(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河床又は水路床に形成した所要数の凹部と、
この凹部内に上下移動自在かつ前記凹部を塞ぐように配置した可動床体と、
この可動床体を前記凹部の上端位置に向けて付勢支持する弾性体と、
からなることを特徴とする水制工。
【請求項２】
請求項１の記載において、
可動床体がヒンジを介して凹部の上端開口部の一部に揺動自在に片持ち支持されていることを特徴とする水制工。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、河川や用水路、排水路等の水流の流量や流速等を制御するための水制工に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
河川や用水路、排水路等において、洪水時の激しい水流が河岸や堤防に激突することによる侵食等の危険性を緩和したり、水流の方向を一定にするといった目的で設けられる水制工の典型的な従来例としては、例えば前記河川や水路を横断する方向に堰や突堤を設けたり、河床や水路床に複数の段差や凹凸を形成しておくことによって、流量、流速や流れの方向（川筋）を制御する方法が広く採用されている。また、日本古来の伝統的な水制工においては、木材によって「牛枠」と呼ばれる三角錐状等の枠組みや、「合掌枠」と呼ばれる枠組みを作り、これに石などのおもしを付けて、流れの早い箇所に多数沈設することによって流れの抵抗を大きくし、激しい流速を緩和するといった方法もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の水制工は、可動式の堰等一部のものを除いては、いずれも河川や水路に対して固定的に設置されるものであるため、水位、流量あるいは流速に応じた制御を可能にするものではない。また、これらの水制工は、特に水位が低下した時には、多くの場合水面上に露出してしまうため、景観上必ずしも好ましくないものもある。
【０００４】
したがって本発明が解決しようとする主な技術的課題は、河川や用水路、排水路等における水位や流量、流速に応じた水制を可能にすると共に、水上の景観に悪影響を与えることのない水制工を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した技術的課題を有効に解決するため、本発明に係る水制工は、河床又は水路床に形成した所要数の凹部と、この凹部内に上下移動自在かつ前記凹部を塞ぐように配置した可動床体と、この可動床体を前記凹部の上端位置に向けて付勢支持する弾性体とからなるものである。
この場合、前記可動床体がヒンジを介して凹部の上端開口部の一部に揺動自在に片持ち支持された構成としても良い。
【０００６】
【作用】
本発明の水制工において、凹部内にこの凹部内の空間を塞ぐように配置された可動床体は、河床又は水路床と共に流水路の底面の一部を形成するもので、通常の低水位時には弾性体の付勢力によって凹部の上端位置まで浮上され、河床又は水路床とほぼ同一レベルに支持されるため、水流に対する抵抗が小さいものとなる。また、水位が上昇して流量及び流速が増大すると、可動床体の上面に作用する荷重の上昇によって前記弾性体が変形されるので可動床体が凹部内を下降変位し、前記河床又は水路床よりも低くなって前記流水路の底面が部分的に陥没した形状となるので、水流に対する抵抗が大きくなり、流速の増大を抑える。
【０００７】
【実施例】
図１は本発明に係る水制工の第一実施例を示す断面図で、参照符号１は河川の河床又は用水路あるいは排水路における水路床（以下、単に河床という）、Ｗはこの河床１上を流れる水、Ｆはその流れの方向を示す。河床１には平面形状及び断面形状が矩形を呈する複数の凹部２（図においては１個のみ示す）が形成されている。この凹部２は、プレキャストコンクリート成形体に予め形成してこの成形体を河床１に埋設状態に設置するか、あるいは渇水期に河川の一部を締め切って、河床にコンクリートを打設するといった方法によって施工される。
【０００８】
各凹部２には、可動床体３が上下移動自在に収容されている。この可動床体３は、平面形状が凹部２の開口形状よりも僅かに小さい矩形を呈するプレキャストコンクリート板又は鋼板からなるものであって、凹部２内の空間を塞ぐように配置されており、その下面が、下端を凹部２の底面２ａに固定された複数の弾性体例えば鋼製コイルスプリング４によって弾性的に支持され、通常の低水位時においては、可動床体３の上面が河床１とほぼ同一レベルとなっている。
【０００９】
