(57)【要約】      （修正有）【課題】河川、池、湖又はダム湖等の貯水池の堆積土砂除去のため、流入地点又はその上流地点の川床に据え置いた状態で使用することができる流入土砂集排装置及び流入土砂集排装置を用いた排土砂方法を提供する。【解決手段】流入土砂集排装置１００は、河川、池及び湖等の水中に流出する土砂を収集及び排出するための流入土砂集排装置において、河床表面とほぼ同じ高さに配置される流入土砂を受け入れるための上面開口部１１と、前記上面開口部から流入した土砂を収集する収集容器１０と、前記収集した土砂を排土砂する排出管の吸水口に集める誘導用傾斜部２０と、前記収集容器内の土砂を吸収するために水とともに吸収して下流へ排出する吸収口を有する排出管３０とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川、池、湖、ダム湖等の貯水池に流入する土砂を収集及び排出するための流入土砂集排装置において、
河床表面とほぼ同じ高さに配置される流入土砂を受け入れるための上面開口部と、
前記上面開口部から流入した土砂を収集する収集容器と、
前記収集容器内の土砂を吸収するために水とともに吸収して下流へ排出する吸収口を有する排出管と、
前記排出管に設けられ、前記排出管に水を注水することができる注水合流部材と、を備え、
前記注水合流部材は、前記排出管内へ水を注水する注水装置を接続することができる注水部と、前記収集容器内へ流入してきた土砂及び水を吸水する吸収部と、吸水した土砂及び水を前記排出管の下流方向に排水する排出部と、の３方向に分岐した構造からなり、前記注水部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記吸収部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記注水部からの水を前記吸収部へ排出可能な状態とに切替えることができる開閉装置を備えていることを特徴とする流入土砂集排装置。
【請求項２】
前記収集容器には、収集した前記土砂を排土砂する前記排出管の前記吸水口に集める誘導用傾斜部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の流入土砂集排装置。
【請求項３】
前記注水合流部材は、前記注水部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記吸収部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記注水部からの水を前記吸収部へ排出可能な状態とに切替えることができる切替式開閉装置を前記注水部、前記吸収部、前記排出部の交点又はこれらの近傍に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流入土砂集排装置。
【請求項４】
前記注水部に接続する注水管を備え、前記注水管は柔軟な注水ホースからなり、
前記注水装置からの強制送水を停止した時に、前記注水ホースが大気圧に押されて閉塞することで開閉機能を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の流入土砂集排装置。
【請求項５】
前記収集容器には、収集する土砂の大きさを選別するための網目を有する土砂粒径選別部材が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の流入土砂集排装置。
【請求項６】
前記収集容器に備えられた前記土砂粒径選別部材は傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の流入土砂集排装置。
【請求項７】
前記土砂粒径選別部材は下流側が開放された櫛歯形状に形成された櫛歯状土砂粒径選別部材からなり、
前記櫛歯は、流れ方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項５又は６のいずれか１項に記載の流入土砂集排装置。
【請求項８】
前記櫛歯状土砂粒径選別部材の下流端は前記収集容器に設けられた上面開口部の下流側の外周の位置又は外周より下流側に延設して設けられていることを特徴とする請求項７に記載の流入土砂集排装置。
【請求項９】
前記櫛歯状土砂粒径選別部材の櫛歯間隔は、前記排出管の口径の１０分の５から１０分の１の間隔としたことを特徴とする請求項７又は８に記載の流入土砂集排装置。
【請求項１０】
前記櫛歯状土砂粒径選別部材の櫛歯間隔よりも細かい櫛歯間隔を有する第２櫛歯状土砂粒径選別部材を有し、
前記第２櫛歯状土砂粒径選別部材は、前記第１土砂粒径選別部材の任意の面積に重ねて設置されることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の流入土砂集排装置。
【請求項１１】
前記櫛歯状土砂粒径選別部材の櫛歯間隔よりも粗い櫛歯間隔を有する第３櫛歯状土砂粒径選別部材を有し、
前記第３櫛歯状土砂粒径選別部材は、前記第１土砂粒径選別部材又は前記第２櫛歯状土砂粒径選別部材の上に、上流側端部を支点として間隔を空けて設置されることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の流入土砂集排装置。
【請求項１２】
前記土砂粒径選別部材には前記収集容器内へ流入する土砂と水の量を調節する流入量調整部材が備えられていることを特徴とする請求項５から１１のいずれか１項に記載の流入土砂集排装置。
【請求項１３】
前記収集容器は、取り外し自在に形成された前記上面開口を有する上枠を備えており、
前記上枠は、前記上枠と前記収集容器の上端部との間に、別の上枠を載置することによって、最上部の上枠の位置を調整可能な嵩上部材としての機能を備えていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の流入土砂集排装置。
【請求項１４】
前記収集容器の上流側に配置された水車を備え、
前記水車は、水の流れにより回転しながら水車の羽根で流入してきた土砂を収集容器の方へ送ることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の流入土砂集排装置。
【請求項１５】
前記水車は、河床を掘削して河床に凹部を形成可能であり、
掘削した土砂と凹部に流入してきた土砂を収集容器の方へ送ることを特徴とする請求項１４に記載の流入土砂集排装置。
【請求項１６】
前記水車は、上下に移動可能であることを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の流入土砂集排装置。
【請求項１７】
前記注水合流部材は、注水部と吸水部との間に形成された分岐部を備えており、
前記注水装置からの水を下流側又は上流側への流れを切り替える切替弁が設けられていることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の流入土砂集排装置。
【請求項１８】
前記注水合流部材は、分岐部と吸水部との境界において、自動戻式開閉弁を備えており、
