「海洋の空 (UTSUR0)」 による潮流発生装置を利用した治水および水利システム 技術分野 Flood control and water use system using tidal current generator by "oceanic sky (UTSUR0)"
この発明は、 「海洋の空 (UTSUR0)」 による潮流発生装置を利用した治水および水 利システムに関する。 明 The present invention relates to a flood control and water use system using a tidal current generator by "ocean sky (UTSUR0)". Bright
背景技術 Background art
田 Field
河川の上流部から流出する砂泥により、 また、 近世紀では河口両岸の埋め立等によ り河川延長が徐々に増加し、河川全体の河床勾配が緩くなる。 これにより、 河道に土 砂が沈降し、 河床が上昇して、 河川の洪水疎通能力が低下し、 舟運や内水排除が困難 になっている。 Due to sand and mud flowing out from the upstream part of the river, and in the last century, river extension will gradually increase due to reclamation on both sides of the estuary, and the riverbed slope of the whole river will be relaxed. As a result, sediment settles in the river channel, the riverbed rises, and the flood communication capacity of the river is reduced, making it difficult for the transportation and inland water removal.
従来までは人工的に河床を掘削するか、河道に導流堤を設置して河川の流れのエネ ルギ一により、 河床を深く維持してきたが、洪水時には、 これによる洪水疎通の障害 や、 天井川を助長し、 内水排除にも問題が生じていた。 In the past, riverbeds have been artificially excavated or riverbeds have been installed in the rivers to maintain the riverbeds deep by the energy flow of the rivers. And there was a problem with inland water removal.
このため、 かねてより開発を進めてきた 「海洋の空 (UTSUR0)」 による潮流発生装置 を利用して、潮汐の影響を受ける河川下流や河口部については、積極的に潮汐のエネ ルギーを導入して河川の下流や河口の維持浚渫を行うことにより、機能的な河川延長 を短くして、河床勾配を高め、治水に役立てると共に、かねてより「海洋の空 (UTSURO) J による水域の浄化システムを利用して上流部から流出した汚濁水を積極的に取り込 み、 洪水疎通能力を高めると共に、 河川の汚濁水を浄化し、 干潟や土地を造成し、 河 川水の保持に役立てようとするものである。 発明の開示 Therefore, using the tidal current generator based on the “ocean sky (UTSUR0)”, which has been under development for some time, actively introduce tidal energy for rivers and estuaries affected by the tide. By maintaining the river downstream and the estuary, the functional river extension can be shortened, the riverbed slope can be enhanced, and it can be used for flood control. Actively take in polluted water that has flowed out from the upstream part and use it to improve flood communication capacity, purify polluted water from rivers, create tidal flats and land, and use it to hold river water. Disclosure of the Invention
本発明は、 第 1図に示すように、 潮位変化のある水域で、 堤体構造によって囲い 締め切られた水域を「海洋の空 (UTSR0) 」と言い、 「海洋の空 (UTSR0)」 Aの水域を水 路で開放する水路口を、河川の上流部に向かって延伸し、潮位変化のある河川上流水 域で開放する 「海洋の空 (UTSURO) J Aによる潮流発生装置により、 開放口より下流 部 Lb区間は潮汐の支配する河川となり、従来の河川延長 Loとすれば、河川の機能延
長は (Lo - Lb)河 J 11上流部の延長 Laとなり、河川の機能延長を短くすることが出来る。 潮汐のエネルギーと河川の流れのエネルギーの役割を再配分することにより、上流 部では、従来の河川の流れのエネルギーを卓越させ、河口部では潮汐のエネルギーを 積極的に導入して、潮汐のエネルギーを卓越させることにより、 上流部では河川の機 能的な延長を短くし、 治水に役立てようとするものである。 The present invention, as shown in FIG. 1, refers to a water area that has been closed by a levee structure as “ocean sky (UTSR0)”, and “ocean sky (UTSR0)” A The waterway opening the water area through the water channel extends toward the upstream part of the river, and opens in the river upstream water area with changing tide levels. The tidal current generator by the Oceanic Sky (UTSURO) JA makes it downstream from the opening Section Lb becomes a river controlled by the tide, and if it is assumed that the conventional river extension Lo, The length is the extension La of the (Lo-Lb) river J 11 upstream, which can shorten the functional extension of the river. By redistributing the role of tidal energy and river flow energy, the upstream region will be superior to the conventional river flow energy, and the estuarine region will actively introduce tidal energy to achieve tidal energy. In the upstream area, the functional extension of rivers will be shortened and used for flood control.