したがって、この第一実施例によれば、大雨や融雪水等によって水位が上昇して流量が増大すると、図２に増水時の断面図を示すように、可動床体３の上面に作用する荷重の上昇によって、この可動床体３がコイルスプリング４を圧縮させながら凹部２内を下降変位され、河床１とそれより低くなった可動床体３との間に段差を生じる。このため、河底に凹部２と対応した複数の陥没部が形成され、しかもその段差は水位が高くなるほど大きくなって、水流に顕著な乱流を生じて流動抵抗を増大させるので、流速の増大を有効に抑えることができる。また、やがて水位が減少すれば、コイルスプリング４の弾性復元力によって可動床体３が浮上され、図１に示す原位置まで復帰するので、水流の抑制機能が解除される。なお、好ましくは凹部２内への土砂の堆積による可動床体３の作動阻害を防止するため、この可動床体３の周囲には適当なシール手段を設けても良い。
【００１０】
図３は本発明に係る水制工の第二実施例を示す断面図で、上記第一実施例と異なるところは、可動床体３の一端部が凹部２の上端開口部のうち水流方向Ｆに対して下流側となる縁部にヒンジ５を介して片持ち支持されている点にある。この場合は、水位が上昇し流量が増大すると、図４に示すように、可動床体３がコイルスプリング４を圧縮させながらヒンジ５を中心として下方へ揺動変位され、凹部２内における上流側が深くなるような陥没段差部を形成する。
【００１１】
また、図５は本発明に係る水制工の第三実施例を示す断面図で、可動床体３の一端部が、上記第二実施例とは逆に、凹部２の上端開口部のうち水流方向Ｆに対して上流側となる縁部にヒンジ５を介して片持ち支持されており、この場合は、水位が上昇し流量が増大すると、図６に示すように、可動床体３がコイルスプリング４を圧縮させながらヒンジ５を中心として下方へ揺動変位され、凹部２内における下流側が深くなるような陥没段差部を形成する。
【００１２】
図７は、上記各実施例における凹部２の配置パターンの一例を示すもので、すなわち、河床１に、多数の凹部２をチェッカーフラグの模様のように形成することによって、増水による流速増大時にこの部分での流動抵抗を大きくして、水流の分布を有効に制御することができる。
【００１３】
なお、凹部２の平面形状、断面形状、深さ、配置数及び配置パターン、あるいは可動床体３の設定変位量等は、制御すべき流れの幅、流量、水位あるいは流速を考慮して適宜に決定される。また、上記実施例では、可動床体３を支持する弾性体としてコイルスプリング４を用いたが、可動床体３を原点位置に弾性的に復帰動作可能な弾性を有するものであれば、材質は問わないものであり、例えば空気等の圧縮性流体を封入した蛇腹状あるいは伸縮袋状のものを弾性体として用いれば、水位の増減に伴う水圧変化に応じて、可動床体３を浮沈動作させることができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明に係る水制工によると、河床又は水路床に形成された凹部内の可動床体が、通常の低水位時には河床又は水路床とほぼ同一レベルに支持され、水位が上昇して流量及び流速が増大した時には下降変位して水流に対する抵抗を大きくするものであるため、水位や流量、流速に応じた制御を自動的に行うことができ、しかも、この水制工は河床又は水路床に設けられるため、水上の景観に悪影響を与えることがないといった効果が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水制工の第一実施例を示す低水位時の断面図である。
【図２】上記第一実施例における増水時の作動状態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る水制工の第二実施例を示す低水位時の断面図である。
【図４】上記第二実施例における増水時の作動状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る水制工の第三実施例を示す低水位時の断面図である。
【図６】上記第三実施例における増水時の作動状態を示す断面図である。
【図７】上記各実施例における凹部の配置パターンの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  河床（水路床）
２  凹部
３  可動床体
４  コイルスプリング（弾性体）
５  ヒンジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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