JP6840340B2 - 流体物捕捉構造体 - Google Patents

Description

この発明は流体物捕捉構造体に関し、特に、砂防堰堤に用いられる流体物捕捉構造体に関するものである。

山岳等の渓流において土砂災害防止のために用いられる施設として、砂防堰堤が知られている。砂防堰堤は、水を通過させる一方、土石流や洪水に含まれて運ばれる土砂礫や流木といった流体物を捕捉し、下流域の保全対象を守る働きをしている。

しかし近年、大型化する台風や洪水の影響により大量の流体物が発生し、砂防堰堤のみでは捕捉できず砂防堰堤を流下・越流した流体物が下流域の保全対象まで到達してしまう事例が発生している。

これらに対して、従来、砂防堰堤の透過部（水通し部）に鋼製の格子状の枠からなるスリット堰堤（流体物捕捉体）を設けたものが存在する（特許文献１）。スリット堰堤により、上流側から流れ込む土石流等の流体物の越流を阻止する。

又、他の態様として、砂防堰堤の水通し部の開口面全域に対向する位置で堰堤の上流側堆積した土砂に捕捉体（流体物捕捉体）を設けたものが存在する（特許文献２）。

特開２０１４−１７３２３２号公報 特開２０１７−７２０２０号公報

しかしながら、上述した特許文献１のように砂防堰堤の水通し部に流体物捕捉体を設けた場合、近年大型化する台風や洪水の影響により大量の流体物が発生したとき等には、流体物を含む流水が砂防堰堤の水通し部だけでなく袖部にまで流れ込むことで、流体物が袖部を乗り越える事案が起きている。

又、上述した特許文献２のように砂防堰堤の水通し部の上流側周辺に流体物捕捉体を設けた場合、洪水等により河床幅全体において流体物が発生したとき等には、全ての流体物を捕捉することが困難である。

更に、既設の砂防堰堤の水通し部や袖部に流体物捕捉体を設ける場合は、設置箇所付近のコンクリートを削らなければならないことに加え、砂防堰堤を削ると全体の重量が減少するため、外力に耐え得るように他の箇所をコンクリート等で補強するなど、大幅な砂防堰堤の改築が必要となり、膨大な時間とコストが発生する課題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、砂防堰堤で捕捉されず越流した流木や礫等の流体物を捕捉することができる流体物捕捉構造体を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、砂防堰堤を越流する流体物を捕捉する流体物捕捉構造体であって、砂防堰堤より下流側の水叩き部に設置された流体物捕捉体を備え、流体物捕捉体は、下流側から上流側に向かって下るように傾斜して設けられ、流体物を捕捉する捕捉部材と、捕捉部材を水叩き部に固定すると共に、堆積した流体物の載荷荷重から支持する支持部材と、支持部材の下流側端部において垂直方向に立設され、捕捉部材の下流側端部と接続される背面支持部とを備え、背面支持部は、その上部が捕捉部材の下流側端部よりも上方に延出しているものである。

このように構成すると、砂防堰堤で捕捉されず越流した流木や礫等の流体物を捕捉することができる。又、捕捉部材が支持部材によって安定的に固定される。更に、流体物捕捉体の傾斜面が流水方向に対向する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、支持部材は、水叩き部に脱着自在に固定されているものである。

このように構成すると、流体物捕捉体を交換可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、流体物捕捉体は、砂防堰堤から落下する流水が水叩き部に接触する箇所である河床接触部の上方に設置されたものである。

このように構成すると、砂防堰堤を越流して落下する流体物が水叩き部に直接衝突することを防止する。

請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、流体物捕捉体は、その少なくとも一部である頂部が、砂防堰堤の下流側法面を落下する流水の外面よりも外方、且つ、水叩き部における最高水面よりも上方に位置するように設定されており、砂防堰堤から落下する流水が水叩き部に接触する箇所である河床接触部より下流側に設置されたものである。

このように構成すると、砂防堰堤を越流して落下してきた流体物のうち水面に浮かんだものを流水から分離することが可能となる。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明の構成において、流体物捕捉体は、その少なくとも一部である頂部が、砂防堰堤の下流側法面を落下する流水の外面よりも外方、且つ、水叩き部における最高水面よりも上方に位置するように設定されているものである。

このように構成すると、流体物捕捉体の少なくとも一部は水面から露出する。

請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の構成において、流体物捕捉体は、砂防堰堤の袖部の下流側の水叩き部に設置されているものである。

このように構成すると、砂防堰堤の袖部を乗り越えた流体物を捕捉することができる。

請求項７記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の構成において、流体物捕捉体は、その少なくとも一部が、砂防堰堤を越流した流体物が衝突する衝突面を含み、衝突面に緩衝材が設けられたものである。

このように構成すると、流体物を捕捉する際の衝撃力を緩和することができる。

請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の発明の構成において、流体物捕捉体は、上流側から下流側に向かって複数列設置されたものである。

