JPH10252042A - ダム貯水池の排砂機構と排砂方法 - Google Patents

ダム貯水池の排砂機構と排砂方法

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JPH10252042A
JPH10252042A JP8198497A JP8198497A JPH10252042A JP H10252042 A JPH10252042 A JP H10252042A JP 8198497 A JP8198497 A JP 8198497A JP 8198497 A JP8198497 A JP 8198497A JP H10252042 A JPH10252042 A JP H10252042A
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JP
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reservoir
dam
downstream side
sediment
dredger
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Masanao Kawasaki
正直 河崎
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Kurimoto Ltd
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Kurimoto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 貯水ダムへ上流から土砂が流入して貯水能力
を減退し、下流側への排砂が危険や自然破壊に繋がって
いる。 【解決手段】 堰止めた上流水で形成する既設の第一貯
水池1の水面に浚渫船12を配し、該浚渫船で回収した
堆砂Dを第一堤体11の頂面13を越えて、第二貯水池
3に導く排出管2で流下させ、該第二貯水池3の下流
に、第二堤体31を構築し、該第二堤体31の下底部に
設けた下流側へ開閉自在に作動可能な排砂ゲート4とか
らなることを構成上の特徴とする。堆砂Dは、適時に適
量だけ流出するように排出ゲート4をコントロールして
排出し、下流側の流域の自然を保全し、適正な河床レベ
ルの維持、生態系の確保と既設のダムの機能回復に有効
な作用を発揮して課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は既設のダム貯水池な
どに堆積した土砂を排出して機能を再生し、下流側の自
然環境の維持を図る技術に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に潅漑や発電などに使用する水を貯
水するダムは、山間の河川を堰止めて上流側から流入す
る水量を貯溜するが、貯水される上流側の水と共に土砂
などの固形物も一緒に流入して池底に堆積し、そのため
に有効な貯水量を減小させて貯水能力を大幅に低下する
最大の要因となっている。しかも立地条件などの制約が
漸次厳しくなる一方であり、巨額の建設費を投じて新規
のダム貯水池を構築することは、財政的にも負担が過大
となり、既設のダム貯水池内に堆積した土砂などを如何
に排出して、ダム機能を回復すとかいう点に大きな関心
が寄せられている。
【0003】一般に採られている従来技術としては、貯
水池の水面上に浚渫船を配置して池底から堆砂を回収
し、回収した堆砂を陸上に設置した処理設備へ搬送し、
脱水、固形物分離、粒度別分級などの工程を経て有効な
資源に転化して再利用を図ることが挙げられる。このよ
うな処理システムをベースにした幾つかの従来技術が提
示されている。
【0004】実開平2−120550号公報では、図2
で示すように、ダム堤体101により堰止めて成る貯水
池102の水面上に配置した台船103を介し、土砂の
排出管104の一端を池底の堆砂Dの層内に、他端をダ
ム堤体101の頂面上に配置した吸引ポンプ105を通
って、該堤体の下底部へ開口させた構成を提示してい
る。この構成によって最初だけ吸引ポンプの作動によ
り、堆砂層部分から土砂と水の混合流体を堤体頂面上ま
で吸上げて堤体を越え、堤体の下流側下底部から排出さ
せるが、一旦、この流れが定常化すれば吸引ポンプを停
止してもサイフォン作用が働いて、堆砂Dを堤体の下流
側へ自然に排出することができるから、きわめて小さい
動力によって排砂の目的を達し得るとしている。
【0005】特開平3−244716号公報の従来技術
は、貯水池面上にポンプ浚渫設備を具え、台船上に設置
した分級、濁水処理装置によって、水と土砂の分離と分
級を行なって分離した土砂・濁水を搬送する排砂管を具
え、分離処理した上澄水は放水し、砂、脱水ケーキなど
の固形分は水上ダンプによって陸上へ搬送する浚渫シス
テムを提示し、排出管の短縮によって浚渫ポンプの小型
化ができるので、出水時の避難、復旧が容易となり、河