前記自動戻式開閉弁は、力がかかっていない状態においては、分岐部と吸水部の境界の開口を閉口するように付勢されていることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項流入土砂集排装置。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか１項に記載の流入土砂集排装置を設置する方法において、前記収集容器は、河川を流れる水が貯水池に流入する手前の上流側に設置されることを特徴とする流入土砂集排装置の設置方法。
【請求項２０】
前記収集容器の下流側河床を掘削して形成するか、又は前記収集容器を河川構造物の水通し部内に設けることで河川構造物の段差部を土砂溜めとして形成してなることを特徴とする請求項１９記載の流入土砂集排装置の設置方法。
【請求項２１】
前記収集容器の下流部に床止工など河川構造物を併設して構成することを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の流入土砂集排装置の設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流入土砂集排装置及び流入土砂集排装置を用いた排土砂方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
治水や利水のため湖やダムを建設して上流から流入する水を堰き止めて貯水池を形成する。この場合、その上流から流れてくる水を堰き止めるだけではなく、流出して来る土砂も堰き止めていることとなる。堰き止められた土砂は湖底に堆積して貯水池から下流へは流出することができない。これにより中流部から下流部の河川の河床に粗粒化現象が表れ生態系への影響が現れてきた。また、河口へ土砂が流出しないため海岸線の砂浜への砂の供給ができなくなり砂浜の形成にも影響を与えることとなった。さらに、貯水池に堆積する土砂の影響で貯水量が減少してダムとしての目的を達成する機能にも影響が現れるようになったため、定期的に堆積土砂を取り除く浚渫作業を必要とされてきた。そこで、サイフォン作用を活用した堆積土の除去装置が開発された。例えば河川の水が流れ込む貯水池で浚渫した堆積土砂を、該貯水池から海又はその近くの河川まで輸送する浚渫土砂の輸送システムであって、大容量貯水池の浚渫土砂をサイフォン作用で水とともに吸い出すサイフォン管と、このサイフォン管の下流端に連なり、同管で吸い出された浚渫土砂及び水を含む流動体を海又はその近くの河川まで重力を利用して自然流下させる自然流下経路とを少なくとも備え、前記自然流下経路は、相互に縦列配置される複数条のパイプラインと、その相隣なるパイプライン間に介在していて、上流側のパイプラインから流下してきた流動体を一時的に貯留し下流側のパイプラインに放流可能な中継枡とを有することを特徴とする、浚渫土砂の輸送システムが開示されている。
【０００３】
しかし、かかる輸送システムは、一旦堆積した土砂をパイプ状の吸水口を移動させて土砂を水とともに吸い取るタイプのものであり、排土砂作業を行う時は貯水池に浚渫船を浮かべて湖底深くまで配管して手探りで堆積土を吸引する設備を要し、湖底の堆積土を吸い込むために細かく撹拌する装置も必要となって大掛かりな排土砂用の設備を要する施設となっている。また、堆積する前に土砂を運搬する機能は全く有していないものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４１７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明は、河川、池、湖又はダム湖等の貯水池（河川又は池、湖、ダム湖等の貯水池は以下総称して「貯水池等」とする。）の流入部の川床に据え置いた状態で使用することができる流入土砂集排装置及び流入土砂集排装置を用いた排土砂方法を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明にかかる流入土砂集排装置は、河川、池、湖、ダム湖等の貯水池に流入する土砂を収集及び排出するための流入土砂集排装置において、
河床表面とほぼ同じ高さに配置される流入土砂を受け入れるための上面開口部と、
前記上面開口部から流入した土砂を収集する収集容器と、
前記収集容器内の土砂を吸収するために水とともに吸収して下流へ排出する吸収口を有する排出管と、
前記排出管に設けられ、前記排出管に水を注水することができる注水合流部材と、を備え、
前記注水合流部材は、前記排出管内へ水を注水する注水装置を接続することができる注水部と、前記収集容器内へ流入してきた土砂及び水を吸水する吸収部と、吸水した土砂及び水を前記排出管の下流方向に排水する排出部と、の３方向に分岐した構造からなり、前記注水部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記吸収部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記注水部からの水を前記吸収部へ排出可能な状態とに切替えることができる開閉装置をそれぞれ前記排出部、前記注水部及び前記吸収部に備えていることを特徴とする。
【０００８】
かかる流入土砂集排装置を使用することによって、洪水時や平水時に河川を流出して来る土砂が貯水池等に流入して堆積する前に流入部で収集装置に水とともに収集して、収集した土砂を吸収口で吸収し、それに繋がる排出管を通して収集容器に順次流れ込んでくる土砂をサイフォン作用により貯水池等の下流側へ移動することができるので、一旦貯水池等の湖底に堆積した土砂を下流側へ流す方法とは異なり、そもそも湖底や河床への土砂が堆積することを低減することができる。また、本発明にかかる流入土砂集排装置を用いれば、常時流入してくる土砂の一部を貯水池等への流入部で収集し、サイフォン作用を活かして貯水池等の下流部へ輸送することができるため、大型の作業船を浮かべて湖底などに堆積している堆積土を大容量の吸収装置で撹拌しながら吸い取り排出する大掛かりな装置を必要とすることなく、堆積土の吸収排砂装置と比較して比較的小規模なサイフォン排砂装置で土砂の一部を集排することができることとなる。
【０００９】
ここで、送水装置としては動力により稼働する送水ポンプが一般的ではあるが、特許第５２２０２１３号にある貯水タンクを用いたサイフォン送水方法を使用しても良い。かかる構成を採用することによって、注水合流部材に設けられた開閉装置によって排水方向を変化することで、サイフォン作用を起動させることができる。
【００１０】
さらに、前記注水合流部材は、前記注水部、前記吸収部、前記排出部の交点又はこれらの近傍に備えられて、前記注水部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記吸収部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記注水部からの水を前記吸収部へ排出可能な状態とに切替えることができる１つの切替式開閉装置を有することを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、注水合流部材に設けられた切替開閉装置を切り替えるという操作のみでサイフォン作用を起動させることができ、その後は、人工的な力を必要とせず、水と土砂をサイフォン作用により運搬することができる。
