JPH11350462A - 河川用排砂構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 安価かつ簡単な構成で、安定した排砂を行う
ことのでき、魚道にも利用可能とする。 【解決手段】 堰止手段１によって形成された貯水領域
２の上流所定位置に排砂管４を設ける。この排砂管４に
複数の開口部を形成し、各開口部には、堰止部材５によ
って堰き止めた上流側からの土砂を導く。そして、この
土砂を流水と共に前記堰止手段１の下流側に排砂する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川のダムや堰で
堰き止められる土砂を下流側に排砂可能とする河川用排
砂構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、河川では、ダム，堰等の堰止手
段によって水流を堰き止め、発電、水害防止、農業用水
の確保等を可能としている。このような堰止手段では、
貯水領域内に上流側からの土砂が堆積するため、堆砂対
策が必要である。

【０００３】従来、堰止手段での堆砂を、大きく分けて
次の３つの手段により排砂している。

【０００４】第一の手段は、貯水領域の上流側に砂防ダ
ムを設けて貯水領域への土砂の流入を抑制したり、バイ
パス流路を設けて土砂を堰止手段の下流側に迂回させる
ものである。

【０００５】第二の手段は、貯水領域に堆積した土砂を
浚渫や掘削により人為的に除去するものである。

【０００６】第三の手段は、堰止手段自体に排砂門や排
砂管等の土砂を直接流下できる装置を設けるものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第一の
手段では、用地の買収等、工事を進める上で弊害となる
事項が多いという問題がある。

【０００８】第二の手段では、浚渫機等が必要となる
上、土砂をトラック等で搬送しなければならないため、
道路の敷設等、やはり工事を進める上で弊害となる事項
が多い。しかも、堆砂量の管理は必要不可欠である。

【０００９】第三の手段では、流水により河床に堆積さ
れた土砂を排砂するために、堆積土砂の表面近傍まで放
水により水位を低下させる必要がある。このため、放水
量が多くなり、下流側の影響をも考慮しなければならな
い。したがって、堆砂量が増大したからといって直ちに
排砂できない場合がある。

【００１０】特に、前記第二及び第三の手段では、下流
側の環境に与える影響を考慮できず、侵食等の問題には
対処できない。

【００１１】また、前記いずれの手段であっても、魚等
が遡上するための魚道としての機能を備えておらず、魚
道は別個に敷設する必要がある。

【００１２】そこで、本発明は、安価かつ簡単な構成
で、安定した排砂を行うことのでき、魚道にも利用可能
な河川用排砂構造を提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するための手段として、河川用排砂構造を、堰止手段
によって形成された貯水領域の少なくとも上流所定位置
に設けた複数の開口部を介して上流からの土砂を内部に
導き、流水と共に流下させて前記堰止手段の下流側に排
砂する排砂管と、上流からの土砂を堰き止めて前記排砂
管の開口部に導く堰止部材とから構成したものである。

【００１４】また、前記河川用排砂構造は、排砂管を河
床に蛇行して配設することにより上流からの土砂を堰止
可能とすると共に、前記排砂管に開口部を形成すること
により堰き止めた土砂を内部に導き、流水と共に流下さ
せて前記堰止手段の下流側に排砂する構成としてもよ
い。

【００１５】そして、前記排砂管の勾配が1/10以下とな
るように設置すると、魚等の遡上が可能となり、魚道と
しても利用できる点で好ましい。

【００１６】前記排砂管の一部を透光性材料で構成し、
外光を取入れ可能とすれば、魚等が遡上しやすい環境と
できる点で好ましい。

【００１７】前記排砂管の内部には、排砂用通路と魚道
用通路とに分離する仕切壁を形成すれば、排砂管の損傷
を抑制しつつ、魚道を確実に確保可能な点で好ましい。

【００１８】前記排砂管の上流側開口部を開閉板で開閉
可能とし、該開閉板に浮力を受けて貯水領域での水位の
違いに応じて昇降する浮揚手段を設けると、自動的な排
砂を可能とできる点で好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に従って説明する。