このように構成すると、上流側の列に設置された流体物捕捉体を越流した流体物を、下流側の流体物捕捉体で捕捉することが可能となる。

請求項９記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の発明の構成において、流体物捕捉体は、流水方向に平行な一対の捕捉材と、捕捉材同士を横切るように取り付けられた少なくとも１つの第１の横桟とを含むものである。

このように構成すると、流水は流体物捕捉体を通過し、一方で、流体物は捕捉材及び第１の横桟により捕捉される。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明の構成において、流体物捕捉体は、流水方向に直交する方向に複数列設置され、隣接する流体物捕捉体同士の間隔を横切るように取り付けられた少なくとも１つの第２の横桟を更に備えたものである。

このように構成すると、第２の横桟により、流体物が隣接する流体物捕捉体同士の間隔を通過することを防止する。

請求項１１記載の発明は、砂防堰堤を越流する流体物を捕捉する流体物捕捉構造体であって、砂防堰堤より下流側の水叩き部に設置された流体物捕捉体を備え、流体物捕捉体は、流水方向に平行な一対の捕捉材と、捕捉材同士を横切るように取り付けられた少なくとも１つの第１の横桟とを含み、流体物捕捉体は、流水方向に直交する方向に複数列設置され、隣接する流体物捕捉体同士の間隔を横切るように取り付けられた少なくとも１つの第２の横桟を更に備え、第１の横桟及び第２の横桟の各々は、軸としての鋼製チェーンと、鋼製チェーンの少なくとも一部を緩ませた状態でこれを埋設する弾性体とを備えたものである。

このように構成すると、砂防堰堤で捕捉されず越流した流木や礫等の流体物を捕捉することができる。又、流水は流体物捕捉体を通過し、一方で、流体物は捕捉材及び第１の横桟により捕捉される。更に、第２の横桟により、流体物が隣接する流体物捕捉体同士の間隔を通過することを防止する。更に、流体物の横桟への衝突により加わった引張力は、鋼製チェーンが伸び、鋼製チェーンの隣接するリング間の弾性体が圧縮されることによって吸収される。引張力が消失すると、弾性体の作用によって横桟は元の形状に復帰する。

請求項１２記載の発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の発明の構成において、流体物捕捉体は、その上面の少なくとも一部が、下流側から上流側に向けて下る階段状に構成されたものである。

このように構成すると、流体物捕捉体が捕捉した流体物が、階段状である流体物捕捉体の上面に留まるようにすることができる。
請求項１３記載の発明は、砂防堰堤を越流する流体物を捕捉する流体物捕捉構造体であって、砂防堰堤より下流側の水叩き部に設置された流体物捕捉体を備え、流体物捕捉体は、流水方向に平行な一対の捕捉材と、捕捉材同士を横切るように取り付けられた少なくとも１つの第１の横桟とを含み、第１の横桟は、軸としての鋼製チェーンと、鋼製チェーンの少なくとも一部を緩ませた状態でこれを埋設する弾性体とを備えたものである。
このように構成すると、砂防堰堤で捕捉されず越流した流木や礫等の流体物を捕捉することができる。又、流水は流体物捕捉体を通過し、一方で、流体物は捕捉材及び第１の横桟により捕捉される。更に、流体物の横桟への衝突により加わった引張力は、鋼製チェーンが伸び、鋼製チェーンの隣接するリング間の弾性体が圧縮されることによって吸収される。引張力が消失すると、弾性体の作用によって横桟は元の形状に復帰する。

以上説明したように、請求項１記載の発明は、砂防堰堤で捕捉されず越流した流木や礫等の流体物を捕捉することができるため、砂防堰堤の既設か新設かを問わず設置でき、工期短縮やコスト低減が可能となる。又、捕捉部材が支持部材によって安定的に固定されるため、流体物捕捉構造体の安定性が向上する。更に、流体物捕捉体の傾斜面が流水方向に対向するため、捕捉した流体物を保持し易くなる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、流体物捕捉体を交換可能となるため、使用に伴う損傷や経時劣化が起きた際に交換することができ、よりコスト低減が可能となる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、砂防堰堤を越流して落下する流体物が水叩き部に直接衝突することを防止するため、水叩き部の損傷を低減できる。

請求項４記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、砂防堰堤を越流して落下してきた流体物のうち水面に浮かんだものを流水から分離することが可能となるため、流水中を流れる土砂等は流体物捕捉構造体を通過させる一方で目的とする流体物のみを捕捉することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、流体物捕捉体の少なくとも一部は水面から露出するため、水面を流れる流木等の流体物を捕捉し易くなる。

請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の発明の効果に加えて、砂防堰堤の袖部を乗り越えた流体物を捕捉することができるため、流体物の捕捉効率が向上する。

請求項７記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、流体物を捕捉する際の衝撃力を緩和することができるため、流体物捕捉体の損傷を防止し、耐久性が向上する。

請求項８記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の発明の効果に加えて、上流側の列に設置された流体物捕捉体を越流した流体物を、下流側の流体物捕捉体で捕捉することが可能となるため、流体物の捕捉効率が向上する。