【００１１】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記注水部に接続する注水管は、柔軟な注水ホースからなり、前記注水装置からの強制送水を停止した時に、前記注水ホースが大気圧に押されて閉塞することで開閉機能を有することを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することで、注水合流部材に設けられた注水部の開閉装置を省略し切替え操作が必要なくなりサイフォン作用を起動させることができる。
【００１２】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記収集容器には、収集する土砂の大きさを選別するための網目を有する土砂粒径選別部材が設けられていることを特徴とするものであってもよい。網目を有する土砂粒径選別部材を設けることによって、排出管で排出する土砂の大きさを選別することができるため、排出管が詰まる可能性を低減させることができる。網目の大きさの目安としては排出管の口径の１０分の５から１０分の１程度の大きさのものが目安となるが、設置する河川の河床の土砂の粒径に応じてこの範囲を超えても良い。
【００１３】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記収集容器に備えられた前記土砂粒径選別部材は傾斜していることを特徴とするものであってもよい。土砂粒径選別部材を斜面形状に形成することで、流出土砂が転がりやすくなるため、篩の機能を発揮させやすく、また土砂粒径選別部材を通過して収集容器に入らなかった土砂を土砂粒径選別部材上に堆積させること無く川の流れに加えて重力によって流入土砂集排装置の下流側へ排出しやすくすることができる。
【００１４】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記土砂粒径選別部材には前記収集容器内へ流入する土砂と水の量を調節する流入量調整部材が備えられていることを特徴とするものであってもよい。土砂の量は水量の１〜３％程度が最適であり、それ以上増えると排出管が詰まる可能性がある。そこで、土砂粒径選別部材となるグレーチングの網目を通る土砂が多すぎる場合に、段階的に流入量調整部材を設けることによって、収集容器に流入する水の量に対する流入土砂の量を１〜３％程度に調整することができる。
【００１５】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記土砂粒径選別部材の網目は下流側が開放された櫛歯形状に形成された櫛歯状土砂粒径選別部材からなり、前記網目は、流れ方向に並べて配置されていることを特徴とするものであってもよい。すなわち、前記土砂粒径選別部材の網目としては、縦横に交差する網目状ではなく、流れに対して平行して並べた櫛の歯のように下流端を繋がない櫛形状の櫛歯を形成した櫛歯状土砂粒径選別部材であっても良い。この構造によると上流から流入してきた小石や枯葉などの流出物が縦方向の流れと同じ櫛歯に沿って流れ、流出物は下流端においても引っ掛らずに収集容器の下流の貯水池へ流れて行く。横方向の網目に引っ掛ることがないため土砂粒径選別部材の上に流出物が残留して土砂流入の開口部を塞ぐことが軽減されるため、土砂が収集容器内に入る開口部を確保することができる。また、この際に、前記櫛歯状土砂粒径選別部材の櫛歯間隔は、前記排出管の口径の１０分の５から１０分の１程度の櫛歯間隔としたものを使用するとよい。
【００１６】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記櫛歯状土砂粒径選別部材の下流端は前記収集容器に設けられた上面開口部の下流側の外周の位置又は外周より下流側に延設して設けられていることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することで、櫛歯の上面を流れたごみや落ち葉が収集容器内に落ちることを防止することができる。
【００１７】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記土砂粒径選別部材の櫛歯間隔よりも細い櫛歯間隔を有する第２櫛歯状土砂粒径選別部材を有し、前記第２櫛歯状土砂粒径選別部材は、前記第１土砂粒径選別部材の任意の面積に重ねて設置されることを特徴とするものであってもよい。すなわち、例えば、前記排出管の直径が１００ｍｍのものを使用する場合、前記土砂粒径選別部材に設ける櫛歯土砂粒径選別部材の設置方法としては、前記櫛歯状土砂粒径選別部材の櫛歯を３０ｍｍ程度の中程度の間隔で並べて構成された櫛歯状土砂粒径選別部材を前記土砂粒径選別部材載置部に載置し、その上に上流部より重ねて、より細かな櫛歯状土砂粒径選別部材を設置し、前記中程度の櫛歯の間隔を備えた櫛歯状土砂粒径選別部材の下流部分に任意の間隔を残して設置することで、水の流入量を全体の９９％〜９７％前後とするには影響なく、土砂の流入量を全体の２〜３％とするために調節することが可能となる櫛歯状土砂粒径選別部材となる。
【００１８】
また、前記櫛歯状土砂粒径選別部材の櫛歯間隔よりも太い櫛歯間隔を有する第３櫛歯状土砂粒径選別部材を有し、前記第３櫛歯状土砂粒径選別部材は、前記第２土砂粒径選別部材又は前記第２櫛歯状土砂粒径選別部材の上に、上流側端部を支点として間隔を空けて設置されることを特徴とするものであってもよい。すなわち、中程度の細かな櫛歯状土砂粒径選別部材の上に、より粗い間隔の櫛歯状土砂粒径選別部材を設置することで木くずや枯葉などの流出物を前記中程度の細かな櫛歯状土砂粒径選別部材に触れさせることなく収集容器の下流側へ通過させる事ができる。これにより、木くずや枯葉などの流出物が前記中程度の間隔の櫛歯状土砂粒径選別部材に触れないため、引掛かったり詰まったりするのを防ぐことができる。設置方法としては前記土砂粒径選別部材の櫛歯の連節部となる部分を網目の上流側端部を支点として角度を上げることで徐々に間隔を開けて下流側に延伸して構成するのも良い。
【００１９】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記収集容器は、取り外し自在に構成された前記上面開口部を有する上枠を備えており、前記上枠は、前記上枠と前記収集容器の上端部との間に、別の上枠を載置することによって、最上部の上枠の位置を調整可能な嵩上部材としての機能を備えていることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、流入土砂集排装置の周囲の川床に土砂が堆積し、河床面が上昇した場合に、この上昇に合わせて上枠を重ね合わせることで、上面開口部の位置を調整することができる。
