JPH04237725A - 水底表層部高有機質ヘドロの浚渫方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、富栄養化した湖沼や海
域などの水底に賦存する有機質を高度に含有するヘドロ
を含有率が高い状態で水底表層部から浚渫する水底表層
部高有機質ヘドロの浚渫方法及びこの方法を実施するの
に好適な装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】富栄養化した湖沼や海域などの水底に賦
存する有機質を高度に含有するヘドロ（以下、高有機質
ヘドロと言う）は、腐敗した生物等が水底表面に堆積し
たものである場合が大部分であり、その存在により水質
を汚染して水中生物の繁殖を阻害すると共に赤潮等の発
生原因等にもなるため、浚渫によりその湖沼や海域など
から除去する必要がある。

【０００３】このような水底表面に堆積している高有機
質ヘドロを浚渫するには、従来は吸入管１４の先端に図
７に示す如き吸入ヘッド１３が装着された設備を備えた
浚渫船によって行われていた。即ち、この浚渫船に備え
られた吸入ヘッド１３は、吸入管１４の下端の両側にそ
れぞれ油圧シリンダ１５によって吸入口１３ａを開閉さ
せるフラップ１３ｂが枢着されており、吸入ヘッド１３
の進行方向に対して後方のフラップ１３ｂをその枢着位
置を中心として回転させて吸入口１３ａを開口してこの
フラップ１３ｂを切り取りブレードの如き作用をなさし
めることによって水底表面に堆積している高有機質ヘド
ロを吸入管１４に案内する構造となっていたのである。

【０００４】このような構造の吸入ヘッド１３を備えた
浚渫船により高有機質ヘドロの浚渫を行う場合には、先
ず吸入管１４を介して水中に吸入ヘッド１３を降下させ
、吸入ヘッド１３の進行させる方向に対して後側に位置
するフラップ１３ｂをその枢着位置を中心として回転さ
せてその吸入口１３ａを開口し、その回転させたフラッ
プ１３ｂを水底１６の高有機質ヘドロ中に所定深さだけ
を埋没させた状態で吸入ヘッド１３を進行させながら船
体上に設けられている浚渫ポンプ（図示なし）により水
底１６の表層部１６ａの高有機質ヘドロを吸入ヘッド１
３から吸入管１４を経て船体上に吸引し、そのまま浚渫
管を経て埋立地に排送していたのである。

【０００５】しかしながら、このようにして浚渫された
高有機質ヘドロは一般に埋立てに利用されるので、高有
機質ヘドロのみを高濃度の状態で浚渫すれば高有機質ヘ
ドロの下方に存在する余分な泥土を埋立地に持ち込まな
いので準備する埋立地が狭くて済むと共に埋立地に放出
する前の高有機質ヘドロの濃縮や脱水等の含水量を低く
する処理やその埋立地に多量の水が排出されることによ
って生じる軟弱地盤に対する処理も容易となるのである
が、高有機質ヘドロは水底の表層部にのみ堆積するもの
であるため上記した如く浚渫ポンプにより吸引して水底
表層部の高有機質ヘドロのみを浚渫しようとしても高有
機質ヘドロと共に周囲の水も吸引され且つ吸入管内で撹
拌混合されるので、結果的に水分を多く含んだ含水率の
高い状態で浚渫されることになって高有機質ヘドロの濃
縮や脱水等の後処理を施さなければならなかったり、埋
立地での軟弱地盤処理に多額の費用を要するという欠点
があったのである。

