確率を下げて、かつ増水した雨水を急速に移動させて、水被害期間を短縮でき、社会基盤の安定に寄与できる。

さらに、河川に沿って、洪水が発生しやすい幾つかの地点の川の水中に気密管路をつけて設置してあれば、気密管路を川下に直列に設置して、例えば最終段の気密管路の下流側端部を河口の水面近くに設置すれば、それらが設置された範囲の任意の場所で発生した大量の水は、その下流の複数の気密管路を経て最終段の下流側端部から噴出して高速に水が移動することができ、河川の流速が大幅に拡大する。

第１気密管路５１、第２気密管路６３及び第３気密管路５７は、弁を備えてもよい。この弁により、気密管路で水を移動させるか否かを調整したり、移動する水量を調整したりすることなどができる。弁は、制御栓などであってもよい。また、弁の開閉状態の制御は、自動制御であってもよく、遠隔又は手動で人が制御してもよい。また、一方向弁のようなものでもよい。弁（制御栓を含む）を利用することにより、津波を防いだり、制御が必要でない場合（例えば上流側端部又は下流側端部において水が少ない場合など）には閉じて水を確保したりすることができる。

図３を参照して、本願発明において弁を設けた場合の具体的な一例について説明する。図３（ａ）を参照して、この例では、気密管路の海に近い方の端に弁を設けている。弁は、海側から気密管路に水が入るのを防ぎ（閉じた状態）、気密管路内の水が海側に出水することは許容する（開いた状態）。図３（ｂ）にあるように、気密管路は、例えば河口に並列に設置する。

例えば津波が到来したときのように海から部分的に水面の高まった状態が移動してくる場合に（気密管路は充分に長く、気密管路の長さに比較して水面が高まった部分が充分に短い場合に）、図３（ｃ）にあるように弁は閉じた状態にあり、気密管路において水が海側から水が入るのを防ぐ。図３（ｄ）及び（ｅ）にあるように、弁が設けられていない方の端に水面の高まった状態が到達するまでは、弁は閉じた状態である。図３（ｆ）にあるように、少なくとも弁が設けられていない方の端まで水面の高まった状態が移動したときに、気密管路の両端での水面標高差（疑似水面標高差）により気密管路において海側の水圧が低くなるため、弁が内側から押されて、弁は開いた状態になり、気密管路から海側に出水する。この出水量だけ、津波の量が減少する。なお、もちろん、弁を設けなくても適用できる。その際は、海側から気密管路に水が入り、気密管路内を河口側に高速に移動される。その移動された水の量だけは、津波の波高から分離され、河口の方向に移動する難点があるが、波高は低くなる。

図４は、直列に設置した２つの気密管路の間の構成の一例を示す。図４（ａ）にあるように、２つの気密管路の間は単純に距離をとったものでもよい。図４（ｂ）にあるように中心軸の方向が異なる場合などに、水の移動方向を変えるような移動制御部材を設けてもよい。図４（ｃ）にあるように移動制御部材を連続して複数設けて、移動方向を変えつつ移動速度を減らすようにしてもよい。

図５は、３つの気密管路の間の構成の一例を示す。図５（ａ）にあるように、３つの気密管路の間は距離を開けてもよい。図５（ｂ）にあるように水量や水流抵抗を調整する水量等調整部材を設けてもよい。図５（ｃ）及び（ｄ）は、水量調整部材の一例を示す。例えば、図５（ｃ）及び（ｄ）に示すように、下流側の気密管路の上流側端部の形状をジョウロ型にすれば、等価的に高低差を調整できる。さらに、図５（ｃ）に示すように、下流側の気密管路の上流側端部の上流に、水流を誘導するように水流抵抗となる抵抗装置を設置しても、流入する水流の流れが遅くなったり速くなったりして、等価的に高低差を調整できる。このような水量等調整部材は、適切に入水するように端部の間の位置関係（それらの間隔・中心軸の角度・端部の面積や形状・水流抵抗装置）を設計して、設計値通りにそれらの接続器を設置して実現すればよい。

下流側の気密管路が入水する際の疑似水面標高値は、その上流に設置された気密管路の出水の移動エネルギー量に依存する。そのため、図４及び図５にあるように、気密管路の端部の3次元的な面構造とその面積、その向きや、複数の気密管路の間での3次元の中心軸の一致度合いを設定することなどにより、気密管路に望ましい動作をさせるとすることができる。

