JPH0663210B2 - エネルギー消散素子を備えている越流タイプの堤防 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エネルギー消散素子を備えている越流タイプ
の堤防に関するものである。

（従来の技術） 従来の堤防は、防衛（海軍基地等）、輸送（商業港、水
上艇基地等）、エネルギー生産（発電所）、食品（魚加
工場）、鉱石（油の抽出、石炭等）、リクリエーション
（港および水上スポーツ設備、プール等）等のような種
々の目的のため、波およびまたは他の短期間に作用する
激しい海の動き（航跡等）の直接の作用を防止すること
によって海浜または囲った区域を造るための装置として
構成されていた。

従来の通常の堤防の遂行は、予め造られた素子即ち所定
位置に構成された素子で造った垂直またはほぼ垂直表面
を有する堤防（突堤）（垂直突堤として既知）、また
は、天然または人口石で造られた多少傾斜した壁を有す
る傾斜型突堤（防波堤として知られている）の建設に基
づくものである。これらの両堤防は非オーバーフロー型
とオーバーフロー型に分類されている。

非オーバーフロー型堤防の基本的欠点は、 第１にその高さが非常に高くなることである。この理由
は、過去平均12年間の最大荒天時の平均波のオーバーフ
ローを防止するような高さを突堤またはその阻止体の頂
端が有することが必要であるからで、頂端の高さは時と
して数十米にもなり、例えば、サンシプリアン（リュー
ゴ）の突堤防頂端は22ｍ、ビルバオのものは21.5ｍ、ジ
ョンのものは18ｍ、バレンシアのものは16.2ｍ（設計に
より）になっている。

このような頂端高さを有する非オーバーフロー型の垂直
または防波堤型の突堤または堤は高速ビルからでさえ海
を見えないようにする。これは、例えば、多くの商業港
およびほぼ全てのリクリエーション用港、海浜等のよう
な都市の海岸の正面になる場合に視覚的に重大な問題と
なる。

第２に、空気の循環もまた非オーバーフロー型堤（突
堤）によって阻止される。これは、リクリエーション用
港、保護海浜、海浜プールその他のスポーツまたはリク
リエーション設備が存在する場合のような小保護区域の
場合には、真の「井戸効果」が生じ、囲まれた区域内の
空気を著しく加熱し、また、他の不都合を生じるため
に、極めて重大な問題となっていた。

一方、最高の波を堤を越えて通過させる越流タイプ
（オーバーフロー型）堤防は、その頂端の高さが非オー
バーフロー型堤または突堤の高さの約半分になってい
る。しかし、 第１に、比較的にしばしば、大きな波のオーバーフロー
流が通過して保護区域に急激な集中した繰返し衝撃を加
える問題点がある。このため、極めて短かい強い衝撃波
を発生し、漁船やリクリエーション用船等のような小型
船に重大な不都合が生じている。

第２に、従来の越流タイプの堤防では、頂部の保護およ
びまたは、頂部自身の幅が大きくない限り、流下する水
流が当る岸側の保護区域側の地層の安定性が極めて危険
な状態になる。これに対し広幅の堤防にするとスペース
の欠点および高額予算の問題が生じる。

次に、上記従来の護岸方式による堤（突堤）のいくつ
かの例を示す第１〜８図について説明する。

第１、２および３図は、サン・シプリアン（リュー
ゴ）、ビルバオおよびバレンシアにおける捨石堤（突
堤）の典型的形態および巨大な寸法を示しており、第１
図に示す堤は玉石で構成されており、第２および第３図
に示す堤は平行管状ブロック構成されている。これらの
３つの堤はオーバーフローされないよう構成されてい
る。

第１、２および３図において、レベル１より上の高さを
数字で示している。レベル１は、＋0.00の値で示し、
Ｂ、Ｍ、Ｖ、Ｅレベルを表わしている。２は、Ｐ、Ｍ、
Ｖ、Ｅレベルを示す。他の数はメートルで距離の高さマ
ークを表している。

第１図において、３は天然の地形、４はコア、５は全体
の分離した層、６は0.３〜0.５ｔ間の捨石、７は0.５〜
1.０ｔ間の捨石、８は1.０〜3.０ｔ間の捨石、９は3.０
〜5.０ｔ間の捨石、10は7.０ｔより大きい捨石、11は５
０トンの玉石、12はコンクリートスラブ、13はコンクリ
ートショルダーを示す。

第２図において、第１図と同じ符号は上述したと同じ部
分を示しており、ただし本例では、10′は6.０ｔの捨
石、14は８5.０ｔのブロックを示している。

第３図において、第１図と同じ符号は前述したと同じ部
分を示しており、ただし本例では、８′は2.０ｔの捨
石、９′は4.０ｔの捨石、13は７0.０ｔのブロックを示
している。