【０００６】このような欠点を生じさせずに上記した吸
入ヘッドを利用して含水率の低い状態で高有機質ヘドロ
を浚渫するのに、吸引する際に周囲の水を同時に吸引す
ることのないように高有機質ヘドロ内の充分な深さに吸
入ヘッドを埋没させてから浚渫ポンプにより吸引する方
法が考えられるが、高有機質ヘドロは水底表層部の比較
的浅い部分に堆積しているので、この方法では高有機質
ヘドロだけでなく高有機質ヘドロの下方に存在する余分
な泥土をも浚渫することになると共に水底の最も表層側
に存在する高有機質ヘドロは浚渫できずに残ってしまう
という欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の欠点を解消して、浚渫すべき水底表層部の高有機質ヘ
ドロを含水量の少ない状態即ち水底表層部に堆積してい
るのとほぼ同一の状態で且つ可及的に高有機質ヘドロの
みを浚渫することができる水底表層部高有機質ヘドロの
浚渫方法及びこの方法を実施するのに好適な装置を提供
することを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる課題
を解決すべく種々検討した結果、従来のヘドロ浚渫方法
のように水底表層部の高有機質ヘドロを周囲の水も共に
吸引して浚渫船体上に搬送する方法では吸入ヘッドの吸
入口近傍において乱流が生じて吸引した高有機質ヘドロ
と水とを混合撹拌してしまうので水底表層部の高有機質
ヘドロのみを浚渫することができないことに着目し、浚
渫を水底表層部から浚渫船までの言わば掻き取りによる
浚渫工程と浚渫船から埋め立て地等への排送工程とに分
離すれば良いことに着目した。

【０００９】そして前者の工程としては、浚渫船の船体
上に水平で且つ船体の長手方向に対して直角な線を中心
に回転自在に枢着されていて両端が開口されている筒状
アームと、この筒状アームの船体と反対側端部に枢着さ
れておりその内面が該筒状アームの下部内面と連続して
いる取入口材と、この取入口材から前記筒状アームの船
体側端部に亘りこれら取入口材及び筒状アームの下部内
面と当接して搬送空間を形成せしめる搬送空間形成部材
が設けられているコンベアとを備えた水底表層部の浚渫
装置を用い、前記筒状アームを船体上の枢着位置で回転
させて取入口材の位置で前記搬送空間の上面がほぼ水底
表層部の高有機質ヘドロの表面と合致するように埋没さ
せて前記コンベアを船体の進行速度と同一速度で駆動さ
せれば、水底表層部の高有機質ヘドロを水底に堆積して
いる状態を維持したまま取入口材内に掻き取るようにし
て取り入れて船体上に搬送できるため、水底表層部の高
有機質ヘドロのみを浚渫することができることを究明し
て本発明を完成したのである。

【００１０】以下、本発明に係る水底表層部高有機質ヘ
ドロの浚渫方法及びこの方法を実施するのに好適な装置
について詳細に説明する。本発明に係る水底表層部高有
機質ヘドロの浚渫方法は、浚渫船の船体上に水平で且つ
船体の長手方向に対して直角な線を中心に回転自在に枢
着されていて両端が開口されている筒状アームと、該筒
状アームの船体と反対側端部に枢着されておりその下部
内面が筒状アームの下部内面と連続している取入口材と
、該取入口材から前記筒状アームの船体側端部に亘りこ
れら取入口材及び筒状アームの下部内面と当接して搬送
空間を形成せしめる搬送空間形成部材が設けられている
コンベアとを備えた水底表層部の浚渫装置を用いて、前
記筒状アームを船体上の枢着位置で回転させて取入口材
と搬送空間形成部材とより形成される搬送空間を水底表
層部に埋没させた状態で船体を進行させると共に船体の
進行速度と同一速度でコンベアを駆動させることによっ
て水底表層部を浚渫することを特徴とする方法である。

【００１１】このような本発明方法を実施するのに好適
な装置について、図面により以下詳細に説明する。図１
は本発明方法を実施するのに好適な本発明装置の１実施
例を示す側面説明図、図２は図１におけるＡ部拡大説明
図、図３は本発明方法を実施するのに好適な本発明装置
の他の実施例を示す側面説明図、図４は同平面説明図、
図５は筒状アームの下面がベルトコンベアにより構成さ
れている場合の図２に相当する説明図、図６は図２にお
ける右側面図である。

