(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海からの潮位の影響を受ける河川の上流までの感潮域に於て、各橋梁付近に取付けした流水加速装置であって、川底の岩盤より立設させた周囲の櫓支柱と２本の中央櫓支柱からなる櫓に取付けられ、２本の中央櫓支柱の間に、スクリューとスクリュー駆動装置を装備したスクリュー部が渡設され、中央櫓支柱にはスクリュー部の回転歯車に噛合されスクリュー部を上下移動させる上下移動歯車が備えられ、櫓の上部作業台にはスクリュー部を駆動させる出力発生源として発動発電機が設備された流水加速装置を駆動させることにより、水流を加速流出させ、河川の水面を河口から段階的に下げて河川の潮位による影響範囲を狭めることにより増水を防ぎ、洪水の防災対策や塩害対策を施すことができることを特徴とする増水時に於ける河川の流水加速装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川に取付けられる流水加速装置に関し、詳しくは、各橋梁付近に取付けた流水加速装置を駆動させることにより、河川の水面を河口から段階的に下げて河川の潮位による影響範囲を狭めることができる増水時に於ける河川の流水加速装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、河川や水路をコントロールして洪水を防止するために、河川には様々な堰の形状が工夫され、流れを抑制したりすることで洪水被害を最小限に食い止める努力がなされていた。
【０００３】
河川増水要因は、その河川特有のものから何十年に一度の突発的な状況のものまで様々であるが下記のことがまとめ上げられる。
１）河川の水位観測所における計画高水位の増水ピーク時刻と上流近接雨量観測所のピーク雨量測定時刻との差によるタイムラグが発生する。
２)河川の護岸の構造物や橋梁などの流水抵抗が増水要因とされる。
３）河口付近に関しては、海からの潮位の影響を受ける範囲に集中的に雨水が河川に流入する場合に増水が発生し易い。
【０００４】
１）に於て、一般に上流近接雨量観測所のピーク雨量測定時刻より若干遅れて河川の水位観測所における計画高水位の増水ピーク時刻が記録されるため増水ピーク場所の処置対応が遅れる場合が起こり得る。
【０００５】
２）に於て、河口付近では多くの橋梁が渡設されているが、旧式の橋梁では橋脚が低くできており、満水時に堰上げ現象が発生し易く、橋梁横桁を伝わり流水が堰を乗り上げることで洪水時の堤防決壊の要因にも取り上げられている。
【０００６】
３）に於て、河口付近では潮位の変化に伴って流速や水位が変動する範囲を感潮域と示すが、その感潮域を考慮した防災対策にはまだほど遠いものがある。つまり感潮域の付近で集中豪雨により降水量が極端に多くなった場合、その付近の従来の堰ではその用を満たすことが出来ない事態が予測される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、河川の感潮域の水位の変化を河口からの各橋梁で常時計測し、各橋梁付近に取付けられた水量流水加速装置を駆動させることにより、河川の水面を河口から段階的に下げ、河川の潮位による影響範囲を狭めることにより増水を防ぎ、増水ピーク時刻を遅らせ、堰上げ現象を防止することができる増水時に於ける河川の流水加速装置の技術開発に成功したものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その要旨とするところは、海からの潮位の影響を受ける河川の上流までの感潮域に於て、各橋梁付近に取付けした流水加速装置であって、川底の岩盤より立設させた周囲の櫓支柱と２本の中央櫓支柱からなる櫓に取付けられ、２本の中央櫓支柱の間に、スクリューとスクリュー駆動装置を装備したスクリュー部が渡設され、中央櫓支柱にはスクリュー部の回転歯車に噛合されスクリュー部を上下移動させる上下移動歯車が備えられ、櫓の上部作業台にはスクリュー部を駆動させる出力発生源として発動発電機が設備された流水加速装置を駆動させることにより、水流を加速流出させ、河川の水面を河口から段階的に下げて河川の潮位による影響範囲を狭めることにより増水を防ぎ、洪水の防災対策や塩害対策を施すことができることを特徴とする増水時に於ける河川の流水加速装置に関するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１に於て、１は河川中央に設備された流水加速装置を示し、一般に河川２５に渡設される橋梁５付近に取付けられた状態として使用される。