河川の上流の山間部では河床高はあまり変化しなレ、が、 沖積平野では、河川の機能 延長が短くなれば、 河床勾配が大きくなり、 流速が早く、 掃流力が高められ、 河床が 深く洗屈され、 河川の洪水疎通断面が大きくなると共に、 天井川が解消し、 上流部の 治水効果を高めることが出来る。 In the mountainous area upstream of the river, the riverbed height does not change so much, but in the alluvial plain, the shorter the river function extension, the larger the riverbed slope, the higher the flow velocity, the higher the sweeping power, and the riverbed It is deeply washed, and the flood passage cross section of the river is enlarged, and the overhead river can be eliminated, and the flood control effect of the upstream can be enhanced.
また、 河川の下流部では、 第 1図に示す 「海洋の空 (UTSUR0)」 Aの規模を大きくし て、 潮流発生能力を高めることにより、 下流部での潮汐による流量を増加させて、 掃 流力を高め、 河床を深くして、 洪水の疎通断面を常に確保することにより、 下流部で の治水効果はもとより、内水排除や河口部での航路の維持浚渫に寄与しようとするも のである。 In addition, in the downstream part of the river, the scale of “Marine Sky (UTSUR0)” shown in Fig. 1 is increased to increase the tidal current generation capacity, thereby increasing the tidal flow in the downstream part. By increasing the flow capacity, deepening the riverbed, and always securing a flood communication cross section, it is intended to contribute not only to the flood control effect at the downstream but also to the drainage of inland water and the maintenance of the channel at the estuary. is there.
なお、河口部では上流より流出した砂泥が、流速が低下することにより河道に沈降 し河道を浅くする。 このため、 将来埋め立てや、 干潟造成が可能な水域を選んで、 多 空隙を有する透過構造の堤体により囲い締め切られた、 「海洋の空 (UTSUR0)」 B (静 穩浄化水域) を設置して、上げ潮時に、上流で洗掘され流出した泥水を取り込み、 「海 洋の空 (U T S U R O) J Bの静穏浄化水域を利用して泥水の泥を沈降させて、 干潟 や埋立地を造成し、 引潮時には浄化した上わ水を河道に集め、 「海洋の空 (UTSUR0)」 A により発生する潮流に加えて、 河口の流量を増加させ河道の断面を維持する。 In the estuary, sand and mud that has flowed out from the upstream sinks in the river channel due to the decrease in the flow velocity and makes the river channel shallow. For this reason, we will select “Aquatic Sky (UTSUR0) B” (static water purification area), which will be closed by a permeable structure with multiple voids, by selecting a water area that can be reclaimed or tidal flats in the future. At the time of rising tide, the upstream water is scoured and taken up the drained muddy water, and the mud of the muddy water is made to settle using the calm water of the oceanic sky (UTSURO) JB to create a tidal flat and a landfill site. At the same time, in some cases, the purified water is collected in the river channel, and in addition to the tidal current generated by the “oceanic sky (UTSUR0)” A, the flow in the estuary is increased to maintain the river channel cross section.
さらに、 「海洋の空 (U T S U R O)」 Bの外郭部を囲う堤体 8 を設置することに より、 外海 6への泥水の流出を防止し、 河口部の潮流を増加させ、 河口の汽水域を保 持し、 河川水域の水産資源を豊富にして、 さらに、 洪水の疎通能力を高め、 航路の維 持を行い、 治水や利水効果を高める。 In addition, by installing the embankment 8 that encloses the outer shell of “Marine Sky (UTSURO)” B, the outflow of mud water to the open sea 6 is prevented, the tidal current in the estuary is increased, and Maintain and enrich the fishery resources of the river water area, further enhance flood communication ability, maintain the channel, and enhance flood control and water use effect.
