(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の横桁を密に連接させた片面に可撓性のある遮水幕を裏打ちした堰体の一端部を、前記遮水幕が水路の上流側に配するように水路を横断させて水路底に固着し、前記堰体の一端部が水路底に固着された位置よりも上流側で、前記堰体と前記水路底との間に、水路の幅方向に延びるドラムを昇降自在に設けると共に、前記ドラムの上流側に支点を設け、前記堰体を、その裏面の遮水膜が前記ドラムに当接するように巻回すると共に、前記堰体の他端部を前記支点との間に張設して、さらに、前記水路の両側壁に、前記ドラムを上昇させて起立させた前記堰体の両端の下流側の面を支持する戸当たりを水路内に突設させたことを特徴とする連結桁堰。
【請求項２】
前記ドラムの両端部にテーパ部を形成すると共に、前記水路の両側壁で前記戸当たりの上流側に、前記テーパ部に臨むテーパ状止水部を形成し、前記堰体の前記遮水幕を、前記横桁の両端部から前記水路の両側壁に向けて延設し、延設された前記遮水膜の両縁を、前記テーパ部と前記テーパ状止水部との間に嵌挿させたことを特徴とする請求項１記載の連結桁堰。
【請求項３】
前記堰体の側方に前記堰体と連結されたフロートが収納されるフロート室を設け、一端が前記堰体の上流水路内に間接的に開口し、他端が小さな流出口を介して前記堰体の下流水路内に開口する圧力調節管を設け、該圧力調節管の中間部に一端が接続される可撓管を設け、該可撓管の他端を前記フロート内に開口させると共に、前記フロート室内を導水口を介して前記下流水路内に連通させたことを特徴とする請求項１または２記載の連結桁堰。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
一般に河川に設置する起伏堰は、河床に回動軸を設置し鋼板を起伏させるようにしたもの（転倒堰）や、袋体内部を膨縮させる袋状ゴム堰などがある。本発明は、複数の桁を連設して河床に配置し、一端を河床に固定して中間部を持ち上げることによって堰上げるようにした連結桁堰に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
我が国においては、古くから用水源の確保と湛水被害の軽減のためにクリークが用いらて来たが、人力によって用水を汲み上げて来た歴史があるので、比較的に水位が高く保たれてきた。したがって、対象が漏水のない低湿地に限定され、またクリークの方向も、殆ど等高線に沿っていた。
しかし、等高線沿いのクリークだけでは、干害と湛水被害が下流域に集中するので、最近、大規模な再開発事業が進められ、在来のクリークを直角に繋ぐ幹線クリークが設けられている。その結果、上下流の標高差が非常に大きくなり数ｍに及ぶことになる。そこで、ゲートの水密性の維持と操作が完璧でないと、上流の用水源が枯渇し、下流に湛水被害が起こると言う不安があるので、慎重に検討が続けられている。
【０００３】
また、利水のためダムを設置する場合、山岳地帯に設けられ、ダムにより堰上げられた水を自然力により導水することが行われている。しかるに、貯留水を放流された河川が人里に達する頃には、大きな河川に成長しているために、大規模な頭首工が必要となるので、開発の規模が大きくならざるを得ない。また、洪水調節の受益地も河川沿いの広大な土地が対象になるので、同様に大規模にならざるを得なかった。
しかし、３０年ぐらい前から、富士山麓等の傾斜地において、小規模な掘り込み式のダムに雨水を貯留する事が行われているので、クリークを利用して、ダムと水路を兼用させる事が考えられるが、ソイルセメントやベントナイトを利用すれば、クリークの漏水防止は可能である。
このように、クリーク利用の隘路となるのは、いずれもゲートや堰の課題であるが、傾斜地のクリークにおいては降雨時以外における排水の流入がないために貯留期間が永くなり、水位の変動幅と水深が大きくなるという煩雑な条件が絡んでくる。
【０００４】