【００２０】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記収集容器の上流側に配置された水車を備え、前記水車は、水の流れにより回転しながら水車の羽根で流入してきた土砂を収集容器の方へ送ることを特徴とするものであってもよい。すなわち、流れにより水車が回転することで水車の羽根が河床の土砂を収集容器の方向に運ぶこととなり、効果的に土砂を収集容器へ運ぶことができる。
【００２１】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記水車は、河床を掘削して河床に凹部を形成可能であり、掘削した土砂と凹部に流入してきた土砂を収集容器の方へ送ることを特徴とするものであってもよい。すなわち、洗掘された河床には土砂の凹部が形成される。その凹部の上流側斜面は勾配が急になるためその上流の河床が流れに押されて凹部に流入してくることとなる。流れにより水車が回転することで水車の羽根が河床の土砂を徐々に掘削しながら収集容器の方向に運ぶこととなり、洗掘された河床には土砂の凹部が形成される。その凹部の上流側斜面は勾配が急になるためその上流の河床が流れに押されて凹部に流入してくることとなる。この土砂を水車の回転により羽根で同様に収集容器の方向へ移動させる作業を続けることとなる。
【００２２】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記水車は、上下に移動可能であることを特徴とするものであってもよい。河床の土砂は洪水時には押し流されて流入してくるが、平水位時の流れになると河床が安定して土砂の流入現象が減少するため、河床の土砂が収集容器内へ流入して来る量が大幅に減少する。すなわち、土砂集排作業が行えなくなる。このような場合に前述の如く水車を収集容器の上流側に備え羽根を土砂の流入状況に応じて順次上下に移動できる状態で設置することで平水時でも河床高の変化の状況に応じて土砂の集排作業を行えることとなる。この作業により河床に凹部が形成されることで、洪水が起きた際に一気に土砂が流入して来ても河床の凹部がポケットとなって収集容器より下流の貯水池に土砂が大量に流入することを軽減することができる。尚、洪水時においては水車を上部方向へ移動させることにより洪水の直撃を受けることを防止できる。再び土砂集排作業を行う際には水車を回転させながら順次下部方向へ移動させることで、徐々に河床の土砂を掘削しながら掘り下げ収集容器の方向へ土砂を移動して凹部をつくることができるので集排作業の再始動が容易にできることとなる。
【００２３】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記注水合流部材は、注水部と吸水部との間に形成された分岐部を備えており、前記注水装置からの水を下流側又は上流側への流れを切り替える切替弁が設けられていることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、収集容器内に溜まった砂礫を効率よく収集容器外へ排出することができ、収集容器が土砂等によって詰まる可能性を未然に防止することができる。
【００２４】
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記注水合流部材は、分岐部と吸水部との境界において、自動戻式開閉弁を備えており、前記自動戻式開閉弁は、力がかかっていない状態においては、分岐部と吸水部の境界の開口を閉口するように付勢されていることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、中止装置の水を上流側へ流したい場合に下流側へ流れてしまう可能性を防止することができる。また、サイフォンを再稼働させた場合にも自動で元の位置に戻るので、サイフォン作用による流れを妨げることもない。
【００２５】
かかる流入土砂集排装置を使用することによって、流入土砂集排装置に設けた水や土砂の流入口又は粒径選別部が埋設地の河床表面に現れるように埋設して設けられ、収集容器内へ流入した土砂を排出部から水とともに排出管を通して自然流下又はサイフォン機能により貯水部等の下流側へ排出することが可能になる。
【００２６】
さらに本発明にかかる流入土砂集排装置を設置する方法は、前記収集容器は、河川を流れる水が貯水池に流入する箇所又は手前の上流側に設置されることを特徴とするものであってもよい。また、その際に、前記収集容器の下流側河床を掘削して土砂溜めを形成するか又は河川構造物の水通し部の高さに収集容器の開口部の高さが同じになるように収集容器を配置して河川構造物の下流側に段差部を設けることにより形成した土砂溜めを設けてなることを特徴とするものであってもよいし、前記収集容器の下流部に床止工など河川構造物を設けて河川構造物により段差部を設けて土砂溜めを形成することを特徴とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、第１実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の構成を示す斜視図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、第１実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の使用方法を示す模式図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、第１実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の別の使用方法を示す模式図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、第１実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の別の使用方法を示す模式図である。
【図５】図５は、第１実施形態において、土砂粒径選別部材４０のバリエーションとして蝶番によって開閉可能に固定することを示す模式図である。
【図６】図６は第２実施形態にかかる流入土砂集排装置１００において、上面開口部１１が斜面に形成されている土砂粒径選別部材４０を示す模式図である。
【図７】図７Ａは土砂粒径選別部材に目安として排出管の口径の１０分の５から１０分の１程度の櫛歯間隔であるうちの１０分の３の基本櫛歯を有する櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａの模式図であり、図７Ｂは、収集容器内への土砂と水の流入量の割合の調節のために、基本櫛歯より細い櫛歯４１の第２櫛歯状土砂粒径選別部材４０ｂを示す模式図であり、図７Ｃは、粗い流出物がこれら土砂粒径選別部材の上で滞留しないようにするために、基本網目より粗い間隔の櫛歯の第３櫛歯状土砂粒径選別部材４０ｃを示す模式図である。
【図８】図８は、基本網目の櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａに第２櫛歯状土砂粒径選別部材４０ｂ及び第３土砂粒径選別部材４０ｃを上部に設けた場合の構成を示す模式図である。