請求項９記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の発明の効果に加えて、流水は流体物捕捉体を通過し、一方で、流体物は捕捉材及び第１の横桟により捕捉されるため、流体物の捕捉効率が向上する。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の発明の効果に加えて、第２の横桟により、流体物が隣接する流体物捕捉体同士の間隔を通過することを防止するため、水の流れがせき止められることを防止しながら、捕捉効率が向上する。

請求項１１記載の発明は、砂防堰堤で捕捉されず越流した流木や礫等の流体物を捕捉することができるため、砂防堰堤の既設か新設かを問わず設置でき、工期短縮やコスト低減が可能となる。又、流水は流体物捕捉体を通過し、一方で、流体物は捕捉材及び第１の横桟により捕捉されるため、流体物の捕捉効率が向上する。更に、第２の横桟により、流体物が隣接する流体物捕捉体同士の間隔を通過することを防止するため、水の流れがせき止められることを防止しながら、捕捉効率が向上する。更に、流体物の横桟への衝突により加わった引張力は、鋼製チェーンが伸び、鋼製チェーンの隣接するリング間の弾性体が圧縮されることによって吸収される。引張力が消失すると、弾性体の作用によって横桟は元の形状に復帰する。そのため、横桟が単なる鋼材や弾性体から構成された場合に比べて、流体物の衝突を緩衝する機能が向上する。

請求項１２記載の発明は、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の発明の効果に加えて、流体物捕捉体が捕捉した流体物が、階段状である流体物捕捉体の上面に留まるようにすることができるため、一度捕捉した流体物が流体物捕捉体から分離して再流下することを防止し、捕捉効率を維持することができる。
請求項１３記載の発明は、砂防堰堤で捕捉されず越流した流木や礫等の流体物を捕捉することができるため、砂防堰堤の既設か新設かを問わず設置でき、工期短縮やコスト低減が可能となる。又、流水は流体物捕捉体を通過し、一方で、流体物は捕捉材及び第１の横桟により捕捉されるため、流体物の捕捉効率が向上する。更に、流体物の横桟への衝突により加わった引張力は、鋼製チェーンが伸び、鋼製チェーンの隣接するリング間の弾性体が圧縮されることによって吸収される。引張力が消失すると、弾性体の作用によって横桟は元の形状に復帰する。そのため、横桟が単なる鋼材や弾性体から構成された場合に比べて、流体物の衝突を緩衝する機能が向上する。

この発明の第１の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造を示すものであって、流水方向に直交する方向から見た概略断面図である。 図１で示したＩＩ−ＩＩラインの矢視図である。 図１で示した流体物捕捉構造体の平面図である。 図１で示した流体物捕捉構造体の使用状態を示す概略断面図である。 図１で示した流体物捕捉構造体の流体物捕捉箇所を示す概略断面図である。 この発明の第２の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造を示す図であって、図２に対応するものである。 この発明の第３の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造を示す概略断面図であって、図５に対応するものである。 この発明の他の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造を示す模式図である。 この発明の第４の実施の形態による流体物捕捉構造体を示す概略平面図である。 図９で示したＸ−Ｘラインの矢視図である。 図９で示したＸＩ−ＸＩラインの矢視図であって、流体物捕捉構造体の流体物捕捉体を流水方向に直交する方向から見たものである。 この発明の第５の実施の形態による流体物捕捉構造体の流体物捕捉体を示す模式図である。 この発明の第６の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造を示す概略断面図である。

図１はこの発明の第１の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造を示すものであって、流水方向に直交する方向から見た概略断面図であり、図２は図１で示したＩＩ−ＩＩラインの矢視図であり、図３は図１で示した流体物捕捉構造体の平面図である。

これらの図を参照して、河川において、上流側の砂防堰堤である本堤５１より下流側に、流体物捕捉構造体１が設けられている。又、流体物捕捉構造体１より下流側には、本堤５１と基本的に同様の構成を有し、下流側の砂防堰堤である副堤５２が位置する。

本堤５１は、例えばコンクリートからなり、流水方向に直交する幅方向中央周辺に形成され流水を通過させる水通し部５４と、その両傍に形成され、通常の水量であれば流水を通過させることのない袖部５５ａ、５５ｂとから構成されている。又、副堤５２は、本堤５１と同様に、水通し部５６及び袖部５７ａ、５７ｂとから構成されている。本堤５１より下流側の河床には、本堤５１（水通し部５４及び袖部５５ａ、５５ｂ）から落下する流水による洗堀等から防護するための例えばコンクリートからなる平坦な水叩き部５９が形成されている。水叩き部５９は、特に図２に示すように、本堤５１の水通し部５４及び袖部５５ａ、５５ｂの段差構造に対応した段差構造となっている。