ところで、上記クリークに利用しようとする堰の一つにチェンゲートが挙げられる。一例として、特願平５ー３４８１０４号に記載された越流式のチェンゲートを図１２、図１３および図１４を参照して説明する。このチェンゲートは堰本体とその制御装置からなっている。堰本体の構成につては、両端をチェン５０に固着された複数の横桁５１をゴム幕５２で被覆した扉体５３を設け、その一端を河床に固定させ他端を下流側に延長させている。そして、扉体５３の下方に、懸架軸５４が水路５５の側壁５６に両端のローラ５７を介して回転自在に支持され、しかも昇降自在に懸垂されている。この懸架軸５４を昇降させることで扉体５３の起伏を行わせている。
【０００５】
また、図１４に示すように、チェン５０のリンク５８の外側に固着されたブロック５９が圧着され、上流側のチェン５０の屈曲が防止される。そして、水路５５の側壁５６に固着された水密ゴム６０の先端をゴム幕５２に密着させて水密を保持させる。
【０００６】
また、図１２に示すように扉体５３の反対側にカウンターウエイト６１とフロート６２が駆動軸６３に懸垂されている。制御装置は図１５に示すように、内部に下流水路の水が導入されて上流水路に通ずる水面に浮かべられた水位差検知フロート６４が設けられている。
そして、上下流の水位差が過大になれば、水位差検知フロート６４が上昇し、フロート６３内に通ずる流入口６５が閉塞され、フロート室６６内に通ずる流入口６７が狭搾から解放されてフロート６３が上昇するので、反対側の堰が下降して流下量が増加するようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記装置をクリークに設置する場合はよいが、下流側における汎用性として大型のものが望まれている。しかしながら、上記の従来技術は、荷重が懸架軸５４に集中するので、第一の課題は大型化が困難であると云うことである。
【０００８】
また、上記の従来技術の制御装置は、特願平５ー３１４２３２号により出願した貯留量配分ゲートの制御技術を部分的に踏襲し、フロート６２が扉体５３の反対側に懸垂されている。したがって、水位が大きく低下するとフロート６２が空中に露出すると云う第二の課題がある。
また、上下流の水位差が過小になれば、フロート６２が下降して扉体５３が起立するが、通水管６８，オリフィス６９を通るパイロット流が遮断されないので、長期間に亘る貯留ができないと云う第三の課題がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明は、複数の横桁を密に連接させた片面に可撓性のある遮水幕を裏打ちした堰体の一端部を、前記遮水幕が水路の上流側に配するように水路を横断させて水路底に固着し、前記堰体の一端部が水路底に固着された位置よりも上流側で、前記堰体と前記水路底との間に、水路の幅方向に延びるドラムを昇降自在に設けると共に、前記ドラムの上流側に支点を設け、前記堰体を、その裏面の遮水膜が前記ドラムに当接するように巻回すると共に、前記堰体の他端部を前記支点との間に張設して、さらに、前記水路の両側壁に、前記ドラムを上昇させて起立させた前記堰体の両端の下流側の面を支持する戸当たりを水路内に突設させたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記ドラムの両端部にテーパ部を形成すると共に、前記水路の両側壁で前記戸当たりの上流側に、前記テーパ部に臨むテーパ状止水部を形成し、前記堰体の前記遮水幕を、前記横桁の両端部から前記水路の両側壁に向けて延設し、延設された前記遮水膜の両縁を、前記テーパ部と前記テーパ状止水部との間に嵌挿させたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した発明において、前記堰体の側方に前記堰体と連結されたフロートが収納されるフロート室を設け、一端が前記堰体の上流水路内に間接的に開口し、他端が小さな流出口を介して前記堰体の下流水路内に開口する圧力調節管を設け、該圧力調節管の中間部に一端が接続される可撓管を設け、該可撓管の他端を前記フロート内に開口させると共に、前記フロート室内を導水口を介して前記下流水路内に連通させたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、堰体の一端が水路の底に固着され、ドラムを上昇させることにより、上流側の河床に沿って延長している堰体が、下流側に引っ張られて移動し起立する。あるいは、堰体をドラムに巻き付けておき、ドラムを上昇させるときにドラムを回転させ、巻き付けられた堰体を解くようにしても良い。堰体は戸当たりの上流側面に圧接される。