岸に分級、濁水処理設備が不要となると共に、基礎工事
が省略できるなどの利点が得られるとしている。
【0006】さらに図3は、現在進められている実際の
ダム再開発事業のシステムを示した図であり、既設ダム
201の上流側に砂防ダム202を設けて、土砂のダム
内への流入を防止し、貯砂ダム203としての機能を働
かせ、さらに該砂防ダム202と既設ダム201の堤体
204との間に分派堰205を構築して、既設ダム内へ
の土砂の流入を阻止している。貯砂ダム203から越流
する浮遊微粒子(ウォッシュロード)を分派堰205で
補促し、分派堰の上流側下底部から貯水池201の側方
を潜って、既設ダムの堤体204の下流側に開口するバ
イパストンネル206を配設し、既設ダムの下流側へ放
出する。なお、砂防ダム202の上流側に堆積した堆砂
Dは渇水期などにショベルカー等で取り除くか、浚渫し
て貯砂ダムの機能を維持しつつ、既設ダムの機能の維持
を図ろうとしている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】発電用、潅漑用、治水
用など目的が多岐に亘っても、ダム貯水池は山間のきわ
めて辺鄙な場所に多くが構築されており、如何に現地で
効率的に堆砂を浚渫して池面上の台船で処理しようが、
河岸の隣接した設備で処理しようが、処理後の回収材を
その近隣で使用することは少なく、交通手段に頼って使
用先まで搬送することはきわめて負担が大きい実情にあ
り、あるいはダム付近の空閑地を求めて廃棄物として処
分することも行なわれるが、国土保全や自然環境の見地
からすればこれとても限度がある。
【0008】更には、河川にダムを介装したために当
然、下流へ流下すべき土砂などの固形物がかなりの割合
で堰止められ、下流側の河床を痩せさせて沿岸の動植物
の生態系に変化をもたらし、あるいは海岸の砂浜の消失
や自然景観の頽廃などの好ましからざる現象となってい
る。この事実はダムの能力減退と並ぶ課題であり、上流
から流下してきた土砂などは、下流側へ適切に流下させ
自然に近い河川の姿に戻すシステムが望まれる。
【0009】前記の従来技術においても、下流側へ上流
側からの堆砂を流下させるシステムを採る構成からすれ
ば、単に堆砂を下流側に流下するのではなく留意すべき
ことは、下流側の諸条件に充分な配慮を必要とする。た
とえば絶えず下流側へ堆砂を放出すれば下流側に堆砂が
堆積し、一旦洪水の発生があれば一挙に押し流されると
いう危険が伴うし、浚渫時期を多量の降雨時に限定すれ
ば堆積した堆砂の浚渫作業に危険が伴う。あるいは渇水
期には貯水を確保する必要があるので、土砂の排出は不
可能となるなど、下流側の条件と適合するように堆砂を
流下させる機会の選定には種々の要件があり、従来技術
の設備や方法では、下流側の流域の保全や環境の維持に
有効であるとは言い難い。
【0010】本発明は、以上の課題を解決するために既
設ダムからの堆砂の回収が容易であり且つ、合理的、能
率的でもある上、回収した堆砂を下流側の条件に対応し
て最適の時機を選んで最適の量だけ放出し、下流側の環
境維持、流域の保安、生態系の保護などに望ましいダム
貯水池の排砂機構と排砂方法の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係るダム貯水池
の排砂機構は、第一堤体11で堰止めた流水の水面上に
移動自在に浚渫船12を具えた既設の第一貯水池1と、
該浚渫船12で回収した堆砂Dを第一堤体11の下流側
に流下させる排出管2と、前記下流側で第二堤体31に
よって堰止められて形成する第二貯水池3と、該第二堤
体31の下底部に開閉自在に作動可能な排砂ゲート4と
からなることを構成上の特徴とする。
【0012】既設ダムの第一貯水池1には、流水と共に
流着した土砂などが池底に堆積して堆砂Dとなつてお
り、その堆砂Dは水面上に備え付けられた浚渫船12に
よって吸上げられ、台船から池面上に配管した管路を経
由して第一堤体11の頂面13上を越える排出管2内を
通過し、排出管2の先端21が第二貯水池内に開口して
堆砂Dを池底に吐出する。池底の堆砂Dは下流側の状態
を充分に考慮し、適時に適量だけ流出するように第二堤
体31の下底部に設けた排砂ゲート4を操作し、下流側
へは危険のない範囲で、本来の自然現象に近い条件でも
って堆砂が流下するので、下流側の流域の保全や適正な
河床レベルの維持、自然の生態系の確保など有効な作用
を発揮して課題を解決する。
【0013】またダム排砂の方法としては、上流水を第
一堤体11で堰止めて形成した既設の第一貯水池1の水
面上に浚渫船12を移動自在に配し、該浚渫船12によ
って回収した池底の堆砂Dを、前記第一堤体11の頂面
13を越えて流下して下流側の第二貯水池3に至り、該
第二貯水池3を形成する第二堤体31の下底部に設けた
排砂ゲート4を、降水量や洪水状況などあらかじめ設定
した流路の条件に適合したときにのみ、必要開度だけ開
放して下流側へ適量の堆砂Dを排出して、下流側の環境
