(57)【要約】【課題】本発明は、ダム貯水池や湾内などに堆積する大量の砂礫や堆積物を効率よく短期間で排出することが可能な排砂装置および排砂方法を提案することを目的とする。【解決手段】吸込み管（１）を水底に堆積する砂礫面（Ｇ）に近接して、砂礫（Ｓ）を吸込み排砂する排砂装置において、前記吸込み管（１）の管内流速（Ｖ０）を演算する管内流速演算手段（２）と、前記吸込み管（１）の吸込み部（１ｃ）の流速を演算する入口流速演算手段（３）とを具えたことを特徴とする排砂装置。【選択図】  図２
2006118228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸込み管を水底に堆積する砂礫面に近接して、砂礫を吸込み排砂する排砂装置において、前記吸込み管の管内流速を演算する管内流速演算手段と、前記吸込み管の吸込み部の流速を演算する入口流速演算手段とを具えたことを特徴とする排砂装置。
【請求項２】
前記吸込み管の先端外周にひさし部を設け、同ひさし部の内周部に前記入口流速演算手段の測定部である下部流れ部水頭センサを設けたことを特徴とする請求項１に記載の排砂装置。
【請求項３】
前記吸込み管を、吸込み主管と、その先端部の内周または外周に設ける吸込み短管との二重管構造とし、前記入口流速演算手段よりの入口流速信号に応じて、前記吸込み短管を上下動する上下動駆動手段を具えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排砂装置。
【請求項４】
吸込みポンプを駆動して、吸込み管を水底に堆積する砂礫面に近接変位させ、砂礫を吸込み排砂する排砂方法において、前記吸込み管の管内流速を測定演算し、前記管内流速に応じて、前記吸込みポンプの吸込み流量を制御及び又は前記吸込み管の出口弁の開閉制御を行うことを特徴とする排砂方法。
【請求項５】
吸込み管を水底に堆積する砂礫面に近接変位させ、砂礫を吸込み排砂する排砂方法において、前記吸込み管の吸込み部の流速である入口流速を測定演算し、前記入口流速に応じて、前記吸込み管と前記砂礫面との離間距離を可変することを特徴とする排砂方法。
【請求項６】
吸込みポンプを駆動して、吸込み管を水底に堆積する砂礫面に近接変位させ、砂礫を吸込み排砂する排砂方法において、前記吸込み管の、管内流速および入口流速を測定演算し、前記管内流速に応じて、前記吸込みポンプの吸込み流量を制御すると共に、前記入口流速に応じて、前記吸込み管と前記砂礫面との離間距離を可変することを特徴とする排砂方法。
【請求項７】
前記吸込み管の吸込み部と砂礫面との距離を測定し、同距離が所定の最小距離値以上となるように制御することを特徴とする請求項４ないし請求項６の何れかに記載の排砂方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水底の堆積物を排出除去する排砂装置および排砂方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダムや湖、貯水池、湾内等の底砂や堆積物を除去排出する排砂装置や排砂方法としては、吸込みポンプやサイホン作用を用いたものがある。
【０００３】
例えば、吸込みポンプを用いた排砂装置としては、ダム湖などの貯水場所における土砂等の堆積物が堆積した水底面に向けて移送管を垂設し、移送管先端の吸込み部を水底面に近接して、移送管を水底面に沿って移動し、ポンプ吸込みするものが知られている。
【０００４】
