(57)【要約】【課題】放水口の前面に土砂が堆積することを有効に抑制する方法を提供する。【解決手段】土砂堆積抑制方法は、河川の湾曲部の内側に設けられた放水口の前面に土砂が堆積することを抑制する方法であって、放水口と同じ側であって放水口の上流側に位置する河岸に第１盛土部１０を設けるステップと、放水口の反対側であって第１盛土部１０の下流側に位置する河岸に第２盛土部２０を設けるステップとを備え、第２盛土部２０は、少なくとも放水口よりも上流側にまで延びるように形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川の湾曲部の内側に設けられた放水口の前面に土砂が堆積することを抑制する方法であって、
前記放水口と同じ側であって前記放水口の上流側に位置する河岸に第１盛土部を設けるステップと、
前記放水口の反対側であって前記第１盛土部の下流側に位置する河岸に第２盛土部を設けるステップとを備え、
前記第２盛土部は、少なくとも前記放水口よりも上流側にまで延びるように形成される、土砂堆積抑制方法。
【請求項２】
前記第２盛土部は、前記放水口よりも下流側にまで延びるように形成される、請求項１に記載の土砂堆積抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂堆積抑制方法に関し、特に、河川の湾曲部の内側に設けられた放水口の前面に土砂が堆積することを抑制する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水力発電所の放水口の前面に土砂が堆積し、河床が上昇すると、発電効率が低下する。また、台風などの出水時に大量の土砂が堆積すると、放水口が土砂で埋まり、発電所が稼動できない状態になることもある（下記の非特許文献１を参照）。
【０００３】
これに対し、上流からの供給土砂の堆積抑制のため、河川水を放水口の反対側のみを流下するように導流堤を築くことが考えられるが、河川法の制約により、河川内への永久構造物の設置は困難な状況にある。
【０００４】
そこで、現在は、放水口前面の河床上昇を抑制するために、当該部分の河床を掘削し、その掘削により得られた土砂を河川中央に盛土することで導流堤としている。これにより、河川水が放水口の反対側のみを流下するようにし、上流からの供給土砂による放水口側の河床上昇を抑制している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「小又川発電所ストップ−下北山村の小水力発電所」，奈良新聞，２００５年２月１６日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
放水口前面の河床を掘削し、その掘削により得られた土砂を河川中央に盛土した場合、河川水が放水口の反対側のみを流下することになるため、本来の川幅に対して実質的な川幅が狭くなる。このため、融雪出水程度の流量でも、河川水の水位が盛土の高さを超えてしまうことになる。これにより、盛土が決壊するとともに、上流からの供給土砂に加えて、盛土に用いた土砂も放水口前面に堆積し、対策実施前の状態に戻ってしまうことになる。このように、融雪出水程度で盛土が決壊するため、放水口前面の掘削および河川中央への盛土の対策を毎年繰り返す必要があり、対策費用が増大するという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、放水口の前面に土砂が堆積することを有効に抑制する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る土砂堆積抑制方法は、河川の湾曲部の内側に設けられた放水口の前面に土砂が堆積することを抑制する方法であって、放水口と同じ側であって放水口の上流側に位置する河岸に第１盛土部を設けるステップと、放水口の反対側であって第１盛土部の下流側に位置する河岸に第２盛土部を設けるステップとを備え、第２盛土部は、少なくとも放水口よりも上流側にまで延びるように形成される。
【０００９】
本発明に係る土砂堆積抑制方法において、好ましくは、第２盛土部は、放水口よりも下流側にまで延びるように形成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、河川の湾曲部の内側に設けられた放水口の前面に土砂が堆積することを、従来よりも有効に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つの実施の形態に係る土砂堆積抑制方法の水理実験のモデルを示す図である。
【図２】図１に示すモデルを図１中の矢印ＤＲ１方向から撮影した画像である。
【図３】図１に示すモデルを用いて水理実験を行なった後の状態を図１中の矢印ＤＲ１方向から撮影した画像である。
【図４】図１に示すモデルを用いて水理実験を行なっている状態を図１中の矢印ＤＲ２方向から撮影した画像（その１）である。
【図５】図１に示すモデルを用いて水理実験を行なっている状態を図１中の矢印ＤＲ２方向から撮影した画像（その２）である。
【図６】比較例に係る土砂堆積抑制方法の水理実験のモデルを示す図である。
【図７】図６に示すモデルを図６中の矢印ＤＲ１方向から撮影した画像である。
【図８】図６に示すモデルを用いて水理実験を行なった後の状態を図６中の矢印ＤＲ１方向から撮影した画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。
【００１３】
なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。
【００１４】
図１は、本発明の１つの実施の形態に係る土砂堆積抑制方法の水理実験のモデルを示す図である。図１を参照して、本実施の形態に係る水理実験モデルは、河川の湾曲部Ａの内側に放水口を設けたものであって、放水口と同じ側であって放水口の上流側に位置する河岸に設けられた第１盛土部１０と、放水口の反対側であって第１盛土部１０の下流側に位置する河岸に設けられた第２盛土部２０とを備えるものである。なお、第２盛土部２０は、放水口の反対側、すなわち、湾曲部Ａの外側の河岸における放水口と対向する領域に設けられる。換言すれば、第２盛土部２０は、放水口に対して上流側から下流側にまで延びるように形成される。
【００１５】