保全と既設の第一貯水池1の浚渫により堆砂Dは、第二
貯水池3に一旦留保しておくので浚渫を最適時に行なう
ことによって、既設の第一貯水池1の有効貯水量の回復
と維持を果す方法を提供する。
【0014】
【発明の実施の形態】図1(A)は本発明の実施形態の
一つを示す縦断正面図であり、途中の段階は図示を省略
している。第一堤体11によって堰止められた流水は、
既設の第一貯水池1で清澄水と堆砂Dに分れている。池
底に堆積した堆砂Dは、水面上に具えた浚渫船12で図
示しない浚渫ポンプの吸込み口に接続した排出管2の垂
直管路22を介して浚渫船の台船上に達し、さらに前記
浚渫ポンプの吐出口に接続した排出管2の水平管路23
を通って転送する。堆砂Dは第一堤体11の頂面13に
ポンプ24を載置し、そのポンプの吸引力を受けて、第
一堤体11の前面(下流側)壁に添った排出管2の下降
管路25を通って一気に下降して池底レベルまで急降下
し、既設ダムの下流側の緩傾斜面に添った傾斜管路26
内を移動し、第二貯水池3の池底に到達し、排出管の先
端21が開口して送給してきた堆砂Dをここで排出す
る。なお第一堤体11の頂面13に載置しているポンプ
13は、排砂機構によっては載置する必要がなく、浚渫
船から堆砂Dを吸い上げて排出管2を経由して第二貯水
池3へ流下することもできる。
【0015】第二貯水池3では堆砂Dが池底に堆積し、
その上部に清澄水Wが第二堤体31に堰止められて貯水
し、水位の向上と共に第二堤体31の頂面を越えた越流
水として下流側へ放流されていく。同時に第二堤体31
の下底部に開閉自在に調整できる排砂ゲート4を設け降
雨時等、越流水を大量に下流側に放流するとき、前記排
砂ゲートを開き堆砂Dを下流へ放出する。あるいは予め
設定した下流側の条件に対応してその開度をコントロー
ルし、最も適量の堆砂Dを最適のタイミングを選んで排
出する。
【0016】図1(B)は本発明の別の実施形態を示す
要部の縦断正面図であり、第二堤体31Aは頂面に起伏
自在に全高を調整できる起伏ゲート32を取り付け、水
位が第二堤体の頂面を越さなくても任意の高さで任意量
の越流が可能となる機能を与え、貯水池としての作用の
多様性を加えた態様を形成している。
【0017】
【発明の効果】本発明は以上に述べたように既設ダム
(第一貯水池)の下流側に第二貯水池を設け、上流部に
堆積した堆砂Dを該第二貯水池内に一旦留保することに
よって、上流部に堆積した堆砂Dの排出量、排出時期等
をコントロールすることができる。従って、既設ダムの
有効貯水量回復が早く、ダムの再生効果が大きい。第二
貯水池の排砂ゲートのコントロールによって堆砂Dをさ
らに下流側に、下流側の環境条件等に対応し適量流下す
るようにしているので、自然環境の保護に役立つ効果を
発揮する。更に、第二貯水池に蓄えられた清澄水Wは、
渇水時の灌漑、飲料水としての役割を担うので、既設ダ
ムの貯水量の回復と合せ貯水量の増加の効果と洪水時期
における第二貯水池の保水能力は見逃してはならない効
果を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の全体の縦断正面図(A)と
別の実施形態の要部の縦断正面図(B)である。
【図2】従来技術の縦断正面図である。
【図3】別の従来技術の縦断正面図である。
【符号の説明】
1 第一貯水池 2 排出管 3 第二貯水池 4 排砂ゲート 11 第一堤体 12 浚渫船 13 頂面 21 先端 22 垂直管路 23 水平管路 24 ポンプ 31 第二堤体 32 起伏ゲート D 堆砂 W 清澄水

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第一堤体11で堰止めた流水の水面上
    に、移動自在に浚渫船12を具えた既設の第一貯水池1
    と、該浚渫船12で回収した堆砂Dを第一堤体11の下
    流側へ流下させる排出管2と、前記下流側で第二堤体3
    1によって堰止められて形成する第二貯水池3と、該第
    二堤体31の下底部で開閉自在に作動可能な排砂ゲート
    4とからなることを特徴とするダム貯水池の排砂機構。
  2. 【請求項2】 上流水を第一堤体11で堰止めて形成し
    た第一貯水池1の水面上に浚渫船12を移動自在に配
    し、該浚渫船12によって回収した池底の堆砂Dを前記
    第一堤体11の頂面13を越えて排出管2内を流下し、
    下流側の第二貯水池3に至り該第二貯水池3を形成する
    第二堤体31の下底部に設けた排砂ゲート4を、降水量
    や洪水状況などあらかじめ設定した流路の条件に適合し
    たときにのみ必要開度だけ開放し、下流側へ適量の堆砂
    Dを排出して下流側の環境維持を図り、既設の貯水池の
    有効貯水容量を回復させることを特徴とするダム貯水池
    の排砂方法。
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