また、サイホン作用を用いたダム堆積物除去方法として、ダム湖底に向けて移送管を設置し、移送管に連通する配管系をダム湖面水位よりも低く位置せしめ、ヘッド差で生じる吸引吐出作用および、移送管全体を上下動してその先端を堆積物に接離し、脈動する吸込み流により堆積物をダム下流域に排出するダム堆積物除去方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、ダム湖底の堆積物は大量であり、また、それら堆積物をダム下流域に排出する場合には、環境および生態系に極力、悪影響を及ぼさないとの配慮から、洪水時期などを利用して排出しており、そのために、短時間の間に大量の堆積物を更に効率よく排出することが要求されている。
【特許文献１】特開平１１−３２４００８号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述に鑑み、ダム貯水池や湾内などに堆積する大量の砂礫や堆積物を効率よく短期間で排出することが可能な排砂装置および排砂方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために、以下（１）〜（７）の手段を提案する。
【０００８】
（１）第１の手段は、吸込み管を水底に堆積する砂礫面に近接して、砂礫を吸込み排砂する排砂装置において、前記吸込み管の管内流速を演算する管内流速演算手段と、前記吸込み管の吸込み部の流速を演算する入口流速演算手段とを具えたことを特徴とするものである。
【０００９】
なお、前記において、砂礫および排砂装置と記載しているのは、主な排出対象物が砂であるので、便宜上そのように表現しているものであり、本装置は、当然のことながら、砂、礫、粒石、泥土、樹木、貝殻などの自然堆積物の他、水底に堆積するあらゆる堆積物を吸込み排出する装置および浚渫による排砂装置を含むものである。
【００１０】
（２）第２の手段は、第１の手段に係る排砂装置において、前記吸込み管の先端外周にひさし部を設け、同ひさし部の内周部に前記入口流速演算手段の測定部である下部流れ部水頭センサを設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
（３）第３の手段は、第１の手段または第２の手段に係る排砂装置において、前記吸込み管を、吸込み主管と、その先端部の内周または外周に設ける吸込み短管との二重管構造とし、前記入口流速演算手段よりの入口流速信号に応じて、前記吸込み短管を上下動する上下動駆動手段を具えたことを特徴とするものである。
【００１２】
（４）第４の手段は、吸込みポンプを駆動して、吸込み管を水底に堆積する砂礫面に近接変位させ、砂礫を吸込み排砂する排砂方法において、前記吸込み管の管内流速を測定演算し、前記管内流速に応じて、前記吸込みポンプの吸込み流量を制御及び又は前記吸込み管の出口弁の開閉制御を行うことを特徴とするものである。
【００１３】
（５）第５の手段は、吸込み管を水底に堆積する砂礫面に近接変位させ、砂礫を吸込み排砂する排砂方法において、前記吸込み管の吸込み部の流速である入口流速を測定演算し、前記入口流速に応じて、前記吸込み管と前記砂礫面との離間距離を可変することを特徴とするものである。
【００１４】
（６）第６の手段は、吸込みポンプを駆動して、吸込み管を水底に堆積する砂礫面に近接変位させ、砂礫を吸込み排砂する排砂方法において、前記吸込み管の、管内流速および入口流速を測定演算し、前記管内流速に応じて、前記吸込みポンプの吸込み流量を制御すると共に、前記入口流速に応じて、前記吸込み管と前記砂礫面との離間距離を可変することを特徴とするものである。  
【００１５】
（７）第７の手段は、第４の手段ないし第６の手段の何れかに係る排砂方法において、前記吸込み管の吸込み部と砂礫面との距離を測定し、同距離が所定の最小距離値以上となるように制御することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
