(57)【要約】【課題】水質検査機器のケーブル内蔵ワイヤーが投下される被水質測定水域水面の凍結を防止することができ、冬季あるいは寒冷地にある貯水域においても支障なく水質観測が可能な水質検査口水面の凍結防止構造を提供する。【解決手段】ダム湖等の被水質測定貯水域の護岸に設置された昇降装置３により水深方向へ昇降可能にされたケーブル内蔵ワイヤー４に懸吊され、当該貯水域Ｗの水質を所定項目で測定するセンサーボックス（水質検査機器）２と、を備えた水質検査装置において、ケーブル内蔵ワイヤー４の投入区画水域面ＷＳを二重壁で囲撓可能な複層空隙構造を有する保護フロート５を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダム湖等の被水質測定貯水域の護岸又は浮上させた台船上に設置された昇降装置により水深方向へ昇降可能にされたケーブル内蔵ワイヤーと、これに吊下げられた当該貯水域の水質を所定項目で測定するセンサーボックス（水質検査機器）とを備えた水質検査装置において、前記ケーブル内蔵ワイヤーの投入区画水域面を少なくとも二重壁で囲撓可能な複層空隙構造を有する保護フロート又は保護ダクトを設けたことを特徴とする水質検査口水面の凍結防止構造。
【請求項２】
保護フロート又は保護ダクトによる区画水面域に暖気を吹き付けることを特徴とする請求項１記載の水質検査口水面の凍結防止構造。
【請求項３】
保護フロート又は保護ダクトの複層空隙内に暖気又は温水を導入することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の水質検査口水面の凍結防止構造。
【請求項４】
台船が、直方体状のフロートを平面視矩形状に組み合わせ、その中央部分にケーブル投入口が開口するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の水質検査口水面の凍結防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム、湖沼、河川、港湾等において、その水中に懸下した水質検査機器の保護方法に関し、とくに、ダム堤体又は護岸から懸吊されたガイドワイヤーやケーブル内臓ワイヤーの周囲水面や水質検査機器を搭載した台船の検査口水面の凍結防止構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ダム湖や湖沼等の貯水域にあっては、富栄養化現象等を原因として赤潮やアオコが発生して、その水域の生態系に悪影響を与える。これら赤潮やアオコは、植物プランクトンが主体であり、発生する環境条件として、光合成に必要な日光、水質項目としては、水温、ｐＨ、溶存酸素（ＤＯ）、栄養源としての窒素（Ｎ）やリン（Ｐ）の含有率が大きく関与する。したがって、これらの水質項目について恒常的に検査し、貯水域内の分布状態やその経時的変化を細かく把握することが、富栄養化現象の原因やメカニズムの解明、水質の管理において重要である。
【０００３】
水質検査は、護岸から懸吊されたケーブル内蔵ワイヤーに吊下げて水質検査機器を水中に沈めたり、測定水域に船を停止又は固定化した台船からウインチと懸吊ケーブル内蔵ワイヤーを使用して検査機器を水中で昇降させて行う。
【０００４】
その中でも、ダム貯水池の水質観測設備には大別して索道式と台船式（例えば、特許文献１参照。）があるが、いずれも定期的に検出装置を昇降装置にて上下させて水面から所定の水深まで予定の間隔（例えば５０ｃｍ）で、水温や濁度、ＰＨ、溶存酸素濃度等を通年に渡って測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公平６−１０３２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、被測定貯水域の水面が凍結するような冬季あるは寒冷地にある場合、とくに、機器を懸吊したケーブルが動かせなくなり、観測不能となることがあった。そこで、本発明者は内周側に複数の送風孔を穿設した環状の管を水面下に設置してコンプレッサーから空気を圧送して曝気し、ケーブル水没位置周辺の水面を流動させることで凍結防止を図ったが十分な効果が得られなかった。本発明は、以上のような従来技術の課題に鑑み、水質検査機器のケーブル内蔵ワイヤーが投下される被水質測定水域水面の凍結を防止することができ、冬季あるいは寒冷地にある貯水域においても支障なく水質観測が可能な水質検査口水面の凍結防止構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで本発明の水質検査口水面の凍結防止構造は、ダム湖等の被水質測定貯水域の護岸又は浮上させた台船上に設置された昇降装置により水深方向へ昇降可能にされたケーブル内蔵ワイヤーと、これに吊下げられた当該貯水域の水質を所定項目で測定するセンサーボックス（水質検査機器）とを備えた水質検査装置において、前記ケーブル内蔵ワイヤーの投入区画水域面を少なくとも二重壁で囲撓可能な複層空隙構造を有する保護フロート又は保護ダクトを設けたことを第１の特徴とする。また、保護フロート又は保護ダクトによる区画水面域に暖気を吹き付けることを第２の特徴とする。さらに、保護フロート又は保護ダクトの複層空隙内に暖気又は温水を導入することを第３の特徴とする。加えて、台船が、直方体状のフロートを平面視矩形状に組み合わせ、その中央部分にケーブル投入口が開口するように構成されていることを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、下記の優れた効果がある。