【００１２】浚渫船の船体１７上には、水平で且つこの
船体１７の長手方向に対して直角な線を中心に回転自在
に両端を開口された筒状アーム１が枢着されており、こ
の筒状アーム１の他端側は通常図１及び図３に示す如く
ブーム８を介して張設されている筒状アーム用索７によ
って懸垂されている。そして筒状アーム用索７は船体１
７上に設けられている筒状アーム用ウインチ６により巻
取又は巻出され、前記筒状アーム１を船体１７上の枢着
位置で上下方向に回転せしめることができるのである。

【００１３】この筒状アーム１の船体１７と反対側端部
には、その下部内面２ａが筒状アーム１の下部内面１ａ
と連続せしめられた状態、例えば図２に示す如く筒状ア
ーム１の下部内面１ａとその下部内面２ａとを可撓板３
を介して取入口２ｃが進行方向側に向けて開口している
状態で連続せしめられている取入口材２が枢着されてい
る。

【００１４】そしてこの取入口材２から筒状アーム１の
船体側端部に亘りこれら取入口材２及び筒状アーム１の
下部内面２ａ，１ａと当接して搬送空間４ｂを形成せし
める搬送空間形成部材４ａが設けられているコンベア４
が、船体１７側の端部でテンションプーリ４ｃにより一
定の張力を作用せしめられた状態で前記筒状アーム１に
内装されている。このコンベア４としては、表面に板状
体を立設されているベルトから成るベルトコンベアやバ
ケットが連結されているバケットコンベアの如く、取入
口材２及び筒状アーム１の下部内面２ａ，１ａとの間で
ほぼ密閉された搬送空間４ｂを形成できるものであれば
良い。なお、浚渫すべき水底１６の表層部１６ａの高有
機質ヘドロが含水量が大きく粘性が低い場合には、図５
に示す如く筒状アーム１の下部内面１ａがベルトコンベ
ア１ｂにより構成されていることが好ましい。

【００１５】また前記取入口材２の下面２ｂがフラット
に形成されていると共にその取入口材２の下面２ｂをほ
ぼ水平に維持する水平維持機構５が設けられていること
が、水底１６の表層部１６ａをほぼ水平に且つ高有機質
ヘドロを巻き上げたりすることなく浚渫することができ
るので好ましい。この水平維持機構５としては、図２に
示す如く取入口材２に傾斜計５ｂが設けられていると共
にピストンロッドを取入口材２に連結せしめられた油圧
シリンダ５ａが筒状アーム１に装着されており、更に前
記コンベア４の船体１７と反対側端部に取入口材２とコ
ンベア４とが平行となるように２つのプーリ４ｄ，４ｄ
が取入口材２に枢着され且つこの２つのプーリ４ｄ，４
ｄのうち一方のプーリ４ｄ（図示した実施例では進行方
向と反対側のプーリ４ｄ）が筒状アーム１と取入口材２
との両者に枢着せしめられている機構を示すことができ
る。

【００１６】そして、浚渫すべき水底１６の表層部１６
ａの水深に合わせて船体１７に対して所定の角度まで筒
状アーム１を回転させるべく、超音波などを利用して取
入口材２より進行方向側前方の水底１６と浚渫装置との
間の距離を測定する測深器９が筒状アーム１の船体１７
と反対側端部に設けられている。またこれと同様の測深
器が進行方向と反対側にも設けられていれば、取入口材
２の下面２ｂがフラットに形成されている場合には浚渫
深さを管理しながら浚渫するのに好適である。