またドラムが下降すれば、堰体上方部が堰体下方部に押されるので、上部の堰体が自動的にドラムの上流側に倒れて懸架される。あるいは、堰体をドラムに巻き取らせても良い。このように、ドラムが下降することで堰高が低くなる。
【００１３】
また、密に連設した複数の横桁が、各々、水路の側壁に固着された戸当たりによって支持され、一本当たりの横桁の荷重の分担幅は、構造的に制約される最小限度であるので、構造的に最も堰の高さを大きくできる。また、シェル構造に比較すれば幅に制約があるが、支持装置と堰体の間の摺動がないので、中間の柱で支持する事ができる。無論、門数を多くする事もできるので、幅方向の大きさは支障にならない。したがって、堰を大型にできる。
【００１４】
制御装置においては、堰体とフロートとの連結状態を同期させるので一体となって昇降し、フロートのみが空中に露出する事はなくなる。一方、堰体が起立する場合には、パイロット流が完全に遮断されるので、長期間の貯留が可能である。
【００１５】
また、前記第一の手段により、下流側の堰体が平面であるので、水脈の遠心力により堰体に振動が起こると云う第四の課題が新たに生ずるが、戸当たりが水路内に突き出しているので、水脈に縮流が起こり、水脈と側壁の間から空気が流入し、堰体の振動を発生させないようになっている。
また、第一の手段によりドラムが上流側に設けられているので、従来技術にならって止水ゴムを水路の側壁に固着できないので、止水が困難であると云う第五の課題が新たに生ずるが、遮水幕の先端が湾曲され、テーパ状止水部に圧接されるので、水密が保持される。なお、テーパ状止水部が戸当たりの外側にあるので、無論、横桁の上流への移動に支障を来さない。さらに、テーパ状止水部が水路内に突き出しており、遮水幕の幅が水路よりも小さく、遮水幕の上流への移動に支障はないので、水密ゴムを水路の側壁に固着する必要がない。
【００１６】
【実施例】
本発明にかかる連結桁堰は構造が簡単であるので、一般の水路に使用する事もできるが、本発明の主目的はクリークに対応する事にあるので、最も厳しい条件が要求される事例として、降雨時以外においては表流水が得られない傾斜地において、クリークに雨水を貯留して、潅漑や生活用水に利用するとともに、下流の湛水常襲地帯の湛水被害を軽減する事例について説明する。
【００１７】
以下、実施例の連結桁堰を添付図面に基づいて説明する。図４に示すモデルは、適当に起伏をもった谷の底に、コンクリートフリュームからなる集水路１が設けられ、その下流端に接して設けられたクリーク２が、次々に合流して耕地３内を通過し、末端が遊水池４に合流して、樋門５を介して河川６に接続されている。
【００１８】
図３に示すように、クリーク２の側壁２ａはソイルセメントで固められ、底面はベントナイトを浸透させて漏水を防止している。また、捨て石によって波浪による洗掘が防止されている。クリーク２内は多数の遮水壁７により適当な間隔をもって、地表面の高さに応じて階段状に仕切られている。また、遮水壁７の中央から下流に向けて放水路８が突き出して、その中に水位差調節堰９あるいは水位調節堰１０が設けられるが、湛水常襲地帯の直上流には水位調節堰１０が設けられる。
【００１９】
以下においては、各地点の上流の流入量を、各地点の上流の貯留量で除した値を流入量比と云う事にするが、流入量比が上流は大きく下流は小さくなるように貯留量が配分されている。また、遮水壁７と放水路８の側壁８ａの高さは、上流のクリーク２の側壁２ａと等しくされている。
【００２０】
水位差調節堰９あるいは水位調節堰１０に使用される堰体１１の構成についてはほぼ同じなので、まず、堰体１１の構成について図１ないし図３および図８を参照して説明する。断面凹状の横桁１１ａを複数個断面方向に密に連接し、各凹状底部を可撓性の遮水幕１１ｂにボルト１１ｃで固定して堰体１１を構成している。放水路８を横断して堰体１１を設置するときに、遮水幕１１ｂが上流側面になるようにする。遮水幕１１ｂは布をインサートして補強されているが、硬度は、耐久性に支障を生じない限度内において、なるべく小さくされている。
ボルト１１ｃのヘッドは薄い円板で、布を残して抉られた穴内に収まっているが、穴の中心の深さが周囲よりも僅かに大きくされ、ヘッドと穴の間にシール材が封入されている。またボルト１１ｃは遮水幕１１ｂのクリープを考慮して、いわゆる増し締めがなされている。