第１の手段よりなる請求項１に記載の排砂装置によれば、管内流速演算手段および入口流速演算手段よりもたらせられる、管内流速、入口流速を把握監視することで、排砂装置の円滑な稼動を継続して行えると共に、吸込み管の閉塞などの事故発生を未然に防止することができる。
【００１７】
なお、本排砂装置は、吸込みポンプを用いない、所謂、サイホン作用を利用した自然吸込み、および、汎用の吸込みポンプを用いた場合における排砂装置においても、その排砂機能の効率向上を図ることができる。
【００１８】
第２の手段よりなる請求項２に記載の排砂装置は、吸込み管の吸込み口である先端にひさし部を設けているので、砂礫吸込み時における、吸込み管への入口流速、つまり、吸込み管先端と砂礫面との間に発生する吸込み流が安定化する。また、ひさし部の内周部が最も吸込み流が安定する位置であり、同位置に下部流れ部水頭センサを設けているので、正確に入口流速が測定演算でき、排砂装置の最適稼動が可能となり、砂礫密度が大きい吸込みを行うことができ、効率よく迅速な排砂を行い得る。
【００１９】
第３の手段よりなる請求項３に記載の排砂装置は、請求項１または請求項２に係る作用効果を奏すると共に、入口流速演算手段よりの入口流速信号に応じて、吸込み短管の上下位置を制御する上下動駆動手段を具えているので、入口流速が常に適正範囲に維持でき、効率のよい排砂が行い得る。また、吸込み管を二重管構造としているので、比較的、長尺、大重量の吸込み管全体を頻繁に昇降する必要がなく、吸込み短管のみの昇降制御で排砂が可能であり、低動力での稼動が行い得る。
【００２０】
第４の手段よりなる請求項４に記載の排砂方法は、吸込み管の管内流速に応じて、吸込みポンプの吸込み流量を増減及び又は吸込み管の出口弁の開閉を行うものであるので、砂礫吸込み時における、砂礫を吸上げるに必要な流速を常に適正最適化でき、効率のよい排砂を行うことができる。
【００２１】
第５の手段よりなる請求項５に記載の排砂方法は、入口流速に応じて、吸込み管と砂礫面との離間距離を可変するものであるので、砂礫吸込み時における、砂礫の引き寄せに充分な流速を確保でき、効率のよい排砂を行うことができ、ひいては大量の砂礫を短時間で排砂することができる。
【００２２】
第６の手段よりなる請求項６に記載の排砂方法は、管内流速に応じて、吸込みポンプの吸込み流量を制御すると共に、入口流速に応じて、吸込み管と砂礫面との離間距離を可変するものであるので、砂礫を吸上げるに必要な吸込み管内流速を常に適正最適化でき、更に、吸込み口への砂礫の引き寄せに充分な流速を確保できるので、密度の大きい砂礫を効率よく、ひいては大容量の砂礫を短時間に排砂することができる。
【００２３】
第７の手段よりなる請求項７に記載の排砂方法は、請求項４ないし請求項６の何れかに係る作用効果を奏すると共に、吸込み管の吸込み部と水底との距離が、所定の最小距離値以上となるように制御するものであるので、吸込み管が砂礫面に没入することがなく、閉塞を未然に防止することができる。また、常に排砂吸引効率のよい状態での排砂が可能となり、ひいては大容量の砂礫を短時間に排砂することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明に係る排砂装置および排砂方法を、図１ないし図５に基づき説明する。
図１は排砂装置を備えたダム排砂設備を示す正面図、図２の（ａ）は図１のア部の排砂装置を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。図３は排砂装置の制御ブロック図、図４は排砂装置の制御ブロック線図である。図５は吸込み管と砂礫面との離間距離を測定するセンサを設けた事例を示す正面図である。
【００２５】