第４および５図は、クレセント市（アメリカ合衆国）お
よびポート・タルボット（英国）におけるオーバーフロ
ー型捨石堤（突堤）の断面を示す。堤頂および陰側層の
保護につき述べると、第５図に示すポート・タルボット
の例では、陰側層の玉石は４〜６トンであり、これに反
し、海側層の玉石は６〜８トンであって、海側層の形状
は陰側層より極く僅か高くなっている。これは、両方の
場合における堤頂が相対的に高く、言い換えれば、これ
らの堤が部分的にだけオーバーフロー可能であるという
事実を示している。

この点について特に注目に値する場合がバンダー・アバ
ス（イラン）の港であり、この港の突堤はほとんどオー
バーフローが不可能であり、海側および陰側の両層にお
ける玉石の重量は同じである（第６図参照）。

第７および８図は、１９２９年に建設されたナプレスの
垂直堤（突堤）および１９８０年に建設されたサンタ
クルツ デ テネリフの垂直堤（突堤）の断面を示す。
オーバーフローしないよう構成されており、堤頂の高さ
は低く、この理由は、両方の場合、海岸の波作用がおだ
やかであるからである。

第４、５、６、７および８図は、前述した例と同じ符号
で同じ部分を示しており、ただし、16は0.０４５〜1.０
ｔの捨石、17は0.４５〜0.９０の捨石、18は２〜３ｔの
捨石、19は最小が7.０ｔで平均が12.０ｔの捨石、20は
コンクリートのプラットフオームを示す。

第５図において、21は２〜４ｔの捨石、22は３〜６ｔの
捨石、23は４〜６ｔの捨石、24は６〜８ｔの捨石を示
す。

第６図にいて、25は0.２〜0.８ｔの捨石、26は3.０〜4.
０ｔの捨石を示す。

第７図は細胞質ブロックで建設されたナプレスの突堤を
示す。

第８図に示すサンタ クルツ デ テネリフの突堤は捨
石基礎上に浮きケーソンが設けられており、27は２５kg
以下の捨石、28は２５〜２５０kgの捨石、29は0.２５ｔ
〜2.０ｔの捨石、30は2.０〜4.０ｔの捨石を示す。

（発明が解決しようとする問題点） この発明は上記従来の越流タイプの堤防が備える問題点
を除くようにしたエネルギー消散素子を備えている越流
タイプの堤防を提供しようとするものである。

本発明の目的は多様である。その理由は、エネルギーの
消散に対する技術的解決手段を設けることによって、都
市海岸構造の好適な処理と海洋正面の総合的設計を可能
にする為の装置や構造を設けることが可能になるからで
ある。つまり、これらのエネルギー消散素子を備えてい
る越流タイプの堤防は任意の環境に用いることができる
が、本発明による堤防の応用の特定分野は、水域が広大
で、水位の変化が長時間で生じ、特に、水位の変化量が
少ない海、湖等が好ましい。特に、地中海西部の海岸の
ような性質の海が好適である。

多くの利点の中、極めて確実なものを下記に示し、本発
明の新規性を明らかにし、特に、海岸の理想的観光客利
用について示す。

まず、留意すべきことは、構造が小型で、水面より僅か
に突出するか、水面より僅かに水没し（海の高潮位
時）、堤防の内側に対する保護および遮蔽効果を達成す
ることができることである。すなわち、大きな短寿命の
波（大波、航跡等）の波作用のエネルギーを消散できる
ことである。従来の通常の堤防においては、この機能
は、防波堤または垂直型の堤（突堤）の頂部の高さを、
ある場合には、過度に高くすることによって達成されて
いる。本発明によれば、オーバーフローする水流に対
し、エネルギー消散機能を有する構成とすることによっ
て上記機能を達成している。

本発明による堤（突堤）は所定の高さの全ての波をオー
バーフローさせ得るから、垂直または防波堤型のいずれ
においても、堤防の安全性は従来の通常の堤防に比べて
大である。防波堤においては、端縁が常に上端に向いて
いるからであり、また、垂直突堤においては、大きな圧
力ダイアグラムが消えるからである。これは、本発明に
よる堤防（突堤）のさらに小さい寸法と、さらに小さい
占有面積との組合せにより、空間ばがりでなく経済的に
も従来の通常の堤防に比べて遥かに大きな利益をもたら
す。