また、 「海洋の空 (UTSUR0)」 Aによる潮流発生装置の機能を永久的に維持させるた めに、 「海洋の空(UTSUR0)」 Aの張潮による河川泥水の流入を阻止するために、 「海洋 の空 (UTSR0)」 Aの開放水路 3の延長 L bを長くして、 L b > L t X a ただし、 (L t ;開放水路における河川よりの張潮長、 ひ :水路の拡散による係数、) の条件を満 足させる必要がある。 (したがって、 開放水路 3を汚濁防止水路とも言う。)
図面の簡単な説明 Also, in order to permanently maintain the function of the tidal current generator by "ocean sky (UTSUR0)" A, in order to prevent the inflow of river mud water by the tide of "ocean sky (UTSUR0)" A, "Open ocean channel (UTSR0)" A. Extend the length of the open channel 3 of L b, L b> L t X a However, (L t; the length of the open channel from the river in the open channel; It is necessary to satisfy the condition of,). (Therefore, the open channel 3 is also called a pollution control channel.) Brief description of the drawings
第 1 図は 、 河川の略図で、 河口の支流口に「海洋の空 (UTSURO) 」 Aによる潮流発 生装置を、 また、 本流河口部には流出泥砂を取り込む「海洋の空 (UTSURO) 」 Bを設置 した平面図である。 Fig. 1 is a schematic drawing of the river. A tidal flow generation device by "oceanic sky (UTSURO)" A at the branch of the estuary, and "oceanic sky (UTSURO)" which takes in the runoff sand at the estuary of the main stream. It is the top view which installed B.
第 2 図は 、 上記第 1図における本川の縦断面図である。 FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the main river in FIG.
第 3 図は各河川の横断面図である。 Fig. 3 is a cross-sectional view of each river.
a- a 断面は河川上流 5水域の横断面図である。 The a- a cross section is a cross-sectional view of five water areas upstream of the river.
b - b 断面は河川下流 4水域の横断面図である。 b-b cross section is a cross-sectional view of four water areas downstream of the river.
c - c 断面は潮流発生水路 3の横断面図である。 c-c cross section is a cross-sectional view of the tidal channel 3;
d- d 断面は河口外水域の横断面図である。 dd cross section is a cross section of the estuary water area.
【符号の説明】 [Description of the code]
1 「海洋の空 (UTSURO) 」 Aを構成する締め切り堤 1 Deadline that constitutes "Marine Sky (UTSURO)" A
2 「海洋の空 (UTSURO) 」 Aの内水域 2 Inland waters of "oceanic sky (UTSURO)" A
3 「海洋の空 (UTSURO) 」 Aの開放水路 (汚濁防止水路とも言う) 3 "Open Ocean" (UTSURO) A open channel (also referred to as pollution control channel)
4 河川の下流部 4 downstream of the river
5 河川の上流部 5 upstream of the river
6 外水域 6 Outer water area
7 陸地または護岸堤 7 Land or Reservoir
8 「海洋の空 (UTSURO) 」 Bの透過堤 8 "Sea Ocean Sky (UTSURO)" B penetrating levee
8 ' 「海洋の空 (UTSURO) 」 Bの外郭部を囲う堤体 8 'Arm which surrounds the outer part of' Marine Sky (UTSURO) 'B
9 「海洋の空 (UTSURO) 」 Bの内水域 9 Inland Waters of the Oceanic Sky (UTSURO) B
9 ' 「海洋の空 (UTSURO) 」 Bの内水域に沈降した砂泥 9 'Sand mud settled in the inner waters of' Marine Sky (UTSURO) 'B
1 0 従来の河川の河床高 1 0 Conventional riverbed height
1 1 従来の河川水面高 1 1 Conventional river water level
1 2 従来の河川隆地高 1 2 Conventional river ridge height
1 3 従来の河川の HHWL 1 3 HHWL of conventional river
1 4 従来の河川の堤防高 1 4 Traditional river embankment height
1 5 断定河床 1 5 determined riverbed
1 6 新しい河川の安定河床
1 7 : 潮流によつて直接洗掘された新しレ、河床 1 6 Stable riverbed of new river 1 7: New scallops scoured directly by tidal current, riverbed
1 8 : 潮汐の T HWL 1 8: Tide T HWL
1 9 : 潮汐の T LWL 1 9: Tide T LWL
2 0 : 潮流によって掘削される河床 20: Riverbed excavated by tidal current
^ : 外水位が降下時 (引潮) によって生じる流れ (潮流) の方向 ^: Direction of current (outflow) caused by the fall of the outer water level
^ : 外水位が上昇時 (上潮) によって生じる流れ (潮流) の方向 発明を実施するための最良の形態 ^: Direction of current (outflow) generated by rising water level (upper tide) Best mode for carrying out the invention
本発明をより詳細に説述するために、 添付図面に従ってこれを説明する。 In order to describe the invention in more detail, it will be described according to the attached drawings.