【図９】図９は、第３実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の構成を示す断面図である。
【図１０】図１０は第４実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の収集容器１０の上流側に水車７０を備えた構成を示す断面図である。
【図１１】図１１は、第５実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の注水合流部材Ｎ構成を示す模式図である。
【図１２】図１２は、第５実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の使用方法を示す模式図である。
【図１３】図１３は、第６実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の収集容器１０を河川構造物８１の水通し部内に配置した構成を示す模式図である。
【図１４】図１４は、第６実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の収集容器１０の下流側に河川構造物を利用して段差部を設けることで収集容器の下流側に土砂溜めを形成する方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明にかかる流入土砂集排装置１００の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。各図において対応する構成要素には同一又は類似の符号が付されている。
【００２９】
（第１実施形態）
図１には、第１実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の斜視図が示されている。第１実施形態にかかる流入土砂集排装置１００は、流入した土砂を収集する収集容器１０と、収集容器１０内に配置されている誘導用傾斜部２０と、収集容器１０の内部から外部まで連通する排出管３０と、収集容器１０の上面に配置される土砂粒径選別部材４０と、排出管３０に連結された注水合流部材５０と、を主として備えている。
【００３０】
収集容器１０は、河川において、河川の湛水部、池、湖、ダム等の貯水部へ流入する土砂を収集及び排出するための容器であり、その形態は特に限定するものではなく、円筒形であっても、直方体であってもよい。また、排出管そのものに収集用開口部を設け収集容器の機能をもたせたものであっても良い。第１実施形態においては、直方体の収集容器１０を用いて説明する。収集容器１０は、流入土砂を収集するために、上方が開放された上面開口部１１が形成されており、上面開口部１１には、後述する土砂粒径選別部材４０を載置するために載置部１２が設けられている。収集容器１０の内部には、排出管３０へ効率よく土砂を誘導するための誘導用傾斜部２０が設けられている。
【００３１】
誘導用傾斜部２０は、図１に示すように、収集容器１０内に落下した土砂等を中央に集めるために端から中央に向かって低くなるように傾斜した２つの第１傾斜板２１及び第２傾斜板２２からなる。一方の第１傾斜板２１は、底面まで傾斜した板からなり、他方の第２傾斜板２２は、途中まで傾斜した後、排出管３０を連結可能なように垂直面に形成されてなる。この誘導用傾斜部２０の配置は排出管３０の先端の吸水口３０Ｓの位置により変化する。例えば、吸水口３０Ｓの位置が収集容器１０の下端部１０ｂに設ける場合は、誘導用傾斜部２０は第１傾斜板２１を収集容器１０の下端部１０ｂ付近まで伸ばすことで誘導用傾斜機能を１枚で発揮することができる。
【００３２】
土砂粒径選別部材４０は、網目を有するグレーチング状からなり、この網目の大きさによって収集容器１０内に落下して収集される土砂とそれ以外の大きな石又はゴミ等を分別することができる。網目の大きさの目安として排出管の口径の１０分の５から１０分１程度の大きさの範囲とし、設置する河川の土砂の粒径の状態にもよるが、排出管の口径の１０分の３の大きさを基本形として考えるとよい。土砂粒径選別部材４０の網目部分の面積を変更可能な流入量調整部材２９ａ、２９ｂを取り付けることによって、水と土砂の流入量を調整することができる。土砂の量は水と土砂の合計を１００とした場合に対する土砂の比率が１〜３％程度が最適であり、３．５％以上増えると排出管３０が詰まる可能性がある。そこで、グレーチングの網目を通過して収集容器１０内に入る土砂が多すぎる場合に、段階的に流入量調整部材２９ａ、２９ｂを設けることによって、流入土砂が収集容器１０内へ入るのを調整することができる。なお、本実施形態においては２種類の形状が異なる大きさの流入量調整部材を設けるものとしたが、勿論、３種類以上の形状が異なる大きさのものを使用してもよい。
【００３３】
排出管３０は、金属製、化学樹脂・化学繊維系等の管からなり、サイフォン作用或いは自然流下により管内部を土砂及び水が流れるものであり、排出管３０の下流端の吐出口方向の配管途中には、注水合流部材５０が連結されている。
【００３４】
注水合流部材５０は、排出管３０内へ強制的に水を注水可能なポンプ等の注水装置９０と連結されている注水部５１と、前記収集容器１０内へ流入してきた土砂及び水を吸水する吸収部５２と、吸水した土砂及び水を排出管３０の下流方向に排水する排出部５３と、の３方向に分岐した構造を有する。また、注水合流部材５０は、注水部５１、吸収部５２及び排出部５３の全てに開閉装置を設けても良いし、図２に示すように、注水部５１からの流れと、吸収部５２からの流れを切替えることができる切替開閉装置５５を有していて、図２Ａに示すように、注水部５１からの流れを排出部５３へ流せる状態と、図２Ｂに示すように吸収部５２からの土砂及び水を排出部５３へ流せる状態と、図４Ａに示すように注水部５１からの流れを吸水口３０Ｓへ流せる状態と、に切替えることができる。
【００３５】
注水装置９０から注水部５１に連結される管材としては、特に限定するものではないが、図２Ｂに示すように、サニーホース等の柔軟な素材からなる注水管６０を使用するとよい。注水装置９０等からの強制送水が止まった場合に、大気圧により押されてしぼむことによって、開閉弁を設けなくても空気の侵入を防止する開閉弁の代わりにすることができるからである。
【００３６】
以上のようにして作製された流入土砂集排装置１００は、以下のようにして使用される。まず、図２Ａに示すように、流出土砂が溜まりやすい場所に収集容器１０の上面開口部１１が河床の表面と同じ高さになるように埋設する。一方、排出管３０の吐出口（図示しない。）となる下流端を収集容器１０を設置する箇所の水面より低い位置で土砂を排出したい任意の場所まで配管する。さらに排出管３０の途中に注水合流部材５０を設置する。注水合流部材５０の注水部５１にサニーホース等の柔軟な注水管６０を取付け、その反対側には強制的に水を注水可能な貯水タンクや水中ポンプ等の注水装置９０を取り付ける。こうして流入土砂集排装置１００の設置が完了する。
【００３７】