図６は、複数の気密管路を接続する接続部の一例を示す。図６（ａ）は、上流側に２つの接続口を、下流側に1つの接続口があるものである。上流側の接続口の一つに気密管路を接続し、もう一つには接続しない。下流側の接続口には気密管路を接続する。気密管路を接続した接続口の制御栓を開き、気密管路を接続しない接続口の制御栓を開くと、２つの気密管路を気密でない状態で接続することができる。気密管路が接続していない接続口の制御栓を閉じ、気密管路を接続した接続口の制御栓をすべて開くと、２つの気密管路を気密状態で接続することができる。図６（ｂ）にあるように、気密管路を接続しない接続口を対向して設けるなどの工夫をしてもよい。図６（ｃ）及び（ｄ）にあるように上流側に複数の接続口を設けてもよく、図６（ｅ）にあるように下流側に複数の接続口を設けてもよく、図６（ｆ）にあるように上流側にも下流側にも複数の接続口を設けてもよい。このような接続部を利用して、図２（ｂ）〜（ｄ）の制御を実現することができる。

図７は、複数の開水路を接続する場合の一例を示す。

図７（ａ）は、気密管路の一部分の標高値が、両端の水面よりも高い位置にある場合に、その気密管路装置の初期設定をする構成を示す。図７に示すように、河川の構造によっては、例えば堤防を越えるように、気密管路を設置する際に気密管路の一部の位置が河川の水面より高い位置を通って設置する必要がある場合がある。この場合に、気密管路内に気体（空気など）があると水は気密管路を流れ込まず、流れ出ない。このため、気密管路を気密状態にするために初期設定する必要がある。最も高い位置に、水栓と空気栓を設ける。設置地点の気圧が1気圧とすると、ベルヌーイの定理より、最も高い個所の高さと高いほうの水面の高さとの違いが約９ｍ以下であれば、一度初期設定された気密管路においては、それから以後は継続的に水が移動して噴出する。気密管路の初期設定は、「両端の水栓を閉じて、かつ、最も高い個所の水栓と空気栓を開いて、開いた水栓の水挿入口から水を送入して開いた空気栓の空気口から空気を出して終えて水が出るまで送入する。最も高い個所の水栓と空気栓を閉じる。そして、両端の水栓を開くと、水が、低い方の端部から放出する」作業である。その放出速度は、高い方の水面の位置と他方の端部の標高（もしくは他方が設置された開水路の水面の標高）の差に依存する。通常、川には水があるが、渇水時などには水がなくなる場合がありうる。そのため、両端の水の状況に応じて端部の水栓を制御する必要がある。これは、遠隔自動制御でもよく、手動制御でもよい。

図７（ｂ）にあるように、２つの独立した河川との間で、本願発明の水路システムを利用して水の移動ができるようにしてもよい。局所的な降雨などにより、一方の河川の狭い範囲でのみ水面が上昇する場合がある。本願発明の水路システムの一方端をこのような局所的な水面上昇が生じる箇所に設け、他方端を異なる河川に設ける。定常状態では、この両端の水面の標高がほぼ同一な場所に設置する。一方端がある河川の水は、河川に従って移動しても他方端がある位置には到達しない。同様に、他方端がある河川の水は、河川に従って移動しても一方端がある位置には到達しない。このような場合でも、本願発明の水路システムを利用して、一つの河川での局所的な水面が上昇した場合、他方より疑似水面標高が高くなり、自動的に高い方から低い方に水が移動する。したがって、洪水などのリスクを低減することができる。なお、このような河川を横断する気密管路を利用して、例えば３つ以上の河川の間で水を移動させてもよい。

なお、図７（ａ）にあるように、気密管路の両端が位置する開水路において、少なくとも水面の標高が高い方に対応する気密管路の端が水中にあればよく、水面の標高が低い方に対応する端は、水中にあってもよく、空中にあってもよい。一方端が水中にあり、他方端が空中にある場合には、空中にある他方端の疑似水面標高は他方端の標高と等しくする。また、他方端を常に空中にして、固定的に出水口として使用してもよい。

本願発明は、気密管路の両端部分における開水路（河川など）の水面の標高によって作動し、両端部分の間は、河川などの位置構造に依存せずに作動する。そのため、例えば堤防などを超えて、水の移動を実現してもよい。さらに、水の移動速度は0〜30ｍ/sと高速であるが、その作動動作からの動作開始時間は水圧の変化の伝達速度に依存し、設定からほぼ瞬時に作動する。また、気密管路の断面は、円形、楕円形、四角形、６角形等の形状がありうる。気密管路の入水口から出水口までの形状は、その内部の水移動の制御のために任意の方向への曲がった形状がありうる。