第 1図の平面図に示すように、 潮位変化のある水域で、堤体構造 1によつ て囲い締め切られた水域を「海洋の空 (UTSR0 ) 」と言い、 「海洋の空 (UTSRO) J Aの水域を水路で開放する水路口を、 河川の上流部に向かって 延伸し、 潮位変化のある河川上流水域で開放する 「海洋の空 (UTSUR0)」 Aによる潮流発生装置により、 開放口より下流部 Lb区間は潮汐の支配す る河川となり、 従来の河川延長 Loとすれば、 河川の機能延長は(Lo— Lb) 河川上流部の延長 Laとなり、 河川の機能延長を短くすることが出来る。 河川の形成過程で、流出砂泥により沖積平野を形成し、河川の規模が大きく成る程、 また、 緩流河川と成るほど、 河口部の幹川が何本かの支川に分力れ海に流入する。 このような支川 3の河口部に、 第 1図に示す「海洋の空 (UTSRO) 」Aを構成す る不透過性の堤体 1によって囲レ、締め切られた水域を形成し、 支川 3を通じ、本川 4に開放することにより、 外海 6に潮位変化を生じれば、 河川の下流部 4を通じ、 支 川 3 (開放水路)を経て、 「海洋の空 (UTSURO)Aに流出入を繰り返す。 As shown in the plan view of Fig. 1, in the water area with tide change, the water area enclosed by the levee structure 1 is called "ocean sky (UTSR0)" and "ocean sky (UTSRO)". The waterway opening the water area of JA by waterways is extended toward the upstream part of the river, and is opened in the river upstream water area with changing tide level. By the tidal current generator by "Marine sky (UTSUR0)" A, from the opening The downstream section Lb will be a river dominated by tides, and with the conventional river extension Lo, the functional extension of the river will be (Lo-Lb) an extension La of the upstream part of the river, and the functional extension of the river can be shortened. . In the process of river formation, the alluvial plain is formed by runoff sand and mud, and as the size of the river increases, and as it becomes a slow-flowing river, the main river in the estuary is divided into several tributaries and the sea To flow. At the estuary of such a tributary 3, the water area which is closed and closed by the impermeable levee 1 which forms the “ocean sky (UTSRO)” A shown in FIG. 1 is formed, and the tributary 3 is If the tide level changes in the open sea 6 by opening to the main river 4, through the downstream part 4 of the river, through the tributary 3 (open channel), repeat the inflow and outflow to the oceanic sky (UTSURO) A .
河川本来の固有流量 Qo, 「海洋の空 (UTSUR0)」 Aより流出する潮流 Qcとすれば、 引き潮時の河川下流部 4の水量 Qbは (Qb=Qo+ Q c、 ) となる。 河川本来の固有流 量 Qoは河川によって 限定されるが、 「海洋の空 (UTSUR0)」 Aより流出する潮流 Qc は 「海洋の空 (UTSUR0)」 Aの規模に応じて大きくすることが可能である。 If the natural flow Qo of the river and the tidal current Qc flowing out from the “oceanic sky (UTSUR0)” A, then the amount of water Qb in the downstream part of the river 4 at the ebb tide is (Qb = Qo + Qc,). Although the intrinsic natural flow Qo of the river is limited by the river, the tidal current Qc flowing out of the "ocean sky (UTSUR0)" A can be increased according to the size of the "ocean sky (UTSUR0) A". is there.
「海洋の空 (UTSUR0)」 Aの規模を大きくし、潮流発生流量 Qcを河川の洪水流量に匹 敵する規模の 「海洋の空 (UTSUR0)」 Aを構成することにより、 河川下流部 4の水域に は常に洪水流量に匹敵する潮流量 Q bが流出入を繰り返すことになる。 By increasing the size of “Marine Sky (UTSUR0)” A and constructing “Marine Sky (UTSUR0)” A of a scale that matches tidal discharge flow rate Qc to flood flow of the river, In the water area, tidal volume Qb, which is always comparable to the flood flow, will be repeatedly flowing in and out.