本実施例に係るダム排砂設備は、図１に示すように曳航可能な台船Ａに設けられており、ウインチＤを駆動して吸込み管１を下降させ、吸込み管１の先端部を湖底の砂礫面Ｇに近接し、吸込みポンプ５の吸込み流により砂礫面Ｇの砂礫を排出管Ｂ側に吸引し、可撓管Ｋを経て、ダム下流域やダム湖岸に搬送排砂するものである。なお、図１において、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は回転ヒンジ、Ｅは昇降タワー、Ｆは滑車、Ｈはワイヤー、Ｌは開閉弁を示す。
【００２６】
図１に示すダム排砂設備には、図２に示す排砂装置を備えている。図２に示すように、排砂装置の吸込み管１は吸込み主管１ａと、吸込み短管１ｂとで構成されていて、吸込み主管１ａの先端部の内周に吸込み短管１ｂを設けて二重管構造となっている。
【００２７】
ウインチＤを操作して吸込み管１全体を、所定の概略位置まで下降せしめ、次に、吸込み短管１ｂを上下動駆動手段７により上下に微調整移動して、所定の高さ位置にすることにより、吸込み短管１ｂの先端部を砂礫面Ｇの適正位置に近接せしめ、吸込みポンプ５の吸込み流により砂礫Ｓを排出するように構成されている。
【００２８】
当然ながら自然状態の砂礫面は起伏があるので、砂礫面Ｇに沿う吸込み管１の移動に伴い、上下動駆動手段７により吸込み短管１ｂを上下に昇降し、常に適正の離間距離Ｚとなるように制御調整する。また、上下動駆動手段７は下述する制御回路により制御される。
【００２９】
図２（ａ）に示すように、吸込み短管１ｂを上下動する上下動駆動手段７は、ピニオン歯車を具えた電動モータ７ａと、先端が吸込み短管１ｂに固定されているラック軸７ｂとで構成されていて、ピニオン歯車の回転によりラック軸７ｂおよび吸込み短管１ｂがＹ矢印方向に昇降する。図２（ａ）（ｂ）に示すように、吸込み短管１ｂの先端外周部には、水平方向に延設するドーナツ板状の、ひさし部８が設けられている。
【００３０】
また、吸込み短管１ｂの先端の吸込み部１ｃには、水平方向に延設する、ひさし部８が設けられている。吸込み短管１ｂには、吸込み管１内の水頭Ｈ０を計測する管内水頭センサ９が、ひさし部８の上面には静水頭Ｈ２を計測する静水頭センサ１０が、ひさし部８の下面内周部には吸込み部１ｃの水頭Ｈ１を計測する下部流れ部水頭センサ１１がそれぞれ設けられている。管内水頭センサ９と下部流れ部水頭センサ１１とが、管内流速演算手段２に測定信号を送る測定部である。また、静水頭センサ１０と下部流れ部水頭センサ１１とが入口流速演算手段３に測定信号を送る測定部である。
【００３１】
このように、吸込み短管１ｂの吸込み部１ｃに、ひさし部８を設けることにより、吸込み部１ｃにおける吸込み流れの安定化が実現できる。
更に、最も流れが安定している、ひさし部８の内周部に下部流れ部水頭センサ１１を設けているので、高精度のセンサ検知が行える。
【００３２】
なお、ひさし部８は吸込み短管１ｂ下端から連続する円弧の、砂礫面Ｇ方向に広がるラッパ状のものとしても良い。また、図１では吸込み管１を鉛直方向に立設しているが、吸込み管１を水底に対して斜めに当てがい、左右にスイングさせることにより排砂を行っても良い。その場合には、吸込み管１（吸込み短管１ｂ）の先端は管軸に対し傾斜する斜めカット形状とし、ひさし部８も同様に傾斜角度を付け、水底面と平行になるように設ければよい。
【００３３】
排砂装置の制御回路を図２ないし図４に基づき説明する。図２、３において、２は吸込み管１の管内流速Ｖ０を演算する管内流速演算手段を、３は吸込み管１の吸込み部１ｃの流速Ｖ１を演算する入口流速演算手段を、４は吸込み短管１ｂの吸込み部１ｃと砂礫面（湖底）Ｇとの離間距離Ｚを演算する離間距離演算手段を示す。なお、図２に示す制御回路を図３に示しており、図３では制御対象機器までの信号の流れを記載している。図４は、図２、３、５に示す各測定部からの測定値に基づく制御回路での演算、比較および制御状況を示すフローチャートである。