この状態から、図２Ａのように、まず注水装置９０からの水を注水部５１から排出部５３に流れるように注水合流部材５０の切替開閉装置５５をセットし、注水装置９０を使用して強制的に水を注水する。こうして注水装置９０から注水された水は、注水管６０、注水合流部材５０及び下流側排出管３０ｂに流れていく。そして、注水装置９０を使用して注水された水が排出管３０の下流端の吐出口（図示しない。）から吐出されたのを確認した後、注水装置９０の強制注水を停止すると同時に、切替開閉装置５５の位置を、水が吸収部５２から排出部５３へ流れるように切替える。これにより、下流側排出管３０ｂの水はそのまま落下していく過程で、注水管６０は、図２Ｂに示すように、注水装置９０からの強制注水が止まることにより、大気圧に押されてしぼむことになる。これにより、注水部５１からは、水及び空気の流入が妨げられ、注水部５１を閉鎖した状態となる。その後、下流側排出管３０ｂ内の水が呼び水となって、下流側に流れると同時に収集容器１０内の水と土砂が上流側排出管３０ａへ引き込まれる。そして、河川等の水は、収集容器１０、上流側排出管３０ａ、注水合流部材５０を介して下流側排出管３０ｂに流れていき、後は、サイフォン作用によって、何ら人為的な力を与えることなく、水を下流側に流すことになる。この流れにより収集容器１０内に流入してきた土砂も巻き込んで水とともに排出管３０を介して下流側へ流すことになる。
【００３８】
次に、河川等の流量が低下して流入土砂集排装置１００が停止し、収集容器１０内に土砂が堆積している場合にサイフォンを再起動する方法について説明する。一旦、河川等の流量が減少し、サイフォンによる流れが停止すると、図３Ａに示すように、収集容器１０内に土砂が堆積する場合がある。停止状態では、排出管３０及び注水管６０のいずれにも水がない状態になっている。この状態から、河川の流れが復活した場合には、以下の手順でサイフォン機能を復活させる。まず、切替開閉装置５５を切替えて、まず注水装置９０からの水を注水部５１から排出部５３に流れるように注水合流部材５０の切替開閉装置５５をセットする。注水装置９０から強制的に水を注水し、注水管６０及び下流側排出管３０ｂ内の下流端の排出口までを水を流しながら充填する。この状態から、図４Ａに示すように、注水装置９０からの水が上流側排出管３０ａへ流れるように切替開閉装置５５を切替える。すると、収集容器１０の内部に堆積していた土砂が巻き上げられ、土砂が拡散する。この状態で、切替開閉装置５５を切り替え、河川等からの水が上流側排出管３０ａを通過し吸収部５２から排出部５３、下流側排出管３０ｂへ流れるように切替えるとともに、注水装置９０の強制注水を停止する。これにより、下流側排出管３０ｂの水が落下していく過程で、注水管６０は、図４Ｂに示すように、注水装置９０からの強制注水が止まることにより、大気圧に押されてしぼむことになる。これにより、注水部５１からは、水及び空気の流入が妨げられ、注水部５１を閉鎖した状態となる。その後、下流側排出管３０ｂ内の水が呼び水となって、下流側に流れると同時に収集容器１０内の水と土砂が吸収口３０ｓから上流側排出管３０ａへと引き込まれる。つまり、河川等の水と巻き上げられた土砂は、収集容器１０、上流側排出管３０ａ、注水合流部材５０を介して下流側排出管３０ｂに流れていき、後は、サイフォン作用によって、何ら人為的な力を与えることなく、水及び土砂を下流側に流すことになる。なお、収集容器１０内に溜まった土砂を撹拌或いは収集容器１０から排出する場合は、図５に示すように、収集容器１０の土砂粒径選別部材４０が上流側で、蝶番２９ｃによって開閉可能に固定することで、注水装置９０からの強制送水により土砂粒径選別部材４０が、蝶番２９ｃを支点として下流側が開くことにより、収集容器１０内に溜まった土砂が収集容器１０の外に吐き出し易くすることができる。
【００３９】
以上説明したように、本第１実施形態にかかる流入土砂集排装置１００によれば、サイフォン作用を利用して貯水池へ順次流入しようとする河床の土砂を貯水池等の手前で収集して貯水池の下流側へ流すことができるので、湖底などに一旦堆積した土砂を貯水池の下流側へ流す方法とは異なり、そもそも貯水池の湖底への土砂の堆積を低減することができる。この際に、本第１実施形態にかかる流入土砂集排装置１００は注水部５１に開閉装置を設けるか、注水部５１に接続される注水管６０に柔軟な素材を使用することによって、注水合流部材５０に設けられた切替開閉装置５５を切替えるという操作を行うことでサイフォン作用を起動させることができる。また、収集容器１０が流出土砂で詰まった場合の土砂除去方法として作業する場合は、注水装置９０を用いて、注水部５１から収集容器１０側へ勢いよく注水する水によって収集容器１０内に溜まった土砂を除去する場合は注水部５１、吸収部５２、排出部５３に開閉弁等を設け適時開閉することで詰まった土砂の除去作業性が向上する。
【００４０】
また、第１実施形態にかかる流入土砂集排装置１００によれば、上面開口部１１に網目部材を有する土砂粒径選別部材４０が設けられているので、排出管３０で排出する土砂の大きさを選別することができ、網目の大きさの目安としては排出管の口径の１０分の５から１０分の１程度の大きさの範囲とし、設置する河川の土砂の粒径の状態にもよるが、排出管の口径の１０分の３の大きさを基本形として考えるとよい。併せて流入量調整部材２９ａ、２９ｂを使用して収集容器内への水の流入量をも調節できるため、サイフォン作用により水と共に移動させる水と土砂を合わせて１００％とした場合、土砂が占める割合を２〜３％程度とする調節ができることで作業効率が向上し、排出管３０が詰まる可能性を低減させることができる。
【００４１】
また、第１実施形態にかかる流入土砂集排装置１００によれば、収集容器１０内に誘導用傾斜部２０を備えているので、効率よく排出管の吸入口に土砂を誘導することができる。
【００４２】
また、一旦水位が低下し、サイフォン作用が停止した場合であっても、注水装置９０からの水を逆流させることができるので、収集容器１０内に堆積した土砂が少量の場合は効率よく巻き上げて撹拌することができるので、撹拌した状態で水と共に下流側の吐出し口へ排出することで収集容器１０内の土砂を排出する作業を行うことなく再稼働させることができる。また、土砂が収集容器１０内へ大量に堆積して詰まった場合は土砂粒径選別部材４０から吐き出すか、水圧により土砂粒径選別部材４０を押し開いてその開口部から土砂を排出して除去する方法をとることができ、その後は通常のサイフォン作用により収集容器内へ水と共に流入してくる土砂を貯水池の下流側へ移動し排出することができる。
【００４３】
（第２実施形態）
第２実施形態にかかる流入土砂集排装置１００が図６に示されている。図６は、第２実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の側面から視た模式図である。第２実施形態にかかる流入土砂集排装置１００は、図６に示すように、上面開口部１１が斜面に形成されている。その他の構成は第１実施形態と同様である。このように土砂粒径選別部材４０を斜面に形成することで、流出土砂が転がりやすくなるため、後述する土砂粒径選別部材４０で篩の機能を発揮させやすく、また土砂粒径選別部材４０の網目を通過しなかった土砂を川の流れの後押しに加えて重力によって下流側へ排出しやすくすることができる。このため、土砂粒径選別部材４０の網目を通らず収集容器１０内へ入らなかった土砂が、土砂粒径選別部材４０の網目の上に留まって網目が埋まる可能性を低減することができる。