第１盛土部１０および第２盛土部２０について、より詳細に説明すれば、以下のとおりである。第１盛土部１０および第２盛土部２０は、略同程度の幅に形成される。ただし、第１盛土部１０および第２盛土部２０の幅は、適宜変更可能である。第１盛土部１０は、第２盛土部２０よりも上流側であって、河川が略直線状である部分に形成されている。第２盛土部２０は、その上流側端部が第１盛土部１０の下流側端部の斜め前方に位置するように形成されている。したがって、第１盛土部１０の下流側端部と、第２盛土部の上流側端部との間で、河川水の流れは、下流に向かうにつれて右岸（放水口と反対側の河岸）から左岸（放水口と同じ側の河岸）へと向かう斜め方向の流れとなる。すなわち、第１盛土部１０を左岸側に形成することにより、右岸側に流れが集中し、その下流において第２盛土部２０を右岸側に形成することにより、右岸側に集中した流れを左岸側に向かわせることができる。この結果として、上記斜め方向の強い流れを形成することができる。そして、その斜め方向の強い流れを、放水口前面に向かわせることができる。
【００１６】
図１に示すように、河川は、まず右側に緩やかに湾曲し、その後、左側に大きく湾曲している。この左側への大きな湾曲部が、放水口が設けられる湾曲部Ａである。なお、第２盛土部は、湾曲部Ａの略全体をカバーするように形成されている。
【００１７】
図２は、図１に示すモデルを図１中の矢印ＤＲ１方向から撮影した画像である。当該水理実験モデルは、川幅５０ｍの蛇行河川に流量３００ｍ3／ｓが流れる状況を、５０分の１のスケールで表現したモデルである。当該モデルでは、勾配は１／８０、川幅は１ｍ、土砂の粒径は１．８ｍｍ（単一粒径）である。この模型に対して、０．０１７ｍ3／ｓの流量を流す水理実験を行なった。なお、上記流量は、現地における融雪出水時の流量を想定したものである。その実験後の状態（図２と同じ方向から撮影）を、図３に示す。
【００１８】
図３を参照して、上述のモデルで実験を行なった結果、放水口の前面領域Ｂにおいて、河床が侵食され、低下していることが確認された。すなわち、上述の第１盛土部１０および第２盛土部２０により、放水口前面に土砂が堆積することを抑制可能であることが確認された。
【００１９】
図４，図５は、本実施の形態に係る水理実験を行なっている状態を図１中の矢印ＤＲ２方向から撮影した画像である。なお、図４は、実験開始後１分１５秒後の状態を示し、図５は、実験開始後１５分後の状態を示す。
【００２０】
図４，図５を参照して、上述した『第１盛土部１０の下流側端部と第２盛土部の上流側端部との間の斜め方向の流れ』を確認することができる。なお、この傾向は、第２盛土部２０の上流側端部が斜め方向に侵食された図５の状態において、より顕著に確認することができる。
【００２１】
上記のように、放水口の上流側において、右岸から左岸に向かう斜め方向の流れを形成することにより、湾曲部Ａの内側に位置する放水口前面に強い流れを集中させ、当該部分の河床の侵食を促進することにより、放水口前面への土砂の堆積を抑制することができる。
【００２２】
本願発明者らは、本実施の形態に係るモデルの優位性を確認するため、図６に示す比較例のモデルを用いて、上述と同様の要領で水理実験を行なった。なお、図７は、図６に示すモデルを図６中の矢印ＤＲ１方向から撮影したものであり、図８は、同じく水理実験を行なった後の状態を示すものである。
【００２３】
図６を参照して、比較例に係るモデルは、本実施の形態に係るモデルと同じ流路上に設けられたものであって、放水口と同じ側であって放水口の上流側に位置する河岸に設けられた第１盛土部１００と、放水口の反対側であって第１盛土部１００の下流側端部からさらに下流側に延びるように形成された第２盛土部２００とを備えるものである。なお、第２盛土部２００は、放水口前面に対向する位置にまで延びるように形成されている。
【００２４】
本比較例に係るモデルは、放水口前面に対向する位置に第２盛土部２００を設けることにより、放水口前面への流れを抑制し、当該部分への土砂堆積を抑制しようとしたものである。しかし、図７，図８に示すように、実験開始前には形成されていた第２盛土部２００（図７参照）は、融雪出水程度の流量（現地：３００ｍ3／ｓ，模型：０．０１７ｍ3／ｓ）により決壊し、跡形無く流失している（図８参照）。この結果、放水口前面には、上流からの供給土砂と、第２盛土部２００に用いた土砂とが堆積する。
【００２５】
図１〜図５の例と、図６〜図８の例とを対比すれば、第１盛土部１０と第２盛土部２０とを備えた本実施の形態に係る対策（図１〜図５）が、現状の対策（図６〜図８）よりも有効であることは、明らかである。
【００２６】
なお、図６〜図８に示す比較例は、放水口前面への流れを抑制することにより土砂の堆積を抑制しようとしたものであるが、図１〜図５に示す本実施の形態は、それとは全く逆に、放水口前面に流れを集中させることにより土砂の堆積を抑制するものである。すなわち、本実施の形態に係る対策は、従来の対策に対して、逆転の発想により有利な結果を得たものである。
【００２７】
上述した内容について要約すると、以下のようになる。すなわち、本実施の形態に係る土砂堆積抑制方法は、河川の湾曲部の内側に設けられた放水口の前面に土砂が堆積することを抑制する方法であって、放水口と同じ側であって放水口の上流側に位置する河岸に第１盛土部１０を設けるステップと、放水口の反対側であって第１盛土部１０の下流側に位置する河岸に第２盛土部２０を設けるステップとを備え、第２盛土部２０は、少なくとも放水口よりも上流側にまで延びるように形成される。
【００２８】
なお、本実施の形態では、第２盛土部２０が放水口よりも下流側にまで延びるように形成された例について説明したが、第２盛土部２０は、河川水の流れを放水口前面に向かわせる効果を奏する限り、放水口の上流側にのみ形成されるものであってもよい。
【００２９】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３０】
１０，１００  第１盛土部、２０，２００  第２盛土部。
【図１】
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【図６】
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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７】
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【図８】
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