そして、水叩き部５９における、本堤５１から落下する流水の河床接触部６０（落下する流水が河床に到達する予定の箇所）の上方には、流体物捕捉体２ａ、２ｂが幅方向に並列して設置され、流体物捕捉構造体１を構成している。流体物捕捉体２ａ、２ｂの各々は、流木や礫等の流体物を捕捉する捕捉部材５と、捕捉部材５を水叩き部５９に固定すると共に、捕捉部材５に対する流体物の落下の衝撃及び堆積した流体物の載荷荷重から支持する支持部材６とから主に構成されている。即ち、流体物捕捉体２は、流水と共に落下する流体物の衝突による衝撃や堆積した流体物の載荷荷重等の外力に耐え得る強度の鋼材や木材等の材料、構造からなる。

支持部材６は、鋼製荷台であり、アンカーボルトを用いて、水叩き部５９に脱着自在に固定されている。

捕捉部材５は、落下してきた流木１１や、落下後に流水と共に流され運ばれてきた流木１１を流水と分離して捕捉する。又、捕捉部材５の上面は、下流側から上流側に向かって下る傾斜面８として形成されている。更に、捕捉部材５における、本堤５１を越流した流体物が衝突する衝突面（本実施の形態の場合、上述した傾斜面８）には、例えばゴムからなる緩衝材７が設けられている。

次に、図４は図１で示した流体物捕捉構造体の使用状態を示す概略断面図であり、図５は図１で示した流体物捕捉構造体の流体物捕捉箇所を示す概略断面図である。

これらの図を参照して、河川の流水１０が上流側から下流側にかけて流れ、これに伴って流体物である複数の流木１１が本堤５１に捕捉されることなく越流し落下している。このような、本堤５１で捕捉されず越流した流木１１を、流体物捕捉構造体１の流体物捕捉体２が水と分離して捕捉することができ、水のみが下流に流下する。更に落下してきた流木１１は、既に捕捉された流木１１や流体物捕捉体２により捕捉され、流体物捕捉体２上に流木１１が堆積する。図５の一点鎖線で示した流体物捕捉箇所１５は、このような本堤５１を越流した流木１１を捕捉することができると共に、堆積させることができる箇所であって、本堤５１の下流側法面６１と流体物捕捉体２の捕捉部材５とを外延として含む範囲である。流体物捕捉構造体１は上述したように本堤５１より下流側の水叩き部５９に設置されるため、砂防堰堤（本堤５１）や水叩き部５９の既設か新設かを問わず設置でき、工期短縮やコスト低減が可能となる。

尚、流体物捕捉箇所１５に堆積した流木１１は、適宜除去工事を行うことで取り除くことができる。

又、図１〜図５を併せて参照して、流体物捕捉体２（２ａ、２ｂ）は水通し部５４の下流側に設置されているため、主に水通し部５４を通過して本堤５１を越流した流体物を捕捉する。水通し部５４には、流体物を捕捉するための鋼製のスリット構造体（図示せず）等が設置されている場合もあるが、土石流や洪水等の発生時に水量が増え、流体物がこのようなスリット構造体を乗り越えて下流側に流れ込むことがある。このような水通し部５４のスリット構造体を乗り越えた流体物に対しても、本実施の形態の流体物捕捉構造体１であれば捕捉することができ有用である。

又、流体物捕捉体２は、上述したように捕捉部材５と支持部材６とから構成されており、捕捉部材５が支持部材６によって安定的に固定されるため、流体物捕捉構造体の安定性が向上している。

更に、支持部材６は、上述したように水叩き部５９に脱着自在に固定されていることから、流体物捕捉体２が交換可能となるため、使用に伴う損傷や経時劣化が起きた際に流体物捕捉体２を交換することができ、コスト面で有利となる。

更に、流体物捕捉体２は、上述したように本堤５１から落下する流水１０が水叩き部５９に接触する箇所である河床接触部６０の上方に設置されているため、落下する流木１１が水と分離され、流木１１を捕捉することができる。したがって、流木１１の落下の衝撃を流体物捕捉体２が緩和するため、水叩き部５９の損傷を低減できる。

ここで、流体物捕捉体２の下流側の端部である頂部１３は、本堤５１の下流側法面６１を落下する流水１０の外面６３よりも外方、且つ、水叩き部５９における最高水面６４よりも上方に位置するように設定されている。このように構成することで、流体物捕捉体２の少なくとも一部が水面から露出するため、水面近くを流れる流木１１等の流体物を捕捉し易くなる。

又、流体物捕捉体２では、上述した傾斜面８が、頂部１３から上流側に向けて下るものとして形成されている。このように構成することで、流体物捕捉体２の傾斜面８が流水方向に対向するため、捕捉した流体物を保持し易くなる。

更に、流体物捕捉体２の傾斜面８の先端（本実施の形態の場合、流体物捕捉体２の上流側の端部）は、水叩き部５９における水面よりも下方に位置し、通常時は水中に位置する。このように構成することで、頂部１３は水面から露出すると共に、頂部１３とは反対側の端部は水中に位置することとなるため、水面を流れる流木１１等の流体物がその傾斜面８に更に衝突し易くなり、捕捉し易くなる。