【００４４】
土砂粒径選別部材４０の網目が大きく洪水などで土砂の流入が多い場合は、水量に対する土砂の量の割合である１〜３％のバランスが崩れて土砂が多く流入するため収集容器１０内が土砂で詰まってしまうこととなる。また、上流から流入する枯葉や小枝などが土砂粒径選別部材４０の網目に詰まるため上面開口部１１でゴミが覆ってしまう現象が起きる。これらの現象を防ぐための設置部材及び設置方法としては、土砂粒径選別部材４０の網目を縦横に交差する網目状ではなく、図７Ａに示すように、流れに対して縦方向にのみ並行して並べた櫛歯状のように下流端を繋がない櫛歯４１、すなわち、下流側を開放して形成した櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａを用いると良い。この構造によると上流から流入してきた小石や枯葉などの流出物が縦方向の流れと同じ櫛歯４１に沿って流れ、流出物は櫛歯４１の下流端においても引っ掛らずに収集容器の中に吸収されずに下流へ流れて行く。横方向の網目に引っ掛ることがないため網目の土砂粒径選別部材４０のように上に流出物が収集容器１０内への水の吸収作用により土砂流入の上面開口部１１に残留して上面開口部１１を塞ぐことにはならず、流出物の残留が軽減されるため、土砂が収集容器１０内に入る開口を確保することができる。
【００４５】
また、土砂粒径選別部材として設ける櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａの設置方法としては、櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａの櫛歯４１の間隔を排出管３０の口径の１０分の５から１０分の１程度の範囲とし、設置する河川の土砂の粒径にもよるが排出管３０の口径の１０分の３程度を基本間隔として基本の櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａとし、基本の櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａを櫛歯状土砂粒径選別部材の載置部１２に載置した上に、図７Ｂに示すように、基本の櫛歯間隔より細い間隔の第２櫛歯状土砂粒径選別部材４０ｂを基本の櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａに任意の面積を重ねて設置すること（図８参照）で、流入量を水が９９％〜９７％に対して土砂が１％〜３％前後の割合とするための調節をすることが可能となる。
【００４６】
また、基本の櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａ等の上に、図７Ｃに示すように、基本の櫛歯４１より太い間隔の粗い櫛歯を有する第３櫛歯状土砂粒径選別部材４０ｃを設置することで、木くずや枯葉などの流出物を、基本の櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａに触れさせることなく収集容器１０の下流側へ通過させることができる。これにより、木くずや枯葉などの流出物が収集容器１０の上面開口部１１に設置する基本の櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａの表面に引掛かったり詰まったりするのを防ぐことができる。設置方法としては基本の櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａの上に間隔を空けて設置する方法（図示しない）や、図８に示すように、基本の櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａの上流側端部を支点として下流側の角度を上げることで下流側へ徐々に間隔を開いて延伸する構成とするのも良い。尚、この場合の櫛歯４１を排出管３０の口径の１０分の３程度を基本の間隔として表現し易くしたが、基準とする櫛歯４１の間隔の大きさは排出管３０の口径の１０分の３に拘らず流入土砂集排装置１００を設置しようとする河川の河床を構成する土砂の粒径などの特有の流出物の大きさに対応可能な任意の大きさに設定しても良い。なお、櫛歯状土砂粒径選別部材４０ａ及び４０ｃは、図７に示すように、前記櫛歯状土砂粒径選別部材の下流端は前記収集容器に設けられた上面開口部の下流側の外周の位置又は外周より下流側に延設して設けてもよい。かかる構成を採用することで、木くずや枯葉などの流出物が収集容器内に落ちる可能性を低減し、効率よく下流へ運ぶことができる。
【００４７】
（第３実施形態）
第３実施形態にかかる流入土砂集排装置１００が図９に示されている。図９は第３実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の断面図である。第３実施形態にかかる流入土砂集排装置１００は、収集容器１０の上面開口部１１を別部材である上枠１３に作製してある点が第１実施形態と異なる。その他の構成は第１実施形態と同様である。上枠１３は、収集容器１０の上方に取り外し可能に形成されている。この上枠１３の上面には、土砂粒径選別部材４０を載置するために載置部１３ａが設けられている。さらに、上枠１３は、上枠１３同士を重ねて固定することが可能に形成されている。そのため、上枠１３は土砂粒径選別部材４０の位置（高さ）を調整可能な嵩上部材としての機能を有する。
【００４８】
かかる上枠１３を設けることで、流入土砂集排装置１００の周囲の川床に土砂が堆積し、河床面が上昇した場合に、この上昇に合わせて上枠１３を重ね合わせることで、上面開口部１１の位置を調整することができるようにしたものである。かかる構成を採用することによって、河床に土砂が堆積しても収集容器１０の位置を変更することなく使用することができる。
【００４９】
（第４実施形態）