【００２１】
また、図８に示すように、横桁１１ａの背面が化粧板１１ｄに被覆され、化粧板１１ｄの下端に固着された薄い鋼板、またはゴム板からなる遮蔽板１１ｅにより、後記のドラム１３上における横桁１１ａの隙間が遮蔽され、図９に示すように、堰体１１の下流の放水路８の側壁８ａに設けた支持装置１２の戸当たり部１２ａが放水路８内に突き出しており、戸当たり部１２ａに横桁１１ａの両縁が圧着されることによって横桁１１ａの両側は閉塞され、かつ補強される。
戸当たり部１２ａの外側の上流から、外側の放水路８の側壁８ａの間を上流に向けて斜めに結ぶ線上にテーパ状止水部１２ｂが設けられ、遮水幕１１ｂの延長線よりも上流において、遮水幕１１ｂの先端が接触されている。
また、堰体１１の下端は放水路８の水路底８ｂに固着され、他端が懸垂されたドラム１３に懸架され、堰体１１の一部が回転自在に懸垂されたドラム１３の上流側に懸垂されている。
【００２２】
ドラム１３の中央部１３ａに遮水幕１１ｂが適当な強さで圧着され、またドラム１３の両端近くのテーパ部１３ｂが遮水幕１１ｂの両端に接しないよう、適当に径が小さくされ、両端の円筒部１３ｃが、戸溝１２ｃの下流側の壁に接している。また、ドラム１３は後述の懸垂装置１４に懸垂されているが、戸溝１２ｃはテーパ状止水部１２ｂの外側の側壁８ａ内に設けられている。ドラム１３の径は、堰体１１の屈曲度が過大にならないように十分に大きくされ、また横桁１１ａの腹面はドラム１３の中央部１３ａの半径よりも僅かに小さい半径で湾曲されている。
以下においては、堰頂が最も高くなった状態を全起立状態と云い、最も低くなった状態を全倒伏状態と云う事とするが、全起立状態および全倒伏状態における堰体１１の高さは、それぞれ、上流のクリーク２の側壁２ａおよび底面と等しくされ、戸溝１２ｃの上端にストッパ１２ｄが固着されている。
【００２３】
図１、図２、図９に示すように、前記ドラム１３の両端に固着された懸垂装置１４の円筒形の懸垂軸１４ａが、吊り輪１４ｂに緩く嵌合されている。また、堰体１１と側方のフロート室１６ｂの上方に水平に回転自在に支持された主軸１４ｃに固着された一対の従動スプロケット１４ｄに従動チェン１４ｅが懸架され、その上流側に前記吊り輪１４ｂが固着され、下流側に主カウンターウエイト１４ｆが固着されている。
またフロート室１６ｂの真上に固着された一対の主動スプロケット１４ｇに主動チェン１４ｈが懸架されて上流・下流側に２本垂下され、その上流側に後記のフロート１６ａが懸垂され、下流側に補助カウンターウエイト１４ｉが懸垂されている。
【００２４】
主カウンターウエイト１４ｆと補助カウンターウエイト１４ｉの重さは、フロート１６ａ内の水位が下流のクリーク２の水位と等しければ、あらゆる状態において、堰体１１が上昇するように十分に大きくされ、フロート１６ａの大きさは、フロート１６ａ内の水位が上流のクリーク２と等しければ、あらゆる状態において堰体１１が下降するように、十分に大きくされている。
【００２５】
堰体１１の自由端部は遮蔽幕１５ａが固着され、この遮蔽幕１５ａの反対側端部は、下方の水路底８ｂに近接して回転自在に支持された巻き取りドラム１５ｂ（支点）に固着されている。遮蔽装置１５は堰体１１が昇降したときに遮蔽幕１５ａを追従させるようにしたもので、巻き取りドラム１５ｂと一体のリール１５ｃに遮蔽幕１５ａと反対方向に巻き付けられた緊張ロープ１５ｄの途中が滑車１５ｅに懸架され他端に重錘１５ｆが懸垂されている。
堰体１１および遮蔽幕１５ａの両端と放水路８の側壁８ａの間には、適当な大きさの隙間が設けられ、また重錘１５ｆの重さは、遮蔽幕１５ａの弛みが防止されるように十分に重くされている。
【００２６】
次は、制御装置１６の構成の中で、水位差調節堰９と水位調節堰１０に共通な構成について図６を参照して説明する。
フロート１６ａがフロート室１６ｂ内に収納され、上流のクリーク２内に、後記の水位差制御装置１７または水位制御装置１８を介して、間接的に開口する圧力調節管１６ｃがフロート室１６ｂ内を貫通し、下流端は小さな流出口１６ｄを介して下流のクリーク２内に開口し、圧力調節管１６ｃの中間部から分岐した可撓管１６ｅの他端がフロート１６ａの底面内に開口している。
【００２７】