（１）被水質観測用区画水面の凍結を防止することができ、寒冷地や冬季においても支障なく測定機器の水中での昇降を行うことができる。
（２）台船上の各種機器設備を積雪から守ることができる。
（３）直方体状フロートを組み合せることで、ケーブル投入口が開口した台船を簡便に製作できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
次に、本発明の実施の形態を図面に示す実施例に基づいて説明する。
【図１】本発明に係る水質検査口の凍結防止構造のダム堤体における設置状態を示す側面図である。
【図２】図１の懸吊構造を模式的に示す要部拡大図である。
【図３】本発明に係る保護フロートの（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】本発明に係る保護フロートの側面図である。
【図５】本発明に係る台船式水質検査装置の正面図である。
【図６】本発明に係る台船式水質検査装置の平面図である。
【図７】本発明に係る台船式水質検査装置の側面図である。
【図８】台船式水質検査装置の保護ダクトを示す（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図９】図８のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１０】
図１及び図２に示すように、例えば、被水質測定貯水域であるダム湖Ｗの護岸擁壁（以下、単に堤防Ｔという）の頂部に設けられたステージ１から、ダム湖Ｗの底面に沈下されたアンカー１３との間に張設されたガイドワイヤー４ａ上に一対のアーム２ａで支持され且つウインチ（昇降装置）３に捲巻されたケーブル内蔵ワイヤー（アーマードケーブル）４に吊下げられたセンサーボックス（水質検査機器）２により当該貯水域の水質を所定項目で測定するタイプの装置の場合、ガイドワイヤー４ａ及びの投入区画水域面ＷＳを保護フロート５で囲撓する。この保護フロート５は、ガイドワイヤー４ａに沿って浮沈可能にされており、ダム湖Ｗの水位に応じて常時昇降移動するようにされている。尚、センサーボックス２は、例えば、水温、ペーハー、溶存酸素量、葉緑素量等を検出する各種センサーを複合させて保護筒内に格納したものである。また、ケーブル内蔵ワイヤー（アーマードケーブル）４とは、コンダクターと呼ばれる導線を内蔵し、ステンレス鋼線で外装して張力を担う特殊なワイヤーケーブルである。
【００１１】
保護フロート５は、図３乃至図４に示すように、平面視で直径方向に二分割（割り子様）にされた環型筒状体で、各々の半筒体５ａは内部にフロートと断熱層を兼ねた空気層５ｂを有する複層空隙構造、すなわち二重管構造で、空気層５ｂから延下してスカート部５ｉを設け、二重管部だけでは不足するガード及びバランスウエイトの役割を担っている。これら半筒体５ａを組み合せた状態において、ケーブル挿通用開口（水質検査口）５ｃが形成される。尚、図中、５ｅは取手、５ｄは擁壁面等の外部に対する緩衝体であり、材質としてはネオプレンスポンジ等が好適に用いられる。
【００１２】
この保護フロート５は、水域表層の浮遊ゴミからガイドワイヤー４ａ、ケーブル内蔵ワイヤー４及びセンサーボックス２を保護することを第１の目的としている。また、筒体の外周板と内周板の間に空気層５ｂを設けて、検査口水域を二重壁で区画することによって断熱性能を発揮させ、センサーボックス２の投入区画水域面ＷＳにおいて、保護フロート５の外側水域が万一凍結しても、フロート５の内側水域の凍結防止を図るものであり、例えば、この空気層（空隙）５ｂ内に暖気や温水を導入したり、また、保護フロート５をカーボン素材のように太陽光を蓄熱可能な材質とすることで、さらに所期の効果を高めることができる。
【実施例２】
【００１３】
次に本発明の構造を台船タイプの装置に適用した場合について説明する。尚、便宜上、実施例１と同様の構成要件には同一の参照符号を付して説明する。
図５乃至図７に示すように、本実施例の水質観測装置は、例えばダム湖の陸地から遠く離間した場所の水質を測定する装置であって、水質測定用のセンサーボックス２は、被水質測定水域に浮上させた台船１上に設置された昇降装置（ウインチ）３により水深方向へ昇降可能にされたケーブル内蔵ワイヤー（アーマードケーブル）４に懸下されている。また、台船１にはその全体を覆うように四角錐状のテント（屋根）６が設けられている。テント６の材質はポリエステル等の合成樹脂製で、屋根の傾斜角度は積雪が自然落下する４５°程度が好ましい。テント６部分は、発泡スチロール等を断熱材としてステンレス板等で円形のドーム状等に形成しても良く、要は、台船１上の積雪を防止し且つ自然落下する屋根形状であればよい。尚、図中、９は耐雷トランス、１２はボート接触時緩衝用のペンドルである。
【００１４】