【００３４】
管内流速演算手段２は吸込み管１内の水頭Ｈ０信号と静水頭Ｈ２信号を受け、管内流速Ｖ０を演算し、吸込みポンプ５に流量制御信号ａを、出口弁６に弁開閉制御信号ｂを、離間距離演算手段４に管内流速値信号ｄを、それぞれ発信する。
例えば、管内流速Ｖ０値が制御目標１の砂礫Ｓの沈降速度Ｖｍよりも小さい場合には、吸込みポンプ５の吸込み流量を増加する方向の流量制御信号ａとなると共に、出口弁６を開弁する方向の弁開閉制御信号ｂとなる（図３、４参照方）。
【００３５】
入口流速演算手段３は静水頭Ｈ２信号と吸込み部１ｃの流れ部の水頭Ｈ１信号を受け、吸込み部１ｃの入口流速Ｖ１を演算し、電動モータ７ａに回転制御信号ｃを、離間距離演算手段４に吸込み部１ｃの流速値信号ｅを、それぞれ発信する。
例えば、入口流速Ｖ１値が制御目標２の吸込み部１ｃの最小流速値Ｖ１ｃｒよりも小さい場合には、吸込み短管１ｂを下げる方向の回転制御信号ｃが発信される。
【００３６】
離間距離演算手段４は管内流速信号ｄおよび流速値信号ｅを受け、電動モータ７ａに回転制御信号ｆを発信する。
例えば、離間距離Ｚが制御目標３の距離最小値Ｚｍｉｎよりも小さい場合には、吸込み短管１ｂを上げる方向の回転制御信号ｆが発信される（図３、４参照方）。
【００３７】
なお、吸込み短管１ｂを設けない場合には、ウインチＤに回転制御信号（ｃまたはｆまたはｆ１）を発信して、吸込み管１全体を上述と同方向に昇降制御すればよい。
また、本排砂装置において、図５に示すように、吸込み主管１ａの先端部に、砂礫面Ｇとの離間距離Ｚを直接演算検知する湖底演算センサ１２を設け、湖底演算センサ１２からの演算信号ｆ１により、図２（ａ）に示す電動モータ７ａを制御し、吸込み短管１ｂの上下位置が所定位置となるようにしてもよい。
【００３８】
次に、図１ないし図４に基づき本実施例に係る排砂方法を説明する。
本排砂方法は、吸込みポンプ５を駆動して、吸込み管１を水底に堆積する砂礫面Ｇに近接して、吸込み管１を砂礫面Ｇに沿って変位移動させ、砂礫Ｓを吸込み排砂する排砂方法において、吸込み管１の管内流速Ｖ０を測定演算し、管内流速Ｖ０と、排砂しようとする砂礫Ｓの沈降速度Ｖｍとを比較し、管内流速Ｖ０が沈降速度Ｖｍを下回った場合に、吸込みポンプ５の吸込み流量を増加及び又は排出管Ｂの出口弁６を開くように制御する（図４参照方）。吸込みポンプ方式、サイホン方式ともに出口弁６による制御が可能である。
【００３９】
また、吸込みポンプ５を回転数調整できるタイプのものとすれば、吸込みポンプ５の流量により制御することができる。
本制御方法により、砂礫Ｓを確実に吸上げできる吸込み流を確保できる。また、上記沈降速度Ｖｍは、排砂しようとする砂礫Ｓの予想最大直径ｄ（ｍｍ）のものを吸上げ可能な最低限の速度でもある。
【００４０】
また、吸込み管１を水底に堆積する砂礫面Ｇに近接して、吸込み管１を砂礫面Ｇに沿って変位移動させ、砂礫Ｓを吸込み排砂する排砂方法において、吸込み管１の吸込み部１ｃの入口流速Ｖ１を測定演算し、入口流速Ｖ１と、吸込み部１ｃの最小流速値Ｖ１ｃｒとを比較し、入口流速Ｖ１が最小流速値Ｖ１ｃｒを下回った場合に、吸込み管１全体あるいは吸込み短管１ｂを下げて、砂礫面Ｇ（湖底）に近づくように操作する（図４参照方）。
【００４１】
本制御方法により、砂礫Ｓを確実に吸込み部１ｃに引き寄せる吸い寄せ流を確保できる。また、上記最小流速値Ｖ１ｃｒは、排砂しようとする砂礫Ｓの予想最大直径ｄ（ｍｍ）のものを吸い寄せ可能な最小限の流速でもある。
なお、本制御方法は、吸込みポンプを用いた排砂方法および自然吸込みによる排砂方法にも有効である。
【００４２】