また、フロート室１６ｂ内は、小さな導水口１６ｆを介して下流のクリーク２内に連通されている。また、堰体１１の上面が上流のクリーク２の底面と一致した状態において、フロート１６ａの下端が、下流のクリーク２の底面よりも低くなり、しかも土砂の堆積によって制御装置１６に機能に支障が生じないように、フロート室１６ｂ内と、その上下流の部分の底面は、下流のクリーク２の底面よりも十分に低くされている。
【００２８】
次は、水位差調節堰９に特有の水位差制御装置１７の構成について図６、図１０を参照して説明する。前述した圧力調節管１６ｃの上流端が上下に開口するＴ字状とされ、その真下の同じく上下に開口するＴ字状の導水管１７ａの他端がフロート室１６ｂ内に開口し、中空のロッド１７ｂが両Ｔ字部分を鉛直に貫通し、ロッド１７ｂに、前記圧力調節管１６ｃの上方の開口部１７ｃと離合自在となるように、水位差調節弁１７ｄが固着されている。
【００２９】
圧力調節管１６ｃの上流端下方開口と導水管１７ａの上下の開口部が、ロッド１７ｂに固着したパッキン１７ｅに閉塞されており、導水管１７ａの下方において、ロッド１７ｂの下端に臨んで隙間を開けてストッパ１７ｆが固着されている。また、ロッド１７ｂの下端が閉塞され、導水管１７ａ内においてロッド１７ｂに連通口１７ｇが穿たれ、ロッド１７ｂの上端は、これに固着された水位差検知フロート１７ｈの底面に開口し、水位差検知フロート１７ｈの上端に開口する通気管１７ｉの周囲にウエイト１７ｊが装着されて、上下流の水位差が所定の状態において、水位差検知フロート１７ｈが均衡するように重さが調節されている。
水位検知フロート１７ｈは水位差検知フロート室１７ｋ内に収納され、水位差検知フロート室１７ｋは小さな通水口１７ｌを介して上流のクリーク２内に連通されている。
【００３０】
次は、水位調節堰１０に特有の水位制御装置１８の構成について図７、図１１を参照して説明する。
上流のクリーク２の満水面と高さを等しくする注水槽１８ａの周囲が上下に亘って防塵防波筒１８ｂに囲まれている。注水槽１８ａに接続された注水管１８ｃは前述した圧力調節管１６ｃに合流し、また圧力調節管１６ｃから分岐した流入管１８ｄの上端の開口部１８ｅが、上流のクリーク２の底面と高さを等しくして、上流のクリーク２内に開口している。開口部１８ｅ内に半ば没入した円錐形の水位調節弁１８ｆに固着されたワイヤーロープ１８ｇの中間部が複数の滑車１８ｈに支持され、ワイヤーロープ１８ｇの他端に水位検知フロート１８ｉが固着され、水位検知フロート１８ｉの頂面にウエイト１８ｊが装着され、水位検知フロート１８ｉは水位検知フロート室１８ｋ内に収納され、水位検知フロート室１８ｋは、小さな通水口１８ｌを介して下流のクリーク２内に連通されている。
【００３１】
また、水位調節堰１０の下流のクリーク２については、常時において確保すべき管理水位が設定され、水位が管理水位の状態において、フロート１６ａ内の水位が上下流のクリーク２の水位の中間の高さになるように、ウエイト１８ｊの重さが調節されている。
【００３２】
このほか、堰体１１が最も高くなった状態において、フロート１６ａの下端が十分に深く水中に没しているように、主動スプロケット１４ｇの径は従動スプロケット１４ｄに比して適当に小さくされている（図２参照）。
また、堰体１１の上流の放水路８の水路底８ｂは、堰体１１のクレストが上流のクリーク２の底面と一致した状態において、堰体１１とドラム１３を収納しうるように、十分に掘り下げられている。なお、一切のフロートとフロート室の間の隙間は、極力、小さくされている。
さらに、堰体１１の下流の放水路８内にウオータークッション１９が設けられて、底面が深く掘り込まれている。
【００３３】
次は、作用について説明する。
通常、谷に適当に起伏があるので、降雨があれば表流水が集水路１内に流入して、クリーク２内に流下し水位が上昇する。その結果、最上流の水位差調節堰９の上下流の水位差が過大になるが、水位差検知フロート１７ｈ内に下流のクリーク２内の水が導入され、水位差検知フロート１７ｈが上流のクリーク２に通ずる水面に浮かべられているので、水位検知フロート１７ｈが上昇し、開口部１７ｃが水位差調節弁１７ｄによる狭搾から解放されて、圧力調節管１６ｃ内の圧力とフロート１６ａ内の水位が上昇し、その重みによってドラム１３が下降する。