第４実施形態にかかる流入土砂集排装置１００を設置した状態が図１０に示されている。図１０に示すように、収集容器１０の上流側に水車７０を備えることで、水の流れにより水車７０が回転することで水車７０の羽根７０ａが河床の土砂及び上流から流れてきた土砂を収集容器１０の方向に運ぶことができる。また、この際に洗掘により河床に凹部７３を形成し、その上流側は勾配が急になる水車７０により洗掘されてできる河床面７２が形成されるため上流側の河床が流出して凹部７３に流入しやすくなる。この土砂を水車７０の回転により羽根７０ａで同様に収集容器１０の方向へ移動させる作業を続けることで継続的に土砂を排出しやすくすることができる。河床の土砂は洪水時には水に押し流されて流入してくるが、平水位の流れになると流速流量も減少するため河床が安定して流入する土砂も減少するため、収集容器１０内へ流入する量も減少し土砂集排作業が行えなくなる。このような場合に前述の如く水車７０を収集容器１０の上流側に備え羽根７０ａを河床の高さより低くなるように設置することで回転により河床に掘削による凹部７３が形成される。形成された凹部７３の上流側の勾配が安定勾配ではなくなるため、流入してくる流れにより洗掘され順次上流側に流出が進んで、その土砂が凹部７３に流れ込んでくる。そのため、その土砂は水車７０の回転により凹部７３から収集容器１０の方向に移動させる作業が続けられる。この作用により平水時でも河床の土砂の集排作業を行えることとなる。この作業により形成された凹部７３と凹部７３より上流部にあった河床の土砂が流出したことにより形成された洗掘部も含めて河床の凹部７３となり、次に洪水が起きた際に上流から一気に土砂が流出して来たとしても、河床の凹部７３がポケットとなって流入土砂をくい止め堆積させるため、収集容器１０より下流の貯水池に土砂が流入することを軽減することができる。なお、土砂の凹部７３の下がり具合に応じて水車７０を順次下方向へ移動することで土砂の収集作業を継続することができ、洪水時においては水車７０を上方向へ移動させることにより水車７０が洪水の直撃を受けることを防止できる。再び土砂集排作業を行う際には水車７０を回転させながら順次下方向へ移動させることで、徐々に河床の土砂を掘削しながら掘り下げて河床に凹部７３をつくることができるので集排作業の再始動が容易にできることとなる。
【００５０】
（第５実施形態）
第５実施形態にかかる流入土砂集排装置１００の注水合流部材５０を設置した状態が図１１に示されている。第５実施形態にかかる注水合流部材５０は、注水部５１と、吸水部５２との間に分岐部５６を備えている。さらに注水部５１と分岐部５６との間には、手動又は自動で注水装置（図示しない。）から注水部５１に注水された水を下流側と上流側、すなわち、注水部５１から排水部５３へと流れる流れと、注水部５１から分岐部５６を介して吸水部５２へとの流れる方向へと切り替えることができる切替弁５７を備えている。さらに、分岐部５６と注水部５１との境界には、バネ等によって力がかかっていない場合には、分岐部５６と吸水部５２との境界において分岐部５６の開口５０ａを閉口する状態に付勢されており、分岐部５６から吸水部５２への水の流れがある場合に開口５０ａを開口可能に取り付けられている自動戻式開閉弁５８を備えている。
【００５１】
この第５実施形態にかかる注水合流部材５０は、図１２Ａに示すように前述したように土砂粒径選別部材４０の網目が大きく洪水などで土砂の流入が多い場合は、水量に対する土砂の量の割合である１〜３％のバランスが崩れて土砂が多く流入するため収集容器１０内が土砂で詰まってしまうこととなるため、このような場合に稼働される。こうした状況の場合に、図１２Ｂに示すように、注水合流部材５０の切替弁５７が注水部５１側を閉口し、注水装置９０からの水を上流側、すなわち、注水部５１から分岐部５６を介して吸水部５２へとの流れる方向へと切り替えておいた状態で、注水装置９０から水を注水する。すると、自動戻式開閉弁８０は水圧によって、分岐部の開口５０ａが開口され、下流側へ流れる方向を堰き止めて水を上流側へ送水される。これにより、収集容器１０内の砂礫等が水圧によって収集容器１０の外へ排出されることになる。収集容器１０内の砂礫を収集容器の外に排出したら、注水作業を停止する。この注水作業を停止することで、押し広げられていた自動戻式開閉弁８０は、バネにより再度元状態、すなわち、分岐部５６の開口５０ａを閉口する。そのため、図１２Ｃに示すように、再度サイフォン作用により収集容器１０から水及び砂礫を流すことができるようになる。
【００５２】
第５実施形態にかかる流入土砂集排装置１００によれば、注水装置９０から容器器１０内へ注水作業を行い収集容器１０内に溜まった土砂を収集容器１０から排出することができる。一時的な注水作業により収集容器１０内の土砂を排出するための注水作業をする時間的な間隔は定期でも不定期でも良い。特に洪水時においては収集容器１０内への土砂の流入が増加するため、流水量に対する土砂の量の良好な割合である１〜３％のバランスが崩れて、収集容器１０内に土砂が溜まることでサイフォン作用が止まることがあるため、間隔を短くして定期的に注水作業を行うことが望ましい。この定期、不定期に行う注水作業をするための注水装置９０を起動する方法としては、人による作業でも良いが、河川の水位センサーを使用することで、一定水位以上の場合を感知した場合に定期又は不定期な間隔を短くして土砂排出作業を行うことで流入する土砂が収集容器１０内に溜まり過ぎてサイフォン作用を止めることなくサイフォンによる排砂作業を継続することが可能となる。
【００５３】
（第６実施形態）
第６実施形態にかかる流入土砂集排装置１００を設置した状態が図１３に示されている。図１１に示すように、収集容器１０を河川構造物８１の水通し部内に入れて設置することで河川構造物の下流側に段差部８０を設けることで、第２実施形態と同様に土砂粒径選別部材４０の網目を通過して収集容器１０内へ入らなかった土砂を土砂粒径選別部材４０の下流側へ排出しやすくすることができる。すなわち、土砂粒径選別部材４０の網目を通らず収集容器１０内へ入らなかった土砂が、土砂粒径選別部材４０の下流側まで流されれば河川構造物の下流側に形成される段差部８０に落下するため、流れてきた土砂が土砂粒径選別部材４０の上に滞る土砂に阻まれて同様に網目の上に留まって網目が塞がれてしまう可能性を低減することができる。また、図１４に示すように、収集容器１０の下流側に河川構造物８１を設けることで収集容器１０の下流側に段差部８０を設けて土砂粒径選別部材４０上面を下流側へ通り過ぎた土砂を溜める土砂溜め部８２を形成することができる。
【００５４】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
上述した実施の形態で示すように、河川等における土砂が河川を横断する河川構造物の下流側に運搬する装置として使用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…収集容器、１０ｂ…下端部、１１…上面開口部、１２…載置部、１３…上枠、１３ａ…載置部、２０…誘導用傾斜部、２１…第１傾斜板、２２…第２傾斜板、２９ａ…流入量調整部材、２９ｃ…蝶番、３０…排出管、３０Ｓ…吸水口、３０ａ…上流側排出管、３０ｂ…下流側排出管、３０ｓ…吸収口、４０…土砂粒径選別部材、４０ａ…櫛歯状土砂粒径選別部材、４０ｂ…第２櫛歯状土砂粒径選別部材、４０ｃ…第３櫛歯状土砂粒径選別部材、４１…櫛歯、５０…注水合流部材、５１…注水部、５２…吸収部、５３…排出部、５５…切替開閉装置、６０…注水管、７０…水車、７０ａ…羽根、７２…河床面、７３…凹部、８０…段差部、８１…河川構造物、８２…部、９０…注水装置、１００…流入土砂集排装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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