更に、上述したように流体物捕捉体２の衝突面（傾斜面８）には緩衝材７が設けられていることから、流木１１を捕捉する際の衝撃を緩和することができるため、流体物捕捉体２の損傷を防止し、耐久性が向上する。

次に、図６はこの発明の第２の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造を示す図であって、図２に対応するものである。

尚、第２の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造は、上述した第１の実施の形態のものと基本的に同様であるため、相違点を中心に以下説明する。

同図を参照して、流体物捕捉構造体２１は、第１の実施の形態と同様の流体物捕捉体２２ｂ、２２ｃと、本堤５１の袖部５５ａ、５５ｂの各々の下流側の水叩き部５９に設置された流体物捕捉体２２ａ、２２ｄとから主に構成されている。

このように構成することで、土石流や洪水等によって流体物が大量に発生した場合等に、本堤５１の水通し部５４だけでなく袖部５５ａ、５５ｂをも乗り越えた流体物であっても捕捉することができるため、流体物の捕捉効率が向上する。

次に、図７はこの発明の第３の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造を示す概略断面図であって、図５に対応するものである。

尚、第３の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造は、上述した第１の実施の形態のものと基本的に同様であるため、相違点を中心に以下説明する。

同図を参照して、流体物捕捉構造体３１は、第１の実施の形態と同様に水叩き部５９の河床接触部６０の上方に設置された流体物捕捉体３２ａと、流体物捕捉体３２ａの下流側に流水方向に並んで水叩き部５９に設置された流体物捕捉体３２ｂとから構成されている。即ち、流体物捕捉体３２ａ、３２ｂは、上流側から下流側に向かって複数列設置されている。このように構成することで、上流側の列に設置された流体物捕捉体３２ａを越流した流体物を、下流側の流体物捕捉体３２ｂで捕捉することが可能となるため、流体物の捕捉効率が向上する。

即ち、上流側の流体物捕捉体３２ａとは位置が合わず越流した流体物や、流体物捕捉箇所３５ａの流体物の堆積量が満杯となったことで越流した流体物を、下流側の流体物捕捉体３２ｂで捕捉することが可能である。このように、流体物捕捉構造体３１の流体物捕捉箇所は、上流側の流体物捕捉体３２ａに対応した流体物捕捉箇所３５ａだけでなく、下流側の流体物捕捉体３２ｂに対応した図７の二点鎖線で示す流体物捕捉箇所３５ｂを加えたものとなるため、流体物の堆積量も増加させることができる。

次に、図８はこの発明の他の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造を示す模式図である。

尚、この他の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造は、上述した第１の実施の形態のものと基本的に同様であるため、相違点を中心に以下説明する。

同図の（１）を参照して、流体物捕捉体４１は、同図に示す断面形状が、水叩き部５９に設置される支持部材４２を底辺とし、その対頂点を水面から露出する頂部４３とした三角形状である。又、頂部４３から上流側に向けて下り、流水方向に対向する傾斜箇所が捕捉部材４４であり、その表面には緩衝材４５が設けられている。

又、同図の（２）を参照して、流体物捕捉体４６の断面形状は、同図の（１）に示した流体物捕捉体４１の三角形状を基礎として、その下流側の一辺を上流側に延長した先端箇所に頂部４８が位置するものである。そして、頂部４８からくの字型に曲がり、流水方向に対向する箇所が捕捉部材４９であり、その表面には緩衝材５０が設けられている。

これら流体物捕捉体４１及び流体物捕捉体４６の各々は、第１の実施の形態による流体物捕捉体２と同様の機能を発揮する。

次に、図９はこの発明の第４の実施の形態による流体物捕捉構造体を示す概略平面図であり、図１０は図９で示したＸ−Ｘラインの矢視図であり、図１１は図９で示したＸＩ−ＸＩラインの矢視図であって、流体物捕捉構造体の流体物捕捉体を流水方向に直交する方向から見たものである。

尚、図９において、同図の上方が上流側であって、同図の下方が下流側であり、流水方向は上流側から下流側への方向である。

又、この第４の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造は、上述した第１の実施の形態によるものと基本的に同様であるため、相違点を中心に以下説明する。

これらの図を参照して、流体物捕捉構造体７１は、流水方向に直交する方向に３列設置された、平面視略コの字状の流体物捕捉体７２ａ〜７２ｃから構成されている。

又、特に図１１に示されるように、例えば流体物捕捉体７２ｃは、捕捉部材７５ｃと、支持部材７６とから構成されている。そして、捕捉部材７５ｃは、流水方向に平行であって下流側から上流側に向かって下るように傾斜する一対の捕捉材７７ａ、７７ｂと、捕捉材７７ａ、７７ｂ同士を横切るように取り付けられた第１の横桟７８ａ〜７８ｃとを含むものである。

このように構成することで、流水は流体物捕捉体７２ｃを通過し、一方で、流体物は捕捉材７７ａ、７７ｂ及び第１の横桟７８ａ〜７８ｃにより捕捉されるため、水の流れがせき止められることを防止しながら、流体物の捕捉効率を向上させることができる。