【００３４】
また、堰体１１の上流側が間接的に重錘１５ｆに緊張され、またドラム１３が回転自在に懸垂されているので、堰体１１がドラム１３に沿って上流に移動し、堰頂が低くなって越流が始まるが、横桁１１ａの背面に化粧板１１ｄと遮蔽板１１ｅが設けられているので、水流に対する抵抗が少ない。
また、起伏する場合に塵芥がドラム１３と遮水幕１１ｂの間に噛み込むおそれがあるが、上流の遮蔽幕１５ａの両縁が側壁８ａに接触しているので内部への塵芥の侵入が阻止され、噛み込みを防いでいる。
なお、倒伏するにつれて遮蔽幕１５ａが巻き取りドラム１５ｂに巻き取られるが、巻き取りドラム１５ｂが遮蔽幕１５ａの下方にあり、遮蔽幕の１５ａの巻き取りが遮蔽幕１５ａの下流側で行われるので、遮蔽幕１５ａと一緒に塵芥が巻き取りドラム１５ｂに巻き込まれる事がない。
【００３５】
越流が始まれば、水脈の遠心力によって堰体１１が下流側に引っ張られるので、堰体１１が振動を起こすおそれがあるが、支持装置１２が放水路８内に突出しているから、水脈が縮流されて水脈と放水路８の側壁８ａの間から空気が供給されるので、振動を起こすことがない。
【００３６】
ここで、いわゆるハンティングの現象と原因について説明する。堰体１１が倒伏を始めたときの抵抗は静止摩擦抵抗であるので、抵抗が比較的に大きいが、運動を始めた途端に、抵抗が運動摩擦抵抗に変化し、抵抗が６０％程度の激減する。したがって、フロート１６ａ内の水位が１０ｃｍ上昇して倒伏を始めた場合には、フロート１６ａは瞬時に４ｃｍ下降し、倒伏し過ぎるので、直ちに起立するが、今度は起立し過ぎるので、堰体１１が絶えず起伏を繰り返して、上下流の水位が安定しない。このような現象がハンティング現象と呼ばれている。
【００３７】
本実施例においては、全てのフロートとフロート室の間の隙間が極力小さくされているので、水位差検知フロート１７ｈが極めて僅かに上昇した段階で、水位差検知フロート室１７ｋ内の水位が低下し、水位差検知フロート１７ｈの上昇が止まる。したがって、フロート１６ａ内の水位が一気に上昇する事がない。
また、フロート室１６ｂ内の水位が上昇すれば、水の重さによってフロート１６ａが下降するが、導水口１６ｆとフロート室１６ｂの間の隙間が極力、小さくされているので、極めて僅かにフロート１６ａが下降した段階で、フロート室１６ｂ内の水位が上昇して、フロート１６ａが静止する。したがって、水位差調節堰９が過大に起伏する事がないので、水位差調節堰９が起伏を繰り返す事がなく、その上下流の水位と流量が安定する。
【００３８】
前述した水位差調節堰９，水位調節堰１０のうち、水位差調節堰９の作用を先に説明する。
最上流の水位差調節堰９が倒伏して放流が開始されれば、次々に下流側に位置する水位差調節堰９の上流の水位が上昇し、上下流の水位差が過大となるので、次々に下流側に位置する水位差調節堰９が倒伏する。また一方、流入量比が上流ほど大きいから、いずれの水位差調節堰９の上下流の水位差が過小にならないので、各々の水位調節堰１０の上下流の水位差が一定になる。
【００３９】
上流の流入量比が大きいので、降雨が激しくなれば、上下流の水位差が過大となって水位差調節堰９が倒伏する。降雨が止めば、水位差調節堰９の上下流の水位差が過小になるので、水位差調節堰９が起立するが、横桁１１ａの両端が閉塞され、またドラム１３上における横桁１１ａの間の隙間が遮蔽板１１ｅに覆われているので、横桁１１ａの間の塵芥の噛み込みが起らない。
【００４０】
次に、堰体１１と水位制御装置１８とを連結した水位調節堰１０の作用について説明する。
下流の湛水常襲地帯の湛水が始まれば、水位検知フロート１８ｉが上昇し、水位調節弁１８ｆにより、開口部１８ｅが閉塞され、フロート１６ａ内の水位が下流のクリーク２と等しくなる。これにより、フロート１６ａとドラム１３が上昇し、堰体１１の下端が放水路８の水路底８ｂに固着されているので、堰体１１は戸当たり部１２ａに沿って起立する。
また上記の通り、フロート１６ａが空中に露出しないように、主動スプロケット１４ｇの径が、従動スプロケット１４ｄよりも十分に小さくされているので、堰体１１が上昇してドラム１３の円筒部１３ｃがストッパ１２ｄに圧着され、堰体１１の堰頂の高さが、上流のクリーク２の側壁と等しくなって完全に水流が遮断される。したがって、下流の湛水常襲地帯の湛水被害が軽減される。