【００１７】このような本発明装置には、浚渫船の船体
１７を進行させるために例えば図１に示す如く船体１７
上に４本の係留用索１１がそれぞれ係留用ウインチ１０
に巻取又は巻出自在に取り付けられており、これら係留
用索１１の巻取又は巻出を制御すべく係留用索１１の対
船体角度を計測する角度センサ，係留用索１１の巻取又
は巻出速度を計測する速度センサ，船体１７の方向を計
測するヂャイロ，船体１７の対地位置を計測する光波距
離計及びこれら各センサの計測データをもとに船体１７
が所定の方向及び速度で進行するように演算し係留用ウ
インチ１０に信号を送るコンピュータから成る自動制御
機構が設けられている。 また、このような自動制御機構の別の方式として、船体
１７上に図３及び図４に示す如くスパッド１２の装着さ
れた走行台車１２ａが船体１７の長手方向に移動自在に
載置されている方式を示すこともできる。

【００１８】そして、この自動制御機構により制御され
た船体１７の速度とほぼ同一速度でコンベア４を駆動せ
しめるべく、前記係留用ウインチ１０を回転せしめるモ
ータとコンベア４を駆動せしめるテンションプーリ４ｃ
を回転せしめるモータとを一定の比で同調せしめる機構
が設けられている。

【００１９】

【作用】本発明方法を実施するには、上記した如き構成
より成る本発明装置によって、先ず筒状アーム１を船体
１７上の枢着位置で回転させて取入口材２と搬送空間形
成部材４ａとより形成される搬送空間４ｂだけを水底１
６の表層部１６ａに埋没させるのである。即ち、筒状ア
ーム１の船体１７と反対側端部に設けられている測深器
９により水底１６と浚渫装置との間の距離が測定され、
この測深器９により測定された水底１６と浚渫装置との
間の距離に合わせて筒状アーム１を懸垂している筒状ア
ーム用索７を巻取又は巻出すことにより、筒状アーム１
を上記した搬送空間４ｂが水底１６の表層部１６ａに埋
没する位置まで船体１７上の枢着位置で回転させるので
ある。

【００２０】このとき取入口材２の下面２ｂがフラット
に形成され且つこの取入口材２の下面２ｂをほぼ水平に
維持する水平維持機構５が設けられている場合には、傾
斜計５ｂよりの信号を受けて筒状アーム１に装着されて
いる油圧シリンダ５ｂが作動せしめられて取入口材２の
下面２ｂがほぼ水平に維持される。この油圧シリンダ５
ａの作動により取入口材２と筒状アーム１との相対角度
が変化しても、可撓板３は筒状アーム１と取入口材２と
の枢着点を中心とした円弧上の底面を維持することがで
きるので、コンベア４と可撓板３とで形成する搬送空間
４ｂの断面が一定に保たれる。またコンベア４は船体側
端部でテンションプーリ４ｃにより一定の張力を作用せ
しめられた状態で筒状アーム１に内装されているので、
コンベア４はその弛みが防止され搬送空間形成部材４ａ
が確実に取入口材２及び筒状アーム１の下部内面２ａ，
１ａと当接してほぼ密閉された搬送空間４ｂを形成せし
められる。

【００２１】このように搬送空間４ｂを水底１６の表層
部１６ａに埋没させた状態で自動制御機構により船体１
７を所定の方向及び速度で進行させるのであるが、図３
及び図４に示す如くスパッド１２の装着された走行台車
１２ａが船体１７の長手方向に移動自在に載置されてい
る場合には、この走行台車１２ａの移動範囲における船
体最前方側位置でスパッド１２を水底１６に打ち込み、
船体１７を自動制御機構により走行台車１２ａが移動範
囲における船体最後方側に位置するまで進行させる作業
を繰り返し行うのである。