このように、 洪水に匹敵する莫大な潮流 Qbが河川河口部 4に流れても、 所詮潮汐
によって発生する流れであるため、 海水面下 (THWL以下) の流れで、 陸域の堤防高を 溢れることがない。 Thus, even if a huge tidal current comparable to a flood flows into the river mouth 4 Because the flow is generated by the sea surface, the flow below sea level (less than THWL) does not overflow the land levee height.
したがって、 第 1図に示しように、 支川 3の河口に 「海洋の空 (UTSUR0)」 Aを構成 することにより、 河川下流部 4の延長 L bは形状的には河 J 11の下流部を構成している ように見えるが、 機能的には海峡ゃ灘の性質を持つようになる。 したがって、 従来の 全河川を Lo とすれば、 (Lo—Lb) 即ち上流部の河川延長 Laが新しい河川の機 能延長となる。 Therefore, as shown in Fig. 1, by constructing "Marine sky (UTSUR0)" A at the mouth of tributary 3, the extension Lb of the downstream part 4 of the river in shape is the downstream part of the river J11. It seems to be composed, but functionally it has the characteristics of a strait or a weir. Therefore, assuming that all conventional rivers are Lo, (Lo-Lb), that is, the river extension La of the upper stream part becomes the function extension of a new river.
従来の河川上流部の河床高を Hoとすれば、 従来の河床勾配 I 0は(Ho/Lo), 新し い河川の河床勾配 I aは (Ho/ (L— Lb) ) となり、 第 2図に示すように I o<Ia となり、 河床勾配は大きくなる。 Assuming that the riverbed height in the upstream of the conventional river is Ho, the conventional riverbed slope I 0 is (Ho / Lo), and the new riverbed slope I a is (Ho / (L− Lb)). As shown in the figure, I o <Ia, and the bed slope becomes large.
上流部の河床勾配が大きくなると、 流速が大きくなり、 掃流力が高められ、 河床が 深く洗屈され、 河川の洪水疎通断面が大きくなる。 このことにより、 天井川が徐々に 解消され、 治水能力が高められる。 As the riverbed slope in the upper stream increases, the flow velocity increases, the sweeping force is enhanced, the riverbed is deeply washed, and the flood passage cross section of the river becomes larger. This will gradually eliminate the overhead river and enhance flood control capacity.
また、河川の下流部 4では、上記に示す「海洋の空 (UTSUR0)」 Aの規模を大きくし、 河川の洪水流量に匹敵する潮流を発生させることにより、河床を深くし、 洪水疎通断 面を大きくし河 J 11下流部 4の治水効果を高めることが出来る。 Also, in the downstream part 4 of the river, the scale of “ocean sky (UTSUR0)” A shown above is enlarged, and the tidal stream comparable to the flood flow of the river is generated to deepen the riverbed, The river improvement effect of river J11 downstream part 4 can be enhanced.
さらに、河口部では上流より流出してきた莫大な砂泥が、 河道に沈降し河道を浅 くし、 洪水の疎通能力や船舶の航行に支障が生じる。 ' Furthermore, in the estuary, the huge sand and mud that has flowed out from the upstream sinks in the river channel and makes the river channel shallow, which hinders the flood communication capability and ship navigation. '
このため、 河口部の水域で、 将来埋め立てや干潟造成が可能な水域を選んで、 多空 隙を有する堤体 (透過構造による堤体) 8により囲い締め切られた、 別の 「海洋の空 For this reason, in the water area of the estuary, another “oceanic sky” is selected, which is closed by a multi-voided bank (bank with transparent structure) 8 by selecting a water area that can be reclaimed or tidal flat in the future.