又、支持部材７６は、垂直方向に立設された長方形枠状の背面支持部８０を含む。捕捉材７７ａ、７７ｂは、その下流側端部が背面支持部８０に接続され、支持されている。

又、捕捉材７７ｂは、二段階の傾斜となっている。即ち、捕捉材７７ｂは、垂直方向における下方側であって下方への傾斜角度が比較的小さい本体部７４と、本体部７４に接続され、垂直方向における上方側であって下方への傾斜角度が比較的大きい補助部７３とを含むものである。

このように構成することで、補助部７３によって流体物捕捉体７２全体の強度を向上させながら、流体物捕捉体７２の垂直方向高さを大きくすることで、捕捉範囲が大きくなる。

又、戻って図９〜図１１を併せて参照して、流体物捕捉体７２ａ、７２ｂも、上述した流体物捕捉体７２ｃと同様の構成である。

そして、隣接する流体物捕捉体７２ａ、７２ｂ同士の間隔を横切るように、第２の横桟７９ａ〜７９ｃが取り付けられている。流体物捕捉体７２ｂ、７２ｃ同士の間隔においても同様に第２の横桟７９ｄ〜７９ｆが取り付けられている。

このように構成することで、第２の横桟により、流体物が隣接する流体物捕捉体７２ａ、７２ｂ及び７２ｂ、７２ｃ同士の間隔を通過することを防止するため、水の流れがせき止められることを防止しながら、捕捉効率が向上する。

又、第１の横桟７８ａは、軸としての鋼製チェーン６８と、鋼製チェーン６８の一部を緩ませた状態でこれを埋設する弾性体６９とを備えたものである。第１の横桟７８ｂ、７８ｃ及び第２の横桟７９ａ〜７９ｆの各々も、第１の横桟７８ａと同様の構成である。

このように構成することで、流体物の横桟７８、７９（第１の横桟７８ａ〜７８ｃ及び第２の横桟７９ａ〜７９ｆ）への衝突により加わった引張力は、鋼製チェーン６８が伸び、鋼製チェーン６８の隣接するリング間の弾性体６９が圧縮されることによって吸収される。引張力が消失すると、弾性体６９の作用によって横桟７８、７９は元の形状に復帰する。そのため、横桟７８、７９が単なる鋼材や弾性体から構成された場合に比べて、流体物の衝突を緩衝する機能が向上する。

次に、図１２はこの発明の第５の実施の形態による流体物捕捉構造体の流体物捕捉体を示す模式図である。

尚、この第５の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造は、上述した第４の実施の形態によるものと基本的に同様であるため、相違点を中心に以下説明する。

同図を参照して、流体物捕捉体８２は、その捕捉部材８５における上面８６の垂直方向上半部が、下流側から上流側に向けて下る階段状に構成されている。

このように構成することで、流体物捕捉体が捕捉した流体物が、階段状である流体物捕捉体の上面に留まるようにすることができるため、一度捕捉した流体物が流体物捕捉体から分離して再流下することを防止し、捕捉効率を維持することができる。

次に、図１３はこの発明の第６の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造を示す概略断面図である。

尚、この第６の実施の形態による流体物捕捉構造体の構造は、上述した第１の実施の形態によるものと基本的に同様であるため、相違点を中心に以下説明する。

同図を参照して、流体物捕捉構造体２５の流体物捕捉体２６は、第１の実施の形態によるものと同様に、その頂部２７が、本堤５１の下流側法面６１を落下する流水１０の外面６３よりも外方、且つ、水叩き部５９における最高水面６４よりも上方に位置するように設定されている。

そして、流体物捕捉体２６は、本堤５１から落下する流水１０が水叩き部５９に接触する箇所である河床接触部６０より下流側に設置されたものである。

このように構成すると、矢印２８ａ〜２８ｄで示すように、本堤５１を越流して落下してきた流木１１は、河床接触部６０の上方ではなく、水面に浮かんだ状態で流水１０から分離することが可能となる。そのため、流水１０中を流れる土砂等（図示せず）は流体物捕捉構造体２５を通過させる一方で、目的とする流木１１のみを捕捉することができる。これによって、流体物捕捉体２６より上流側の箇所に流木１１や礫等の流体物を堆積させず、流水１０を下流側にスムーズに流すことができる。

又、流体物捕捉体２６の上面は下流側から上流側に向かって下る傾斜面２９として形成されている。このように構成することで、流体物捕捉体２６に捕捉された流木１１は傾斜面２９に沿って上方へ移動し、流水１０中を流れる土砂、礫等は流体物捕捉構造体２５の下方から通過させることで、目的とする流木１１のみを効率的に捕捉することができる。これによって、流体物捕捉体２６より上流側の箇所に土砂、礫等の流体物が堆積することを低減し、流水１０を下流側にスムーズに流して、流木１１のみ効率的に捕捉することができる。

尚、上記の各実施の形態では、砂防堰堤や流体物捕捉体が特定の素材からなり、特定形状のものであったが、他の素材からなるものであっても良く、又、他の形状であっても良い。