また、吸込みポンプ５を駆動して、吸込み管１を水底に堆積する砂礫面Ｇに近接して、吸込み管１を砂礫面Ｇに沿って変位移動させ、砂礫Ｓを吸込み排砂する排砂方法において、吸込み管１の管内流速Ｖ０を測定演算し、管内流速Ｖ０と、排砂しようとする砂礫Ｓの沈降速度Ｖｍとを比較し、管内流速Ｖ０が沈降速度Ｖｍを下回った場合に、吸込みポンプ５の吸込み流量を増加するように操作する。
【００４３】
更に、吸込み管１の吸込み部１ｃの入口流速Ｖ１を測定演算し、入口流速Ｖ１と、吸込み部１ｃの最小流速値Ｖ１ｃｒとを比較し、入口流速Ｖ１が最小流速値Ｖ１ｃｒを下回った場合に、吸込み管１全体あるいは吸込み短管１ｂを下げて、砂礫面Ｇ（湖底）に近づくように制御するものである（図４参照方）。
【００４４】
本制御方法は、最小限の吸込み動力により、砂礫Ｓを確実に吸上げできる吸込み流を確保できると共に、砂礫Ｓを確実に吸込み部１ｃに引き寄せる吸い寄せ流を確保できるので、密度の高い砂礫を連続して、円滑に排砂することができ、大量の砂礫を短時間で排砂できる。
【００４５】
また、吸込みポンプ５を駆動して、吸込み管１を水底に堆積する砂礫面Ｇに近接して、吸込み管１を砂礫面Ｇに沿って変位移動させ、砂礫Ｓを吸込み排砂する排砂方法において、砂礫Ｓを排出する吸込み管１内の管内流速（吸上げ）流速Ｖ０、および、吸込み管１と砂礫面（水底）Ｇとの間の流れ流速、つまり、吸込み部１ｃの入口流速（吸込み流速）Ｖ１とを連続的に測定演算し、管内流速Ｖ０が所定流速以下となった場合に、吸込みポンプ５の吸上げ力を増大する、又は及び、管内流速Ｖ０値に入口流速Ｖ１値が近接した場合に、吸込み管１全体または吸込み短管１ｂを砂礫面Ｇ方向に下げるように操作する。
【００４６】
このように制御すると、最小限の吸込み動力により、砂礫Ｓを確実に吸上げできる吸込み流を確保できると共に、砂礫Ｓを確実に吸込み部１ｃに引き寄せる吸い寄せ流を確保できるので、密度の高い砂礫を連続して、円滑に排砂することができる。
【００４７】
本排砂装置は、吸込み管の管内流速Ｖ０と、吸込み管１先端と砂礫面Ｇ（湖底）との間の流速である入口流速Ｖ１と、砂礫面との離間距離Ｚを検知演算する手段を備え、吸込み管１の、管内流速Ｖ０、入口流速Ｖ１および離間距離Ｚを用い、下記Ａ〜Ｃの最適制御を行いえる装置、および、下記Ｄ〜Ｆに示す演算および同演算結果に基づく制御を行い得る手段を有すものである。
【００４８】
また、本排砂方法は、吸込み管１の管内流速Ｖ０、入口流速Ｖ１および離間距離Ｚ信号による制御方法、あるいは、それらの信号を操作員が監視しておき、排砂装置を運転操作する方法である。
【００４９】
Ａ、吸込み管１の管内流速Ｖ０を、対象とする砂礫Ｓを吸上げるに必要十分な流速とする。
Ｂ、吸込み管１の入口流速Ｖ１を、対象とする砂礫Ｓを吸込み管１内下部に、周囲から引き寄せるに充分な流速とする（吸込み管１の上下位置を制御する）。
Ｃ、同時に、吸込み口１ｃと砂礫面Ｇとの距離が過小になり、閉塞状態になることを回避する制御を行う。また、排砂装置において、吸込み管１の吸込み部１ｃに、吸込み管内流速及び吸込み部１ｃへの入口流速検知機能を備え、同流速を用いて、排砂装置の最適制御を実現する。
Ｄ、吸上げ時には、基本的には「砂礫の上昇速度」＝「管内流速」―「砂礫の沈降速度」の現象が発生する。
砂礫の沈降速度は、砂礫を球体と近似すると、下記（１）式から演算できる。
【数１】
2006118228.tif 000003
【００５０】
Ｅ、砂礫の沈降速度の計算値事例は次の通りとなる。
【表１】
2006118228.tif 000004
【００５１】
上記より、直径１００ｍｍ程度の砂礫をも吸上げようとする場合、
吸上げ管内の流速（Ｖ０）＞２．５ｍ／ｓ
程度が要求されることが分かる。
本発明では、吸込み管の管内流速Ｖ０を検知して、上記の必要速度にあることを確認、あるいは、それを達成するための制御をする。
【００５２】
Ｆ、吸込み管１への入口（接近）流速Ｖ１については、次の考え方で設定すればよい。