【００４１】
水位調節堰１０の下流に水位差調節堰９が並設されている場合、水位調節堰１０の放流が止まれば、次々に水位差調節堰９の下流の水位が上昇して上下流の水位差が小さくなるので、全ての水位差調節堰９が起立して、上下流の水位差が所定の値になった時点で静止する。その後においても、降雨強度の変化に応じて、水位差調節堰９が起立と倒伏を繰り返しながら、全てのクリーク２内の水位が上昇する。
【００４２】
しかし、水位調節堰１０の上流の水位が注水槽１８ａのクレストの高さに達すれば、注水槽１８ａから圧力調節管１６ｃ内に水が流入し、フロート１６ａ内の水位が上昇し、水位調節堰１０が倒伏して上流の水位が一定に保たれる。したがって、下流における湛水被害は増加するが、上流の水位差調節堰９の上流の水位が一定以下に抑えられるので、上流の傾斜地における洗掘による致命的な災害が防止される。
【００４３】
以上のことから第１に用水補給作用について説明する。雨が止んで、下流のクリーク２内の水位が管理水位まで低下すれば、水位検知フロート１８ｉが下降し、水位調節弁１８ｆが上昇し、フロート１６ａ内の水位が上昇するので、水位調節堰１０が倒伏して放流が開始され、次々に、下流の水位差調節堰９が倒伏して用水の補給が行われる。
【００４４】
第２に、流量の調節作用について説明する。既に説明を了した通り、堰体１１の昇降が極めて小刻みであるので、流量の過不足はほとんど起こらない。
また一見すると、越流状態においては、ドラム１３の中心から上の方の遮水幕１１ｂの裏面と、支持装置１２の戸溝１２ｃの下流面の間から漏水するように見えるが、図３に示すように、巻き取りドラム１５ｂの幅がドラム１３の円筒部１３ｃの幅よりも僅かに小さくされているので、漏水は巻き取りドラム１５ｂの下流端と戸溝１２ｃの下流面の間の極めて僅かな隙間を除けば、上流で水流が完全に遮断されている。また、必要に応じて、ドラム１３の中心が上流の水面と等しくなるまで自動的にドラム１３が上昇して完全に流水が遮断されるので、漏水を防止している。
【００４５】
第３に、水密作用について説明する。横桁１１ａと遮水幕１１ｂを連結するボルト１１ｃのヘッドが予め穿たれた穴の中に収まり、穴の中心部が深くされ、圧力がヘッドの周辺だけに集中しているので面圧が高い。また穴とヘッドの間にシール材が封入され、さらにボルト１１ｃが増し締めをされているので、クリープの影響も少ない。したがって第一に、堰体１１自体の漏水がない。
【００４６】
次は、堰体１１の遮水幕１１ｂの先端からの漏水の有無について説明する。堰体１１が放水路８の水路底８ｂに固着されているので、起立時においてドラム１３が上昇すれば、堰体１１がドラム１３の下流側に引き戻される。また、ドラム１３の真横の遮水幕１１ｂと横桁１１ａがドラム１３の中央部１３ａに圧着されて、正規の位置に戻され、また堰体１１の下端が放水路８の水路底８ｂに固着されているが、横桁１１ａが密着しているので、中間の高さの横桁１１ａは上流に向けて凸に湾曲する事ができない。
【００４７】
また遮水幕１１ｂの先端とテーパ状止水部１２ｂの接触が、遮水幕１１ｂの延長線よりも上流において行われ、遮水幕１１ｂの先端が強制的にテーパ状止水部１２ｂに圧着されているので、遮水幕１１ｂの先端とテーパ状止水部１２ｂの間からの漏水を確実に防止している。
また、堰体１１の下部は固定されたままであるので、如何様にも漏水を防止できる。したがって、極めて長期間に亘る貯留が可能であるので、乾燥地帯における利用が可能である。
【００４８】
また、全倒伏状態においては、堰頂が上流のクリーク２の底面と等しくなるので、全ての貯留量を有効に利用できる。
なお、クリーク２や放水路８内においては土砂の堆積が起こるが、堰体１１の上流が掘り込まれており、また全倒伏状態における堰体１１の上流部が水平とされ、不必要に低くされないので、土砂の堆積による障害を避ける事ができる。
【００４９】
次は、堰体１１の高さと幅の限界について説明する。地表水は既に利用し尽くされているので、雨水を貯留する以外に開発の余地がないが、従来の湿地帯のクリークと異なり、傾斜地のクリークにおいては、降雨時以外における排水の流入がない。したがって、長期間の貯留が必要となるので、クリーク２の深さが大きくなる事が避けられないが、横桁１１ａが上下方向に連設され、各々の横桁１１ａの両端が、直接に支持装置１２の戸当たり１２ａに支持されて、各々の横桁１１ａの荷重分担範囲が構造上における極限まで小さくされているので、シェルゲートを除けば高さの制約は最も少ない。