又、上記の各実施の形態では、流体物捕捉構造体は複数の流体物捕捉体から構成されていたが、少なくとも１つの流体物捕捉体から構成されるものであれば良い。

更に、上記の各実施の形態では、砂防堰堤を本堤や副堤として説明したが、少なくとも１つの砂防堰堤であれば本発明を同様に適用できる。したがって、上流側から下流側に向けて３つ以上の砂防堰堤や垂直壁が設けられたものであっても良く、この場合はいずれかの砂防堰堤の下流側に流体物捕捉構造体が設置されれば良い。

更に、上記の各実施の形態では、支持部材はアンカーボルトにより水叩き部に脱着自在に固定されていたが、他の固定方法であっても良い。

又、脱着自在でない（設置後に流体物捕捉体の構造破壊を伴うことなく取り外すことのできない）ように固定しても良い。例えば、埋設するものや、砂防堰堤の新設時にコンクリートを用いて流体物捕捉構造体を水叩き部と一体的に構成するものが挙げられる。

更に、上記の各実施の形態では、頂部が流体物捕捉体の下流側の端部であったが、流体物捕捉体の他の部分であっても良い。

更に、上記の各実施の形態では、緩衝材を含めた捕捉部材が特定構造であったが、他の構造であっても良く、例えばスリット構造や網の目構造が挙げられる。

更に、上記の各実施の形態において、水叩き部における最高水面とは、想定される最大水量の流水が河川を流れたときの水面を意味する。

更に、上記の第１の実施の形態では、流体物捕捉体は河床接触部の上方に設置されていたが、河床接触部より下流側の箇所等、水叩き部のいずれかの箇所に設置されるものであれば良い。

更に、上記の各実施の形態では、緩衝材はゴムからなるものであったが、弾性変形、塑性変形や座屈変形等が可能なもので流体物の捕捉の衝撃力を緩和できる構造であれば他のものであっても良い。例えば、ゴムや木材、鋼材等からなる構造体が挙げられる。

又、緩衝材は設けていなくとも良い。

更に、上記の各実施の形態では、特定範囲を流体物捕捉箇所として示したが、例えば流体物捕捉体の構造や設置箇所を種々変更することも可能であるため、他の範囲において流体物を捕捉及び堆積しても良い。

更に、上記の第３の実施の形態では、流体物捕捉体が上流側から下流側に向かって複数列設置されていたが、流体物捕捉体は直列に配置しても良いし、上流側で幅方向に並列した流体物捕捉体の間の位置の下流側に配置しても良い。

更に、上記の第４の実施の形態では、第１の横桟及び第２の横桟の各々が特定の構成によるものであったが、単なる鋼材や、単なる弾性体のように緩衝機能を有する索材であっても良い。

更に、上記の第４の実施の形態では、第２の横桟が流体物捕捉体同士の間隔に垂直方向において略等間隔となるように３つ備えられていたが、少なくとも１つあれば良い。

更に、上記の第４の実施の形態では、第２の横桟が備えられていたが、第２の横桟が無くとも良い。

更に、上記の第４の実施の形態では、第１の横桟が捕捉材同士の間隔に垂直方向において略等間隔となるように３つ備えられていたが、少なくとも１つあれば良い。

更に、上記の第４の実施の形態では、捕捉材や第１の横桟が備えられていたが、捕捉材や第１の横桟が無くとも良い。

更に、上記の第４の実施の形態では、流体物捕捉体は３列設置されていたが、２列以上であれば第２の横桟は取り付けることができるし、４列以上であっても良い。

更に、上記の第４の実施の形態では、流体物捕捉体は３列設置されていたが、流体物捕捉体は１個であっても良い。

更に、上記の第４の実施の形態では、横桟が鋼製チェーンとこれの一部を埋設する弾性材とから構成されるものであったが、弾性体が鋼製チェーンの全てを埋設するものであっても良い。

更に、上記の第４の実施の形態では、捕捉材が二段階の傾斜であったが、一段の傾斜であっても良いし、逆方向の傾斜であっても良いし、傾斜が無くとも良い。

更に、上記の第５の実施の形態では、流体物捕捉体の上面の特定の部分が階段状であったが、少なくとも一部が階段状であれば良いし、全部が階段状であっても良い。又、このような階段状も、傾斜面の一態様に含まれる。

更に、上記の第５の実施の形態では、流体物捕捉体の上面の特定の部分が階段状であったが、階段状の部分が無くとも良い。

更に、上記の各実施の形態では、流体物捕捉体は特定の箇所に設置されていたが、河川に設置し、その少なくとも頂部が河川の最高水位より上方に位置し、その上面が下流側から上流側に向けて下る傾斜面となるように構成しても良い。このように構成することで、上流から流れてきた流木等の流体物を捕捉することができる。