また河川２５は右側が上流で、流水Ｌ1が左側の河口２６へ流れている状態を示している。一般に河川２５は、水面１８に対して傾斜を持った護岸２１が備えられ、堤防に堰２３が設備される。川底２７の岩盤１９からは橋脚２２が数本立設され、河川２５を渡し込むように橋梁５が渡設される。そこで流水加速装置１は、川幅の略中心部で流水Ｌ1が一番早い箇所の河口２６側の橋梁５付近に、４本の櫓支柱３と２本の中央櫓支柱４を岩盤１９より立設させた櫓２８に取付けられ、川底２７より高く水面１８に近い位置で通常使用される。そこで水流Ｌ1は、流水加速装置１により水流Ｌ2,Ｌ3と加速流出されて行く。
【００１０】
図１に於て、Ｐは潮位を示し、海２４からの潮位の変化による水面１８の高さ変化を示し、図面は満潮時に近づき潮位Ｐが上がった状態を示している。この潮位の影響範囲は河川特有のものであり、河川２５のかなり上流にまで影響を及ぼすものなど様々である。
【００１１】
図２に於て、河川２５に渡設された各橋梁を模式的に眺めた図面を示し、河川２５は右側が上流で、水流Ｌは左側の河口２６へ流れている状態を示している。河口２６で海２４からの潮位Ｐの変化に伴って流速や水面が変動する範囲までの感潮域を考慮して河川２５のそれぞれの場所で護岸工事が成されている。河川２５には河口２６より順番に橋梁Ａ、Ｂ、Ｃが渡設され、河口２６より順番に流水加速装置１、１ａ、１ｂが橋梁付近に取付けられ、この河川の感潮点Ｄは橋梁Ｃの僅か上流にあるものとする。
【００１２】
図２に於いて、通常の河川２５の流水状態を示し、流れＬは一定の流速を保ちながら河口２６から海２４へ流れて行く。毎日の潮位Ｐの変化は護岸２１や橋梁Ａ，Ｂ，Ｃに影響を及ぼすことない状態である。この状態では、図２のように流水加速装置１,１ａ,１ｂのスクリュー部２は使用しない状況であり、櫓２８の上部作業台１３に格納されているものである。
【００１３】
図３に於て、感潮点Ｄ付近で集中豪雨２９の発生を想定した場合を示している。河川２５に渡設された橋梁Ａ，Ｂ，Ｃを模式的に眺めた図面を示し、河川２５は右側が上流で、水流Ｓは左側の河口２６へ流れている状態を示している。河川２５の増水は各橋梁Ａ，Ｂ，Ｃで測定されるが、そこで海２４からの潮位Ｐの変化により測定高さが影響を受ける。増水した地域では河川２５の水位観測所における計画高水位の増水ピーク時刻と上流近接雨量観測所のピーク雨量測定時刻と及び満潮時の影響を及ぼす範囲の防災対策が重要になる。したがって早期の増水対策として流水加速装置１,１ａ,１ｂを河口２６側より駆動させ、加速流水を下流に発生させることにより、橋梁Ａ，Ｂ，Ｃでの増水の測定高さを下げるように作用させる。
【００１４】
したがって海２４からの潮位Ｐの変化による各橋梁での測定高さの異常変化をなくすことができ、結果的に各橋梁で夫々の流水加速装置１,１ａ,１ｂにより増水の測定高さが下げられ、最終的に感潮点Ｄまでの影響範囲を狭くするように作用させる。
【００１５】
本発明の流水加速装置の一例を実施例の図面を参照しながら詳細に説明する。図４に於て、１は本発明の橋梁付近に取付けられる流水加速装置を示し、流水加速装置１は、周囲４本の櫓支柱３で櫓２８が組付けされ、更に２本の中央櫓支柱４の間にスクリュー部２が渡設される構造である。中央櫓支柱４にはスクリュー部２を上下移動させる上下移動歯車１５が備えられ、更に櫓の上部作業台１３にはスクリュー部２を駆動させる出力発生源として発動発電機１４が設備される。
【００１６】
図５に於て、櫓２８は河川の流れに対し水平に設置され、スクリュー部２は河口側に粗い柵状のスクリューカバー７で周囲を覆われたスクリュー６を設備し、プロペラ軸１０を介在して、上流側に横置き円柱砲弾型の外側カバー８に内蔵させたスクリュー駆動装置９を装備している。
【００１７】
図４、図５に於いて、スクリュー部２の中央上部より両側中央櫓支柱４に向かって、回転軸１１が渡設され、その回転軸１１の両端には回転歯車１２が取付けられる。中央櫓支柱４に片側に上下移動歯車１５が取付けられ、回転歯車１２と噛合される。また対向して反対側にラチェット歯車３０が取付けられ、スクリュー部２が水平で掛止される。
【００１８】
図５に於て、スクリュー部２の水面に対する角度を制御するために、回転軸中央に姿勢制御歯車１６を歯合させ、断続回転させる電動モーター１７を装備することにより水面に対する仰角・俯角の姿勢制御を可能としている。
【００１９】