【００２０】図１は、本実施形態に係る排砂構造を適用
した河川の平面図である。この排砂構造は、堰止手段で
ある堰１によって形成される貯水領域２の河床３に排砂
管４と堰止部材５とを設置したものである。排砂管４及
び堰止部材５の設置方法としては、単純に河床３に載置
するだけでもよいし、埋め込むようにしてもよい。ま
た、河床３をコンクリートで形成することにより一体化
してもよい。本実施形態では、図２に示すように、排砂
管４の下半部がコンクリートで形成した河床３の溝６に
配設されて一体となっている。

【００２１】前記排砂管４には、例えば、ヒューム管、
鉄管、土管等を複数接続したものが使用され、その下流
側開口部７は、堰１（又は堰１の下方側河床部分）を貫
通してその下流側に開口している。排砂管４は、貯水領
域２の上流側所定位置まで延び、その上流側開口部８に
は開閉部材９が設けられている。また、排砂管４の途中
には、図３に示すように、補助開口部１０が複数箇所に
それぞれ穿設されている。各補助開口部１０は、排砂管
４から突出する筒状部分に形成され、そこには前記上流
側開口部８と同様な開閉部材（図示せず）がそれぞれ設
けられている。なお、補助開口部１０の筒状部分には土
砂が堆積することを防止するためのテーパ面１０ａが形
成されている。

【００２２】前記開閉部材９は、連結部材１１（チェー
ン等）を介して浮き等の浮揚部材１２に接続した開閉板
１３で構成されている。そして、開閉部材９により上流
側開口部８が開口すると、その上流側の土砂は流水と共
に排砂管４内を流下し、堰１の下流側に排砂されるよう
になっている。この構成によれば、浮揚部材１２が貯水
領域２での水位の変化に応じて昇降し、開閉板１３で排
砂管４を自動的に開閉させることが可能である。したが
って、従来のように堆積した土砂量を管理しておく必要
もない。

【００２３】なお、前記各補助開口部１０では、連結部
材１１の長さを変更することにより、貯水領域２での水
位が高くなるに従って上流側に位置する補助開口部１０
から順次開放するようにするのが好ましい。

【００２４】また、前記開閉部材９は単にバルブ等で構
成してもよい。特に、補助開口部１０にはバルブ等の手
動により開閉するタイプの開閉部材９を設けることによ
り、適宜必要に応じて開閉可能とする。これによれば、
流水量及び流下土砂量が急激に増大した場合、流水量や
土砂流下量が落ち着いたところで、順次各補助開口部１
０を開放することにより排砂することができる。この場
合、堰１の下流側での状況を判断しながら、適切な量の
排砂を行うことができるように、いずれの補助開口部１
０を開放するのかを選択すればよい。これにより、各堰
止部材５によって堰き止められた土砂が順次対応する補
助開口部１０を介して排砂され、堰１の下流側での排砂
量が過剰となることを回避できる。

【００２５】また、前記排砂管４には下流側に向かうに
従って徐々に内径の大きなものを使用してもよい。

【００２６】前記堰止部材５は、上流側開口部８及び各
補助開口部１０から河岸に向かって上流側に傾斜するよ
うに河床３に設置されている。そして、流下する土砂を
堰き止めて上流側開口部８及び各補助開口部１０に導く
ことができるようになっている。

【００２７】次に、前記排砂構造による排砂方法につい
て説明する。

【００２８】貯水領域２の上流側からの流水量が所定量
を超えている場合、開閉部材９により上流側開口部８は
自動的に開放する。この場合、開度は上流側開口部８の
近傍での水位の違いに応じて変化し、水位が高くなれば
開度は自動的に大きくなる。なお、開閉部材９をバルブ
等で構成する場合、適宜排砂管の開度を、水位が高けれ
ば大きく、低ければ小さくなるように調整すればよい。