海浜および都市区域、特に、観光客区域において、頂端
の高さが一般に８ｍを超え、時として20ｍに達する垂直
または防波堤型の堤（突堤）の使用は、視野を遮ぎり、
海を見えなくし、これらは海岸に面する居住者および訪
問客の両方にとって極めて不都合である。本発明による
エネルギー消散素子を備えている越流タイプの堤防によ
れば、プラットフォームおよびその上のエネルギー消散
素子の頂端が海より余り高くなく、場合によっては、海
面上に存在しないために、視野が遮ぎられることがな
い。

海浜を遮蔽し、または囲った水域を形成するために設け
られる従来の通常の堤防では、特に、囲まれた水域が小
さい場合に、防波堤または垂直堤（突堤）の従来の通常
の堤防の頂端が非常に高いことによって、空気の循環を
阻止し、または少なくとも妨げることによって「井戸効
果」が生じる。この問題は、本発明によれば、プラット
フォームの頂端の高さが海面レベルにほぼ等しいことに
よって空気が自由に循環し得ることにより解決される。

従来の通常の堤防を用いて形成された堤防内側の保護水
域は最低潮位時における海岸線のほぼ常態的水位を維持
する。保護水域内の水が更新されないことによって泥土
が沈積し、浮遊物が蓄積し、嫌気性状態が発生し、これ
らは港保護水域等および保護海浜の両方にとって全体と
して望ましくないことである。本発明を用いれば、どん
な海の状態においても海水をオーバーフローさせ得るよ
うエネルギー消散素子を備えている越流タイプの堤防を
構成することによって、保護水域における水を絶えず更
新でき、その結果、水を絶えず流動させて水を再酸化さ
せ、泥土の沈積、望ましくない浮遊物の蓄積を防止する
ことができる。

従来の堤防より優れた本発明の他の大きな利点は、頂端
を水泳者が使用し得るばかりでなく、他の用途にも利用
し得ることであり、この理由は、その頂端の高さが水面
より僅かに高いだけで、従来の堤防の場合のように急峻
でなく、その形状および高さがプールの端縁、小型ボー
ド用ドック縁等の程度であるからである。このことは、
水際の利用区域を実質的に増大する。そしてエネルギー
消散オーバーフロー堤防の占有者は、危険であるとの表
示をする必要はない。この理由は、堤防に近づくことを
許されるシーズン中の海の状態が普通でなくて波が堤を
オーバーフローしている場合には、本発明による堤防の
形態によれば、従来の堤防で生じるように堤から落ちた
り捕捉されたりする危険がないからである。また、エネ
ルギー消散オーバーフロー堤防の頂端の高さが低いこと
は、もし使用者が保護水域に落ちた場合に、プールの縁
から飛び込むより危険が多くないことを意味している。

極めて美的な風景デザインおよびまたは生態学的に責任
を負うことのできる構造において、本発明によるエネル
ギー消散素子を備えている越流タイプの堤防は適当な形
態学に適合することができ、極めて変化に富む幾何学的
およびまたは環境的構成を形成し、砂丘（直線状または
バーチャンスにおける）、砂洲、花こう岩ドーム等のよ
うな自然の形状に似せることもでき、プラットフォーム
およびまたはエネルギー消散素子を好適な構成で配置
し、好適な形態とすることができる。この重要な利点
は、海浜を生ぜしめ、または海浜を安定させ、およびま
たは海岸およびまたは設備を保護するよう意図したエネ
ルギー消散素子を備えている越流タイプの堤防において
特に顕著に得られるものである。

（問題点を解決する為の手段） 本発明のエネルギー消散素子を備えている越流タイプの
堤防は、岸から離れた位置に配置され、岸側の内部ゾー
ンと外部側の外部ゾーンに水を区画する堤防であって、
その上面には、平均的高さが平均的水面に近い高さのプ
ラットフォームを形成して大きな波はその上を越流させ
るようにしてある越流タイプの堤防において、上記プラ
ットフォーム上には、上記の越流する波の衝突する領域
が鉛直面の場合に比較して広くなり、かつ波が衝突して
いる時間が鉛直面に接する場合より永くなって、上記外
部ゾーンから越流して内部ゾーンへ向う上記の波の衝突
作用を減少させるように水平断面幅を変化させたエネル
ギー消散素子を相互に間隔を取って多数配置して、上記
多数のエネルギー消散素子相互間に夫々形成される水平
断面幅が変化している各空間においては、上記外部ゾー
ンから内部ゾーンに向けて流れる波が通過する過程でエ
ネルギーが消散されるように構成する。