【００５３】
湖底の砂礫Ｓを、吸込み管１の周囲から吸込み管の下部に引き寄せるには、ある程度以上の入口流速Ｖ１が必要になる。砂礫Ｓの動きは横方向であるから、上述の沈降速度よりも小さい値でよいが、相互接触などによる動き難さも考慮する必要がある。また、吸込み管１から半径方向に遠くなると、半径に逆比例よりもさらに減少度合いが大きくなる。
【００５４】
Ｇ、吸込み管１の管内流速Ｖ０、吸込み部１ｃの入口流速Ｖ１、および、砂礫面Ｇ（湖底）と吸込み管１との離間距離Ｚは下記（２）〜（４）式により演算できる。
【００５５】
【数２】
2006118228.tif 000005
【００５６】
【数３】
2006118228.tif 000006
【００５７】
【数４】
2006118228.tif 000007
【００５８】
また、吸込み短管１ｂの上下動を行う上下動駆動手段７は、上述の上下動駆動手段７の他、伸縮シリンダーを用いても良い。また、吸込み短管１ｂを吸込み主管１ａの外周に設けた二重管構造としてもよいが、吸込み効率面からは内周に設けるのが好ましい。
吸込み流は自然汲み上げとしてもよく、その場合には、吸込み管１に連接する排出管Ｂや可とう管Ｋ、およびその先に連接する配管系を湖水面より低くし、配管系内に水を満水状態とすることで、所謂、サイホン作用による吸込み流（自然流水）を発生せしめて排砂すればよい。
【００５９】
また、本砂礫装置および砂礫方法は、管内流速および入口流速を演算検知し、管内流速を監視することにより、所望する粒径の砂礫、および適正な排出条件に合致する制御および操作が行い得るものである。また、入口流速を監視することにより、砂礫吸い寄せ流れ、及び吸込み管と湖底との離間距離を適切条件に制御および操作し得るものである。
【００６０】
なお、本発明に係る排砂装置の制御および本発明に係る排砂方法による操作は、管内流速Ｖ０や入口流速Ｖ１や離間距離Ｚの表示盤を設け、操作員が表示盤の数値を確認監視することで、手動により直接または遠隔制御で各装置を調整してもよい。また、それらを完全自動制御としてもよい。
【００６１】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく必要に応じ、適宜設計変更し得るものである。また、上記実施例における各構成要素には、当業者が容易に想定できるものや、実質的に同一のものが含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係る排砂装置を備えたダム排砂設備を示す正面図である。
【図２】（ａ）は図１のア部の排砂装置を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図３】本発明に係る排砂装置の制御ブロック図である。
【図４】本発明に係る排砂装置の制御ブロック線図である。
【図５】本発明に係る吸込み管と砂礫面との離間距離を測定する湖底演算センサを設けた事例を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    吸込み管
１ａ  吸込み主管
１ｂ  吸込み短管
１ｃ  吸込み部
２    管内流速演算手段
３    入口流速演算手段
４    離間距離演算手段
５    吸込みポンプ
６    出口弁
７    上下動駆動装置
８    ひさし部
９    管内水頭センサ
１０  静水頭センサ
１１  下部流れ部水頭センサ
１２  湖底演算センサ
Ｖ０  管内流速
Ｖ１  入口流速
Ｓ    砂礫
【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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