台船１は無人の作業船であって、基本的に、直方体状のフロートを平面視矩形状に組み合わせて構成されている。換言すれば分割可能な組立式の台船である。本実施例では、縦横の比が２対１となる直方体状の４つの箱型フロート１ａを平面視矩形状（本実施例では正方形）に組み合わせることで、その中央部分に自ずと開口部が形成され、後述するケーブル投入口（水質検査口）５ｃが開設され、台船１の中央部からはセンサーボックス２がケーブル内蔵ワイヤー４に接続されると共に、吊下げられる。また、台船１の中央開口部にはケーブル内蔵ワイヤー４の投入区画水域面ＷＳを囲撓可能な矩形環型の保護ダクト５が取付けられる。尚、直方体状の４つの箱型フロート１ａの縦横の比率は任意であるが、これを変えることで、ケーブル投入口５ｃの開口寸法を所望する寸法に変えることができ、フロート１ａを切り欠く等、特段の加工を要しない点で利便性が高い。
【００１５】
この保護ダクト５は、実施例１と同様に筒体の外周板と内周板の間に空気層５ｂを設けることで複層空隙構造とし、検査口水域を二重壁で区画することによって断熱性能を発揮させ、ケーブル内蔵ワイヤー４の投入区画水域面ＷＳにおいて、保護ダクト５の外側水域が万一凍結しても、保護ダクト５の内側水域の凍結防止を図るものであり、図８乃至図９に示すように、台船１上に設置された暖気ブロアー７から暖気導入ダクト７ａを介して、暖気噴出孔７ｃから空気層（空隙）５ｂ、すなわち矩形筒内に暖気が噴入され、区画水域の貯留水Ｗを温める。
【００１６】
図５及び図８に矢示するように、保護ダクト５内に噴入された暖気は、先ずダクト５壁内の下部に導入され、その後、保護ダクト５壁内を循環する。そして、保護ダクト５の底部を暖めた後、保護ダクト５壁内を上昇してダクト５上部の４辺内側に下向きに開けられた暖気噴出孔５ｈから下方に向かって噴出され、一旦、水面ＷＳに接触して湖面を温め結氷を防止した後、保護ダクト５内を上昇して台船１全体を覆うテント（屋根）６の傾斜に倣って対流する。このように、テント６内に暖気を対流させることで、各種装置の凍結を防止し、テント６への着雪を防止することができる。すなわち、暖気は、先ず保護ダクト５自身を暖め、これに接する水温を上昇させる。次いで、水面ＷＳを温めた後、テント６内を循環する暖気は内部機器を適度な温度に保つと共に、テント６表面から放熱される。尚、温度が低下した空気は、再度暖気ブロアー７に取り込まれて再循環するようにされている。
【００１７】
さらに、保護ダクト５は、水面下１ｍ程度まで延出して検査水域を区切り、ダクト５内部の貯水を加温することで昇降する対流を発生させて凍結を防止する。そのために、バルブ１４を開ければ直接上部管へ分岐供給される。一部は上部角パイプ内、中間ダクト５ｂ内に供給される。ほとんどの暖気は暖気導入ダクト７ａから下部管内に送り込まれ、上部通気孔５ｇを経て中間ダクト５ｂに供給され、保護ダクト５の四辺中間部の上部通気長孔５ｆを経て、暖気噴出孔５ｈから区画水面に向けて噴出される。尚、図中、８は温度制御盤であるが、具体的には、区画水面近傍に温度計を設置し、水面温度が５℃まで下がったら暖気ブロアー７を駆動させ、１５℃程度まで上昇したら停止するように制御する。また、暖気温は１００℃以下とし、過熱を防ぐことも肝要である。
【００１８】
また、導入暖気による過剰な昇圧を制御するための非常用排気口７ｅ及びダクト７ｄが暖気導入ダクト７ａの対角上に、さらに、暖気導入ダクト７ａには分岐ダクト７ｂが設けられており、水温及び気温に応じて暖気導入量を大きく増減することができるようにされている。また、非常用排気口７ｄには、テント６内部への暖気排気バルブ１５が取付けられ、このバルブ１５を開放することで、テント６内の温度を迅速に上昇させることができるようにもされている。尚、各実施例では、ダム湖の水質観測装置として説明したが、これに限定されるものではなく、河川や湾内といった多様な水域にも利用できることは勿論である。
【符号の説明】
【００１９】
１    台船（ステージ）
１ａ  箱型フロート
２    センサーボックス（水質検査機器）
２ａ  センサーボックスのアーム
３    昇降装置（ウインチ）
４    ケーブル内蔵ワイヤー（アーマードケーブル）
４ａ  ガイドワイヤー
５    矩形環型保護ダクト（環型保護フロート）
５ａ  半筒体（複層体）
５ｂ  空気層
５ｃ  ケーブル挿通用開口（水質検査口）
５ｄ  緩衝体
５ｅ  取手
５ｆ  上部通気長孔
５ｇ  下部通気孔
５ｈ  暖気噴出孔
５ｉ  スカート部
６    台船の屋根（テント）
７    暖気ブロアー
７ａ  暖気導入ダクト
７ｂ  暖気導入分岐ダクト
７ｃ  暖気噴出孔
７ｄ  非常用排気ダクト
７ｅ  非常用排気口
８    制御盤
９    耐雷トランス
１０  レーダーリフレクター
１１  標識灯
１２  ペンドル
１３  水中ウエイト
１４  バルブ
１５  バルブ
Ｔ    堤防（ダムの擁壁）
Ｗ    貯留水
ＷＳ  水面（湖面）
【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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【図８】
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【図９】
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