（実施例） 第９図以下は、本発明の実施例による種々のエネルギー
消散式越流型方式を夫々示す。これらは円、角錐、擬
円、角錐体（第９、10、11図）、截頭円錐、截頭擬円錐
体、円、角筒体、擬円、角筒体等の、円、楕円、角又
は、その他のタイプの準線と、直線、曲線またはこれら
の組合せになる母線とを有する種々の回転体の形状のセ
グメント(segment)を組み入れることができる。また、
これらの本発明による堤は角柱、角台（第12図）または
三角錐（第13図）状等、平坦、湾曲、傾斜、分割状等の
面を有するセグメントで建設することができる。

尚第９図以下においては、前述した従来例と同じ符号で
同じ部分を示す。

第９図は、本発明によるエネルギー消散式越流（オーバ
ーフロー）型の突堤保護方式を示す。多少一般的な防波
堤上にプラットフォーム122が設置され、この上を波に
よって水が流れ、消散素子120の相互間に構成された通
路123内で波のエネルギーが衰弱または無くなるよう構
成されている。消散素子120はプラットフォーム122に緊
密に連結して設けられているか、または、独立して設け
られている。これらの素子は頂端124を有し、この頂端
は平均的な波によってオーバーフローされることがな
い。素子120の断面形状は外側部分102から内側部分104
に向かう程増大しており、これによって、波の衝突領域
を鉛直面の場合に比較して増大および衝突時間を鉛直面
に接する場合より増大させ、内部ゾーンに対する大きな
衝撃波の発生を防止している。

波のエネルギーは流体力学的消散素子120によって発生
される摩擦およびショック作用および投出作用による基
本的消散作用により消散される。一方これらの消散素子
間に形成される通路123および表面122を（波作用が許す
場合に）日光浴等のための散歩、休憩場として用いるこ
とができ、海浜の遊歩道を形成する等のオーシャンフロ
ント(ocean front)の適当な総合的処理の範囲内で極め
て興味深い形態の機能的素子を構成し、言い換えれば、
海上都市の開発を許すものである。

第10図は、第９図に斜視図で示す堤の縦断面図で、102
および104は外側（外部ゾーン）および内側部分（内部
ゾーン）を示し、プラットフォーム122上には多数のエ
ネルギー消散素子120が125で示すように外側部分から内
側部分に向けて拡開形状の流体力学的形状で設けられて
おり、後側126はほぼ垂直で、所望の理想的流体条件を
もたせている。

第11図は第９図に示す堤の平面図であり、外側部分102
における捨石区域121および表面122と内側部分104をリ
クリエーションの目的に使用することができ、プラット
フォーム122上の消散素子120は、表面増大区域125を有
しその後側126が適当な流線形状を有する流体設計上の
特長を有する。

第12図は擬角柱状セグメントによって構成された本発明
の他の実施例による消散素子120を示す。

この素子120は外部ゾーンに面する部分が、外部ゾーン
から内部ゾーンに向かって越流する波の衝突する領域が
鉛直面の場合に比較して広くなるように内部ゾーンに向
けて上り斜面に形成し、これにより波が衝突している時
間が鉛直面に接する場合より永くなって、上記外部ゾー
ンから越流して内部ゾーンへ向う上記の波の衝突作用を
減少させる。このように擬角柱状素子120の一面を登り
斜面にすることにより水平断面幅が変化したエネルギー
消散素子120が形成されている。

また多数のエネルギー消散素子120相互間に夫々形成さ
れる各空間123は、両側のエネルギー消散素子120の形状
において水平断面幅が変化していることからして、それ
らの間の空間123は当然水平断面幅が変化している。こ
のように外部ゾーンから内部ゾーンに向けて流れる波が
プラットフォーム122上を通過する過程でエネルギーが
消散されるようにしてある。

第13図は擬角錐体セグメントによって構成された消散素
子を示す。

第14図はバーチャンズ（barchans）に似せて造られた消
散素子を示す。

第15および16図はエネルギー消散素子を備えている越流
タイプの堤防を示す。これらの図は、多少調和のとれた
防波堤上のプラットフォーム122を示しており、プラッ
トフォーム122にしっかりと固定された消散素子120間に
は拡開通路123が設けられている。消散素子120はこの例
では擬角錐体で形成され、複数の段201が形成されてい
る。