【００２９】流水と共に流下する土砂は、直接あるいは
一旦堰止部材によって堰き止められた後、上流側開口部
８を介して排砂管４内に導かれる。そして、流水及び土
砂は共に排砂管４内を堰１の下流側まで流下する。した
がって、土砂が貯水領域２に堆積することがなく、順次
堰の下流側に排砂されるので、従来のような排砂作業は
不要となる。また、堰１の下流側には、流水量に応じた
適切な量の土砂が流下するので、従来のように流下する
土砂量が減少することによる河岸の侵食等の問題を発生
させることがない。

【００３０】また、上流側で雨が降る等で流水量及び流
下する土砂量が増大した場合、前記上流側開口部８に連
続する堰止部材５によって流下してきた土砂を完全に堰
き止めることができない場合が生ずる。この場合、土砂
はこの堰止部材５を乗り越えることになるが、乗り越え
た土砂は順次下流側に位置する他の堰止部材５によって
堰き止められることになる。そして、水位の上昇に伴っ
て順次上流側の補助開口部１０が開放され、各堰止部材
５によって堰き止められた土砂が下流側へと排砂され
る。補助開口部１０は、堰１に近い程、深い位置に設け
られ、大きな水圧が作用するので、排砂途中で詰まる等
の不具合は発生しない。なお、流水量が少ない場合、前
記全開口部８，１０は自然に閉鎖される。

【００３１】また、河床をコンクリートで構成しない自
然の河川では川幅方向でも深さが相違するため、前記排
砂管４を河川の最も深い位置に設置する必要がある。こ
れにより、堰止部材５による補助開口部１０への土砂の
回収を自然に行わせることが可能となる。

【００３２】また、前記排砂管４は、図４に示すよう
に、河床３に蛇行して設置することにより、排砂管４自
身で土砂を堰き止めることができるように構成してもよ
い。この場合、補助開口部１０は、蛇行して斜めとなっ
た部分の最も下流側に位置する部分に形成すればよい。

【００３３】前記排砂管４は、魚道としての役割も果た
す。

【００３４】すなわち、排砂管４の下流側開口部７から
の流水は、一種の呼び水としての効果を奏するので、排
砂量の少ない通常の状態であれば、魚や泥鰌等が排砂管
４内を遡上可能である。

【００３５】この場合、勾配が1/10以下となるように構
成すれば、魚等の種類に関係なく、確実に遡上可能な環
境を提供できる。河床自身の勾配が1/10を超えていれ
ば、例えば、排砂管４を蛇行させて勾配を1/10以下とす
ればよい。そして、蛇行した排砂管４自身を前述のよう
に土砂の堰止にも利用するのが好ましい。

【００３６】また、排砂管４の途中に遡上する魚等の休
憩場所を形成するようにしてもよい。この休憩場所は、
前記補助開口部１０を構成する筒状部分で兼用するのが
好ましい。これにより、遡上してきた魚等が休憩しなが
ら遡上することができる。

【００３７】また、排砂管４の一部又は全部を透光性を
有する材料（アクリル等）で構成し、外光を取り入れや
すい構成としたり、排砂管４の内面等に魚等の好む色を
着色すれば、魚等がより一層遡上しやすい環境を提供で
きることになる。

【００３８】また、排砂管４内に仕切壁を設けることに
より、排砂路と魚道とを完全に分離するようにしてもよ
い。例えば、上流側開口部８からの流水及び土砂を下流
側開口部７に導く排砂路と、下流側開口部７と排砂管４
の途中に形成した開口部（堰止部材５の下流直後が好ま
しい。）とを連通して魚等の移動を可能とする魚道とを
形成する。この場合、下流側開口部７を分離させて設け
るようにしてもよい。これにより、排砂中であっても、
魚等の移動を確実に行わせることが可能となる。

【００３９】また、排砂管４の内面を、例えば、格子
状、梯状等とすることにより複数の凹部を形成し、この
凹部に砂を堆積させることにより、流下する土砂、特に
石が直接排砂管４に摺接しないようにすると、排砂管４
の磨耗を抑えることができる点で好ましい。なお、前記
凹部は、排砂管４の内面に一体的に形成してもよいし、
別体、例えば断面半円状の樋のようなものを取り付ける
ようにしてもよい。