図６ａは、スクリュー部２の回転歯車１２を右回転させて水面１８より浮上させ、流水加速装置１の不使用状態の場合を示し、図６ｂは、スクリュー部２の回転歯車１２を左回転させて水面１８より潜水させ、スクリュー６を駆動させ河口に水流を噴出させる場合を示す。回転軸１１が回転することによりラチェット歯車３０が１歯づつ外れ、上下移動歯車１５に沿ってスクリュー部２が水平に上下移動することができる。ラチェット歯車により不用意にスクリュー部２が脱落することなく適宜の位置を安定して保持することができる。
【００２０】
図５に於て、スクリュー部２のスクリュー駆動装置９は、常時水中に没することが考えられるので防水対策と防爆仕様の電動式のモーターを使用することが望ましく、実施例では櫓２８の上部作業台１３に設備された出力発生源としての発動発電機１４と防爆配線２０で結線されている場合として示したが、電動式のモーターの替わりに油圧・空圧式のモーターを使用して発動発電機により油圧・空圧の発生装置を設備しても問題はない。
【００２１】
また図１に於て、河川中央の川底２７の岩盤１９に挿設される流水加速装置１の櫓２８の取付け位置は、橋梁５より作業梯子を渡し込んで作業者が上部作業台１３から発動発電機１４やスクリュー部２のメンテナンスが容易なために設備場所として設定したものであり、その手段が他の方法でも可能ならば橋梁５より離れた位置に流水加速装置１を設備しても構わない。
【００２２】
【発明の効果】
本発明を河口からの各橋梁付近に取付け、流水加速装置を暫時駆動させることにより、増水時の流水高さを下げることができ、河川の感潮域の範囲を狭くすることにより増水の際、堰の崩壊を防ぎ、洪水の危険性を防止することができる極めて優れた装置といえるものである。
本発明の流水加速装置は、川底の岩盤より立設させた周囲の櫓支柱と２本の中央櫓支柱からなる櫓に取付けられ、２本の中央櫓支柱の間に、スクリューとスクリュー駆動装置を装備したスクリュー部が渡設され、中央櫓支柱にはスクリュー部の回転歯車に噛合されスクリュー部を上下移動させる上下移動歯車が備えられているので、水面に近い位置で通常使用される。
【００２３】
本発明の流水加速装置を櫓状の作業台に取付けたことにより、通常の不使用時の場合は橋梁と略同一高さの櫓状の作業台に格納され、流水抵抗をなくし、装置のランニングコストやメンテナンス性を踏まえた優れた機構といえる。
【００２４】
本発明の流水加速装置を橋台が低い旧式の橋梁付近の河口側に取付けて河口へ水流を噴出することにより、河川が増水し橋梁横桁を流水が走る、所謂堰上げ現象を回避することができ、堰の保全や護岸工事の省力化にも繋がり優れた効果を奏するものといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】河口に渡設された橋梁と橋梁付近に取付けられた流水加速装置を示した状態の概略説明図である。
【図２】通常の河川の橋梁と潮位に影響する感潮点を示した河川の概略説明図である。
【図３】上流地域が降雨で河川が増水した場合の橋梁と流水加速装置の駆動状態を示した概略説明図である。
【図４】本発明の流水加速装置の外観斜視図である。
【図５】本発明の流水加速装置の河川に設置された状態の参考側面外観図である。
【図６】ａ  本発明の流水加速装置のスクリュー部を水面より上げた状態の説明図である。
ｂ  本発明の流水加速装置のスクリュー部を水面より潜水させた状態の説明図である。
【符号の説明】
１  流水加速装置
1ａ 流水加速装置
1ｂ 流水加速装置
２  スクリュー部
３  櫓支柱
４  中央櫓支柱
５  橋梁
６  スクリュー
７  スクリューカバー
８  外側カバー
９  スクリュー駆動装置
10  プロペラ軸
11  回転軸
12  回転歯車
13  上部作業台
14  発動発電機
15  上下移動歯車
16  姿勢制御歯車
17  電動モーター
18  水面
19  岩盤
20  防爆配線
21  護岸
22  橋脚
23  堰
24  海
25  河川
26  河口
27  川底
28  櫓
29  集中豪雨
30  ラチェット歯車
Ａ  橋梁
Ｂ  橋梁
Ｃ  橋梁
Ｄ  感潮点
Ｌ  流水
Ｌ1 流水
Ｌ2 流水
Ｌ3 流水
Ｓ  流水
Ｓ1 流水
Ｓ2 流水
Ｓ3 流水
Ｐ  潮位
【図１】
0003645873.tif 000002
【図２】
0003645873.tif 000003
【図３】
0003645873.tif 000004
【図４】
0003645873.tif 000005
【図５】
0003645873.tif 000006
【図６】
0003645873.tif 000007