無論、転倒堰と違って幅の制約は受けるが、多数の堰体を一つの水位差制御装置１７および水位制御装置１８で制御すれば問題は解消する。したがって、極めて貯留量を大きくする事ができるので、貯留期間の永い乾燥地帯においても利用が可能である。
【００５０】
既に説明を了した通り、水位調節堰１０は上流水位を一定に保持する作用があるので、水位調節堰１０を簡略化すれば、最も数の多い用水路のチェックゲートとして使用できる。
また最近、塵芥の処理が大いに問題となっているが、本装置はいわゆる越流方式であり、塵芥が上流に溜まる事がないので、下流の一カ所で集中して合理的に塵芥を処理できる利点がある。反対に塵芥が少なければ、遮水幕１１ｂとドラム１３の間に多少塵芥を噛み込んでも支障がないので、遮蔽装置１５を省略することができる。また、流量変化に対する上流水位の変動が少ないので、チェックゲートの場合には、洪水時に自動的に倒伏するようにさせ、自動または手動で起立させれば良い。
【００５１】
【発明の効果】
本発明にかかる連結桁堰は、無人、無動力で作動し、堰体の制御装置を変更することで水位差あるいは水位を制御し、堰高を調整することができる。また、ドラムに形成したテーパ部と水路側壁のテーパ状止水部によって遮水幕を圧接するので水密性が向上する。そこで、従来において雨水利用の主流であったダムの場合には開発の規模が大きくなると言う難点があったが、傾斜地や湿地帯においても、連結桁堰を用いたクリークを利用すれば、規模の小さな開発が可能であり、ダムと水路を兼用する事になるので一石二鳥である。
また、連結桁堰は構造が極めて簡単であり、前記のように最も数の多いチェックゲートとしても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施例の連結桁堰の全起立状態と全倒伏状態を示す側断面図である。
【図２】図１に示す連結桁堰の水路断面方向の正面図である。
【図３】図１に示す連結桁堰を使用した水位差調節堰を示す平面図である
【図４】図１に示す連結桁堰の配置を示す鳥瞰図である。
【図５】本発明にかかる連結桁堰の水位調節中の側断面図である。
【図６】本発明にかかる水位差調節堰の制御装置を示す側断面図である。
【図７】本発明にかかる水位調節堰の制御装置を示す側断面図である。
【図８】実施例の連結桁堰の詳細を示すドラム付近の断面図である。
【図９】実施例の連結桁堰の支持装置の詳細を示す平面図である。
【図１０】本発明にかかる水位差調節堰の水位差制御装置の詳細を示す断面図である。
【図１１】本発明にかかる水位調節堰の水位制御装置の詳細を示す模式図である。
【図１２】従来のチェンゲートを示す平面図である。
【図１３】図１２に示すゲートの側断面図である。
【図１４】図１３に示すＢ部の拡大図である。
【図１５】図１２に示すゲートの操作室を示す側断面図である。
【符号の説明】
１１  堰体
１１ａ  横桁
１１ｂ  遮水幕
１２ａ  戸当たり
１３  ドラム
１５ｂ  支点
１６ａ  フロート
１６ｂ  フロート室
１６ｃ  圧力調節管
１６ｄ  流出口
１６ｅ  可撓管
１６ｆ  導水口
【図１】
0003653620.tif 000002
【図２】
0003653620.tif 000003
【図３】
0003653620.tif 000004
【図４】
0003653620.tif 000005
【図５】
0003653620.tif 000006
【図６】
0003653620.tif 000007
【図７】
0003653620.tif 000008
【図８】
0003653620.tif 000009
【図９】
0003653620.tif 000010
【図１０】
0003653620.tif 000011
【図１１】
0003653620.tif 000012
【図１２】
0003653620.tif 000013
【図１３】
0003653620.tif 000014
【図１４】
0003653620.tif 000015
【図１５】
0003653620.tif 000016