【００２２】そして、係留用ウインチ１０を回転せしめ
るモータとコンベア４を駆動せしめるプーリ４ｃを回転
せしめるモータとを一定の比で同調せしめて船体１７の
進行速度とほぼ同一速度でコンベア４を駆動せしめるの
である。従って、コンベア４の搬送空間形成部材４ａに
より掻き取られるようにして搬送空間４ｂ内に封入され
る水底１６の表層部１６ａの高有機質ヘドロは、船体１
７の進行速度とコンベア４の駆動速度とがほぼ同一速度
であるので搬送空間４ｂ内に封入された直後は水底１６
の表層部１６ａに対して停止した状態で取入口材２との
当接部に働く摩擦力のみに抗して搬送され、次いで筒状
アーム１との当接部に働く摩擦力及び重力に抗して筒状
アーム１内を船体側端部に搬送されるのである。

【００２３】このとき筒状アーム１の下部内面１ａが図
５に示す如くベルトコンベア１ｂにより構成されていて
、このベルトコンベア１ｂを搬送空間形成部材４ａの設
けられているコンベア４の走行速度と同一速度で駆動さ
せれば、筒状アーム１との当接部は両側の側壁のみとな
って摩擦力が非常に少ない状態で高有機質ヘドロを搬送
することができるから、搬送空間４ｂ内に封入された水
底１６の表層部１６ａの高有機質ヘドロが含水量が大き
く粘性が低い場合でも筒状アーム１内を船体側端部に搬
送される迄の過程で摩擦力により撹拌・混合されて汚濁
した状態の液体の流出を緩和することができるのである
。

【００２４】

【発明の効果】以上詳述した如く本発明に係る水底表層
部高有機質ヘドロの浚渫方法及びこの方法を実施するの
に好適な装置は、水底表面に堆積している水底表層部の
高有機質ヘドロを撹拌混合することなく堆積しているの
とほぼ同一の状態で且つほぼ高有機質ヘドロのみを搬送
空間内に封入して船体上まで搬送することによって浚渫
することができる方法とその方法を実施するのに好適な
装置であり、従ってこの本発明方法と装置を使用すれば
浚渫される高有機質ヘドロは高有機質ヘドロの下方に存
在する余分な泥土を含んでいないので浚渫される高有機
質ヘドロを排送する埋立地が狭くて済むと共に、浚渫さ
れる高有機質ヘドロの軟質化が防止されるので埋立地に
放出する前の高有機質ヘドロの濃縮，脱水等の処理やそ
の埋立地に多量の水が排出されることによって生じる軟
弱地盤に対する処理に要する費用を非常に軽減すること
ができるのであり、その工業的価値の非常に大きなもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するのに好適な本発明装置の
１実施例を示す側面説明図である。