拡開通路区域においては、静かな区域に向けて入口202
が設けられ、これらの静かな区域を適当に使用し得るよ
う構成されている。

上述した図はエネルギー消散素子を同一直線上に、又は
一つおき交互に、または、ランダムに、あるいはこれら
の配列を組合せた並びで設け得ることを示している。

エネルギー消散式オーバーフロー型堤は、風（バーチャ
ンズ）その他の地形学的な力によって生まれるような自
然の風景に似せることを可能にする。

エネルギー消散式オーバーフロー型堤のプラットフォー
ムは平坦、湾曲、モザイク状段付面その他とすることが
でき、滑らかな外形または凹凸のある形状とすることが
できる。ある場合には、プラットフォーム自身をエネル
ギー消散素子として形成し、また、自然の風景に似せ
て、花こう岩ドーム、水成岩断層崖、砂洲等のように形
成することもできる。

第９ないし14図の種々の変形例のいずれにおいても、又
は他のデザイン可能な変形例のいずれにおいても、その
下部構造は、ケーソン、予め造られた素子または現場で
造られる素子でもって、垂直面またはほぼ垂直面を有
し、その頂端がエネルギー消散式オーバーフロー型堤防
と同じように構成することができる。

第９ないし14図の種々の変形例のいずれにおいても、又
は他のデザイン可能な変形例のいずれにおいても、その
下部構造は、傾斜した捨石の対応する地層によって囲ま
れた目の粗い材料の芯で形成することもでき、これらの
地層の頂部によって第９〜14図に示すようなエネルギー
消散式オーバーフロー型堤防を構成することができる。

日本およびハワイにおいてしばしば生じる「セイチェ
ス」、「津波」、およびメキシコ湾でしばしば生じる
「ストームサージス」のような大波に洗われる海岸で
は、本発明による構造の使用は構造物自身によって極め
て有利であり、この理由は、水没状態にあって、大きな
波を通すことにより従来の堤防および突堤に比べて悪い
影響を受けることが少ないからである。

（発明の効果） 以上のように本願発明によれば、越流タイプの堤防であ
るから、非越流タイプと比較してプラットホームは低く
なり、視野の妨げになる度合いは少なく、内部ゾーンの
空気の流通は良く、内部ゾーンの水の入替えができる等
の効果がある。

しかも堤防上には多数のエネルギー消散素子が配置され
ているので、内部ゾーンに向かう波の急激な衝撃を柔げ
て内部ゾーン側の地層の掘り起こしを防ぎ、内部ゾーン
側に停泊している小型船に対する不都合を緩和する効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜８図は従来の堤防の縦断面図、第９図は本発明の
実施例による堤防の斜視図、第10図は第９図に示す堤防
の縦断面図、第11図は第９図に示す堤防の平面図、第12
〜14図は本発明の他の実施例を示す斜視図、第15および
16図は他の実施例による堤防の斜視図である。 120……消散素子、122……プラットフォーム、123……
通路、124……頂端。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】岸から離れた位置に配置され、岸側の内部
   ゾーンと外部側の外部ゾーンに水を区画する堤防であっ
   て、その上面には、平均的高さが平均的水面に近い高さ
   のプラットホームを形成して大きな波はその上を越流さ
   せるようにしてある越流タイプの堤防において、上記プ
   ラットホーム上には、上記の越流する波の衝突する領域
   が鉛直面の場合に比較して広くなり、かつ波が衝突して
   いる時間が鉛直面に接する場合より永くなって、上記外
   部ゾーンから越流して内部ゾーンへ向う上記の波の衝突
   作用を減少させるように水平断面幅を変化させたエネル
   ギー消散素子を相互に間隔を取って多数配置して、上記
   多数のエネルギー消散素子相互間に夫々形成される水平
   断面幅が変化している各空間においては、上記外部ゾー
   ンから内部ゾーンに向けて流れる波が通過する過程でエ
   ネルギーが消散されるようにしてあることを特徴とする
   エネルギー消散素子を備えている越流タイプの堤防。
2. 【請求項２】上記のプラットホームは多数の水の平均水
   面よりも少し高くなっている平均高さを有する特許請求
   の範囲第１項記載のエネルギー消散素子を備えている越
   流タイプの堤防。
3. 【請求項３】上記のプラットホームは多数の水の平均水
   面よりも少し低くなっいる平均高さを有する特許請求の
   範囲第１項記載のエネルギー消散素子を備えている越流
   タイプの堤防。
4. 【請求項４】上記のエネルギー消散素子は円、角錐体、
   擬円、角錐体、截頭円、角錐体、截頭擬円、角錐体、
   円、角筒体、擬円、角筒体等の回転体形状である特許請
   求の範囲第１項記載のエネルギー消散素子を備えている
   越流タイプの堤防。
5. 【請求項５】上記のエネルギー消散素子の各々は、外部
   ゾーンから内部ゾーンへ進むにつれて増加する水平断面
   幅を有する特許請求の範囲第１項記載のエネルギー消散
   素子を備えている越流タイプの堤防。