【００４０】また、開閉部材９は必ずしも各開口部に設
ける必要はなく、例えば、下流側開口部７あるいは排砂
管４の途中にそれぞれ設けるようにしてもよい。

【００４１】また、前記排砂構造は河口堰や潮止堰にも
適用可能である。この場合、潮の満ち引きに応じて排砂
管４を開閉すればよい。

【００４２】また、前記排砂管４には、コンプレッサ等
で強制的に空気を流入可能としてもよい。この場合、空
気流入用の開口部を新たに設けるようにしてもよい。排
砂管４に強制的に流入された空気は、内部の流水を乱流
状態とし、土砂が流下せずに堆積されることを防止す
る。

【００４３】また、前記排砂管４は複数本並設して設け
ることにより、堆積された土砂から各開口部までの距離
を抑えてより一層排砂しやすくすることが可能となる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る河川用排砂構造によれば、河川に敷設することが
できるので、用地買収等の工事を進める上で弊害となる
事項が少ない。

【００４５】また、堰止部材を設けたり、排砂管を蛇行
させることにより、堰き止めた土砂を開口部に導くよう
にしたので、ダム等の堰止手段の近傍に土砂が流下する
量を最小限に抑制可能である。

【００４６】また、排砂管の一部を透光性材料で構成
し、外光を取入れ可能としたので、排砂管内を魚等が遡
上しやすくなる。

【００４７】特に、仕切壁を設けて魚道を排砂とは別領
域で行うようにしたので、魚道としての環境が向上す
る。

【００４８】また、流路開閉手段を浮力を利用して開閉
する開閉板で構成したので、貯水領域での水位の変化に
応じて自動的に排砂することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態に係る河川用排砂構造を採用した
河川の平面図（ａ）及びその断面図（ｂ）である。

【図２】 図１の上流側開口部を示す斜視図である。

【図３】 図１の補助開口部を示す斜視図である。

【図４】 排砂管の他の例を示す平面図である。

【符号の説明】

１…堰 ２…貯水領域 ３…河床 ４…排砂管 ５…堰止部材 ７…下流側開口部 ８…上流側開口部 ９…開閉部材 １０…補助開口部 １１…連結部材 １２…浮揚部材 １３…開閉板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 堰止手段によって形成された貯水領域の
   上流所定位置に設けた複数の開口部を介して上流からの
   土砂を内部に導き、流水と共に流下させて前記堰止手段
   の下流側に排砂する排砂管と、上流からの土砂を堰き止
   めて前記排砂管の開口部に導く堰止部材とからなること
   を特徴とする河川用排砂構造。
2. 【請求項２】 堰止手段によって形成された貯水領域の
   河床に蛇行して配設することにより上流からの土砂を堰
   止可能とすると共に、前記排砂管に開口部を形成するこ
   とにより堰き止めた土砂を内部に導き、流水と共に流下
   させて前記堰止手段の下流側に排砂可能としたことを特
   徴とする河川用排砂構造。
3. 【請求項３】 前記排砂管の勾配が1/10以下となるよう
   に設置したことを特徴とする請求項１又は２に記載の河
   川用排砂構造。
4. 【請求項４】 前記排砂管の一部を透光性材料で構成
   し、外光を取入れ可能とすることにより魚道に兼用した
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記
   載の河川用排砂構造。
5. 【請求項５】 前記排砂管の内部には、排砂用通路と魚
   道用通路とに分離する仕切壁を形成したことを特徴とす
   る請求項４に記載の河川用排砂構造。
6. 【請求項６】 前記排砂管の上流側開口部を開閉板で開
   閉可能とし、該開閉板に浮力を受けて貯水領域での水位
   の違いに応じて昇降する浮揚手段を設けたことを特徴と
   する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の河川用排
   砂構造。