１水路システム、３底部、５滝部、７水面、１１，２１，２３，５１，５７，６３気密管路、１３，２５，２９左端、１５，２７，３１右端、１７，６９接続部、４１，４３，４５河川、５３，５９，６７上端、５５，５９，６７下端、７１固定部

Claims

一つ又は複数の開水路における水路システムであって、
当該水路システムは、第１気密管路を備え、
前記第１気密管路の一方端及び他方端はそれぞれ第１位置及び第２位置に位置し、
前記第２位置における前記開水路の水面の標高は、前記第１位置における前記開水路の水面の標高とは異なる場合があり、前記第１気密管路の一方端及び他方端は、前記第１位置における水面の標高と前記第２位置における水面の標高のうち少なくとも高い方に位置するものが前記開水路の水中に存在し、
前記第２位置において前記第１位置よりも前記開水路の水が増水して前記第２位置における前記開水路の水面の標高が前記第１位置における前記開水路の水面の標高よりも高くなったならば、前記第１気密管路は、前記他方端に前記開水路の水が流入して前記一方端から水が流出する、水路システム。
当該水路システムは、第２気密管路と、接続部をさらに備え、
前記接続部は、前記第１気密管路の他方端と前記第２気密管路の一方端との間を、気密状態で接続することも気密状態とは異なる状態とすることもでき、
前記接続部が気密状態で接続したならば、前記第１気密管路の他方端と前記第２気密管路の一方端からは開水路の水が流入も流出もせず、
前記接続部が気密状態とは異なる状態としたならば、前記第１気密管路の他方端と前記第２気密管路の一方端の少なくとも一方において開水路の水が流入したり流出したりする、請求項１記載の水路システム。
当該水路システムは、第３気密管路をさらに備え、
前記接続部は、前記第１気密管路の他方端と前記第２気密管路の一方端と前記第３気密管路の一方端の間を、気密状態で接続したり、気密状態とは異なる状態としたり、２つの気密管路を気密状態で接続して１つを閉じたり、少なくとも２つの気密管路を気密状態で接続して水が移動する部分を狭くして流量を制限したり、３つの気密管路を気密状態で接続して水が移動する２つの気密管路と１つの気密管路との間で水が移動する部分の広さを変えて一方を流れやすくして他方を流れにくくする、請求項２記載の水路システム。
前記第１気密管路は、第２位置から第１位置に水が移動でき、第１位置から第２位置に水が移動できない一方向弁を備え、
前記一方向弁によって、第１位置の水面の標高が第２位置の水面の標高よりも高いならば水が移動せず、第２位置での水面の標高が第１位置の水面の標高よりも高いならば水が第２位置から第１位置に移動する、請求項１から３のいずれかに記載の水路システム。
前記第１気密管路の一方端及び他方端はそれぞれ第１開水路及び第２開水路の水中に存在し、
前記第１位置における前記第１開水路の水は前記第１開水路に従って移動しても前記第２位置に到達せず、
前記第２位置における前記第２開水路の水は前記第２開水路に従って移動しても前記第１位置に到達せず、
前記第１気密管路によって前記第１開水路と前記第２開水路との間で水が移動する、請求項１から４のいずれかに記載の水路システム。
複数の開水路における水路システムであって、
当該水路システムは、第１気密管路と、第２気密管路と、接続部を備え、
前記複数の開水路は、第１開水路と、第２開水路と、第３開水路を含み、
前記第１開水路と前記第２開水路と前記第３開水路は、合流箇所で合流し、
前記第１開水路及び前記第２開水路の水は合流箇所に向けて流れ、前記第３開水路の水は、合流箇所から遠ざかる向きに流れ、
前記第１気密管路と前記第２気密管路の両端はそれぞれ前記第１開水路及び前記第２開水路に存在し、
前記接続部が前記第１気密管路と前記第２気密管路の合流箇所に近い端を気密状態で接続したならば、前記第１気密管路の他方端における前記第１開水路の水面の標高と前記第２気密管路の他方端における前記第２開水路の水面の標高とに依存して前記第１気密管路、前記第２気密管路及び接続箇所における水の移動が生じ、
前記接続部が前記第１気密管路と前記第２気密管路の合流箇所に近い端を気密状態とは異なる状態としたならば、合流箇所の水面の標高と、前記第１気密管路の他方端における前記第１開水路の水面の標高及び前記第２気密管路の他方端における前記第２開水路の水面の標高とに依存して前記第１気密管路と前記第２気密管路のそれぞれにおける水の移動が生じる、水路システム。