【図２】図１におけるＡ部拡大説明図である。

【図３】本発明方法を実施するのに好適な本発明装置の
他の実施例を示す側面説明図である。

【図４】図３の平面説明図である。

【図５】筒状アームの下面がベルトコンベアにより構成
されている場合の図２に相当する説明図である。

【図６】図２における右側面図である。

【図７】従来装置によって水底表層部を浚渫している状
態を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１　　筒状アーム １ａ　　下部内面 １ｂ　　ベルトコンベア ２　　取入口材 ２ａ　　下部内面 ２ｂ　　下面 ２ｃ　　取入口 ３　　可撓板 ４　　コンベア ４ａ　　搬送空間形成部材 ４ｂ　　搬送空間 ４ｃ　　テンションプーリ ４ｄ　　プーリ ５　　水平維持機構 ５ａ　　油圧シリンダ ５ｂ　　傾斜計 ６　　筒状アーム用ウインチ ７　　筒状アーム用索 ８　　ブーム ９　　測深器 １０　　係留用ウインチ １１　　係留用索 １２　　スパッド １２ａ　　走行台車 １３　　吸入ヘッド １３ａ　　吸入口 １３ｂ　　フラップ １４　　吸入管 １５　　シリンダ １６　　水底 １６ａ　　表層部 １７　　浚渫船の船体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　浚渫船の船体（１７）上に水平で且つ
   船体（１７）の長手方向に対して直角な線を中心に回転
   自在に枢着されていて両端が開口されている筒状アーム
   （１）と、該筒状アーム（１）の船体（１７）と反対側
   端部に枢着されておりその下部内面（２ａ）が筒状アー
   ム（１）の下部内面（１ａ）と連続している取入口材（
   ２）と、該取入口材（２）から前記筒状アーム（１）の
   船体側端部に亘りこれら取入口材（２）及び筒状アーム
   （１）の下部内面（２ａ），（１ａ）と当接して搬送空
   間（４ｂ）を形成せしめる搬送空間形成部材（４ａ）が
   設けられているコンベア（４）とを備えた水底表層部高
   有機質ヘドロの浚渫装置を用いて、前記筒状アーム（１
   ）を船体（１７）上の枢着位置で回転させて取入口材（
   ２）と搬送空間形成部材（４ａ）とより形成される搬送
   空間（４ｂ）を水底（１６）の表層部（１６ａ）の高有
   機質ヘドロ内に埋没させた状態で船体（１７）を進行さ
   せると共に船体（１７）の進行速度と同一速度で前記コ
   ンベア（４）を駆動させることによって水底（１６）の
   表層部（１６ａ）の高有機質ヘドロを浚渫することを特
   徴とする水底表層部高有機質ヘドロの浚渫方法。
2. 【請求項２】　　取入口材（２）の下面（２ｂ）がフラ
   ットに形成されていると共に該取入口材（２）の下面（
   ２ｂ）をほぼ水平に維持する水平維持機構（５）が設け
   られている水底表層部高有機質ヘドロの浚渫装置を用い
   て、水底（１６）の表層部（１６ａ）の高有機質ヘドロ
   をほぼ水平に同一厚さだけ浚渫する請求項１に記載の水
   底表層部高有機質ヘドロの浚渫方法。
3. 【請求項３】　　取入口材（２）より進行方向側前方の
   水底（１６）と浚渫装置との間の距離を測定する測深器
   （９）が設けられている水底表層部高有機質ヘドロの浚
   渫装置を用い、この測深器（９）により測定された水底
   （１６）と浚渫装置との間の距離に合わせて筒状アーム
   （１）を船体（１７）上の枢着位置で回転させて水底（
   １６）の表層部（１６ａ）の高有機質ヘドロをほぼ水平
   に同一厚さだけ浚渫する請求項１又は２に記載の水底表
   層部高有機質ヘドロの浚渫方法。
4. 【請求項４】　　浚渫船の船体（１７）上に水平で且つ
   船体（１７）の長手方向に対して直角な線を中心に回転
   自在に枢着されていて両端を開口されている筒状アーム
   （１）と、該筒状アーム（１）の船体（１７）と反対側
   端部に枢着されておりその下部内面（２ａ）が筒状アー
   ム（１）の下部内面（１ａ）と連続している取入口材（
   ２）と、この取入口材（２）より進行方向側前方の水底
   （１６）と浚渫装置との間の距離を測定する測深器（９
   ）と、該取入口材（２）から前記筒状アーム（１）の船
   体側端部に亘りこれら取入口材（２）及び筒状アーム（
   １）の下部内面（２ａ），（１ａ）と当接して搬送空間
   （４ｂ）を形成せしめる搬送空間形成部材（４ａ）が設
   けられているコンベア（４）とを備えていることを特徴
   とする水底表層部高有機質ヘドロの浚渫装置。
5. 【請求項５】　　取入口材（２）の下面（２ｂ）がフラ
   ットに形成されていると共に該取入口材（２）の下面（
   ２ｂ）をほぼ水平に維持する水平維持機構（５）が設け
   られている請求項４に記載の水底表層部高有機質ヘドロ
   の浚渫装置。
6. 【請求項６】　　筒状アーム（１）の下部内面（１ａ）
   がベルトコンベア（１ｂ）により構成されている請求項
   ４又は５に記載の水底表層部高有機質ヘドロの浚渫装置
   。