１、２１、２５、３１、７１…流体物捕捉構造体
２、２２、２６、３２、４１、４６、７２、８２…流体物捕捉体
５、４４、４９、７５、８５…捕捉部材
６、４２、７６…支持部材
７、４５、５０…緩衝材
８、２９…傾斜面
１０…流水
１１…流木
１３、２７、４３、４８…頂部
５１…本堤
５２…副堤
５４、５６…水通し部
５５、５７…袖部
５９…水叩き部
６０…河床接触部
６１…下流側法面
６３…外面
６４…最高水面
６８…鋼製チェーン
６９…弾性体
７７…捕捉材
７８…第１の横桟
７９…第２の横桟
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (13)

1. 砂防堰堤を越流する流体物を捕捉する流体物捕捉構造体であって、
   前記砂防堰堤より下流側の水叩き部に設置された流体物捕捉体を備え、
   前記流体物捕捉体は、
   下流側から上流側に向かって下るように傾斜して設けられ、前記流体物を捕捉する捕捉部材と、
   前記捕捉部材を前記水叩き部に固定すると共に、堆積した前記流体物の載荷荷重から支持する支持部材と、
   前記支持部材の下流側端部において垂直方向に立設され、前記捕捉部材の下流側端部と接続される背面支持部とを備え、
   前記背面支持部は、その上部が前記捕捉部材の下流側端部よりも上方に延出している、流体物捕捉構造体。
2. 前記支持部材は、前記水叩き部に脱着自在に固定されている、請求項１記載の流体物捕捉構造体。
3. 前記流体物捕捉体は、前記砂防堰堤から落下する流水が前記水叩き部に接触する箇所である河床接触部の上方に設置された、請求項１又は請求項２記載の流体物捕捉構造体。
4. 前記流体物捕捉体は、その少なくとも一部である頂部が、前記砂防堰堤の下流側法面を落下する流水の外面よりも外方、且つ、前記水叩き部における最高水面よりも上方に位置するように設定されており、
   前記砂防堰堤から落下する流水が前記水叩き部に接触する箇所である河床接触部より下流側に設置された、請求項１又は請求項２記載の流体物捕捉構造体。
5. 前記流体物捕捉体は、その少なくとも一部である頂部が、前記砂防堰堤の下流側法面を落下する流水の外面よりも外方、且つ、前記水叩き部における最高水面よりも上方に位置するように設定されている、請求項１から請求項３のいずれかに記載の流体物捕捉構造体。
6. 前記流体物捕捉体は、前記砂防堰堤の袖部の下流側の水叩き部に設置されている、請求項１から請求項５のいずれかに記載の流体物捕捉構造体。
7. 前記流体物捕捉体は、その少なくとも一部が、前記砂防堰堤を越流した前記流体物が衝突する衝突面を含み、
   前記衝突面に緩衝材が設けられた、請求項１から請求項６のいずれかに記載の流体物捕捉構造体。
8. 前記流体物捕捉体は、上流側から下流側に向かって複数列設置された、請求項１から請求項７のいずれかに記載の流体物捕捉構造体。
9. 前記流体物捕捉体は、流水方向に平行な一対の捕捉材と、
   前記捕捉材同士を横切るように取り付けられた少なくとも１つの第１の横桟とを含む、請求項１から請求項８のいずれかに記載の流体物捕捉構造体。
10. 前記流体物捕捉体は、流水方向に直交する方向に複数列設置され、
    隣接する前記流体物捕捉体同士の間隔を横切るように取り付けられた少なくとも１つの第２の横桟を更に備えた、請求項９記載の流体物捕捉構造体。
11. 砂防堰堤を越流する流体物を捕捉する流体物捕捉構造体であって、
    前記砂防堰堤より下流側の水叩き部に設置された流体物捕捉体を備え、
    前記流体物捕捉体は、流水方向に平行な一対の捕捉材と、
    前記捕捉材同士を横切るように取り付けられた少なくとも１つの第１の横桟とを含み、
    前記流体物捕捉体は、流水方向に直交する方向に複数列設置され、
    隣接する前記流体物捕捉体同士の間隔を横切るように取り付けられた少なくとも１つの第２の横桟を更に備え、
    前記第１の横桟及び第２の横桟の各々は、
    軸としての鋼製チェーンと、
    前記鋼製チェーンの少なくとも一部を緩ませた状態でこれを埋設する弾性体とを備えた、流体物捕捉構造体。
12. 前記流体物捕捉体は、その上面の少なくとも一部が、下流側から上流側に向けて下る階段状に構成された、請求項１から請求項１１のいずれかに記載の流体物捕捉構造体。
13. 砂防堰堤を越流する流体物を捕捉する流体物捕捉構造体であって、
    前記砂防堰堤より下流側の水叩き部に設置された流体物捕捉体を備え、
    前記流体物捕捉体は、流水方向に平行な一対の捕捉材と、
    前記捕捉材同士を横切るように取り付けられた少なくとも１つの第１の横桟とを含み、
    前記第１の横桟は、
    軸としての鋼製チェーンと、
    前記鋼製チェーンの少なくとも一部を緩ませた状態でこれを埋設する弾性体とを備えた、流体物捕捉構造体。

Images