(UTSURO)j B (静穏浄化水域) を設置し、 潮汐の上げ潮の作用を利用して、 河口に流出して来た膨大な河川の泥水を 「海洋の空 (UTSURO)J Bおよび B ' 水域 9に取り込み、 沈降浄ィヒさせて、 干潟や埋立地を造成し、 引き潮時には沈降浄ィ匕 したうわ水を河道に集めて、河道に潮流を発生させ、 さらに河口における河道の掃流 力を高め 、河道を深く河道を維持し、河口部での洪水の通水断面を常に確保するこ とにより、 航路の維持浚渫に寄与する。 (UTSURO) j B (Quietly Clearing Water Area), using the action of the tide rising tide, the muddy water of the huge river that has flowed out to the estuary “Ucean sky (UTSURO) JB and B 'water area 9 In the river, create tidal flats and landfills, collect sedimented clean water at the time of ebb tide on the river channel, generate tidal current in the river channel, and increase the drainage capacity of the river channel in the estuary. Contribute to the maintenance of the channel by maintaining the channel deep and maintaining the flood flow cross section at the estuary at all times.
さらに、 「海洋の空 (UTSURO)J Bの外郭部を囲う不透過性堤体または半不透 過性堤体で堤体 8 'を設置することにより、 外海 6への泥水の流出を防止し、 河口の 汽水域を保持して、河川水域の水産資源を豊富にし、河口部における科道の潮流を増 加させ、 洪水の疎通能力を高め、 航路の維持や治水効果を高める。
また、 「海洋の空 (UTSUR0)」 Aによる潮流発生装置の機能を永久的に維持させるた めには 「海洋の空(UTSUR0)」 A内に河川の汚濁水の流入を阻止するため、 「海洋の空 (UTSR0)」 Aの開放水路 3の延長 L bを長くし、 L b > V b X t X a 、 V b ;開放 水路の平均流速、 t :上げ潮の時間、 α :水路の拡散係数、 の条件を満足させる必要が ある。 (したがって、 開放水路を「海洋の空 (UTSUR0)」 Aの汚濁防止水路とも言う。) 産業上の利用の可能性 Furthermore, by setting up the dike 8 'with an impermeable or semi-impermeable dike that encloses the outer shell of the Oceanic Sky (UTSURO) JB, the outflow of muddy water to the open sea 6 is prevented, Maintain the brackish water area of the estuary, enrich the fishery resources of the river water area, increase tidal current in the estuary area, increase the flood communication capacity, and enhance the maintenance of the channel and flood control effect. Also, in order to permanently maintain the function of the tidal current generator by "ocean sky (UTSUR0)" A, in order to prevent the inflow of polluted water from the river into "ocean sky (UTSUR0) A", Ocean sky (UTSR0) A Extending the open channel 3 of A Extend L b, L b> V b X t X a, V b; Average velocity of the open channel, t: Time of rising tide, α: Diffusion of channel It is necessary to satisfy the condition of coefficient,. (Therefore, the open channel is also referred to as the "ocean sky (UTSUR0) A pollution control channel.") Possibility of industrial use
河川の河口部では上流部から流出する土砂により、 また、 近世紀には雨岸の埋め立 等により河川の延長が徐々に増加し、 河川全体の河床勾配が緩くなり、 河川の洪水疎 通能力が低下してきた。 また、 河口部での河床が上昇し、 舟運や内水排除が困難にな つている。 At the mouth of the river, the extension of the river gradually increases due to the sediment flowing out from the upstream part and by reclamation of the rainbank in the last century, the riverbed slope of the whole river becomes loose, and the flood communication capacity of the river Has fallen. In addition, the riverbed at the estuary has risen, making it difficult to remove heavy water and inland water.
このため、 自然のエネルギーを利用し、 従来の河川による重力によるエネルギーに 加えて、 下流部では潮汐のエネルギーを卓越させ、 河道の維持浚渫を図り、 泥水をき れいにし、 泥水の泥を集めて広大な干潟や埋立地を造成するもので、 これら実行期間 は洪水、 高潮等の時を期して、 短期に実行されるもので、 従来の石油や石炭等の機械 による維持浚渫でなく環境にやさしいシステムで、 産業上の利用の可能性が大きい。
For this reason, in addition to the energy by gravity of conventional rivers, natural energy is used, tidal energy is predominant in the downstream part, maintenance of the river channel is planned, muddy water is cleaned, and muddy water is collected. It is intended to create large tidal flats and landfills, and the implementation period is to be implemented in a short period of time, such as floods and high tides, and is environmentally friendly rather than being maintained by conventional machinery such as oil and coal. The system has great potential for industrial use.