(57)【要約】【課題】河川を流れる懸濁物質を効率よく捕捉する。【解決手段】懸濁物質捕捉装置１００は、河川に設けられ、水とともに河川を流れる懸濁物質を捕捉する懸濁物質捕捉装置であって、互いに離隔して設けられる１対の壁部２１０、２２０と、１対の壁部によって形成され、河川の上流側に配される第１のスリットＳ１と、１対の壁部によって形成され、第１のスリットよりも河川の下流側に配される第２のスリットＳ２と、を備え、第１のスリットにおける壁部間の距離Ｌ１は、第２のスリットにおける壁部間の距離Ｌ２よりも小さい。【選択図】図２
2015108270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川に設けられ、水とともに該河川を流れる懸濁物質を捕捉する懸濁物質捕捉装置であって、
互いに離隔して設けられる１対の壁部と、
前記１対の壁部によって形成され、前記河川の上流側に配される第１のスリットと、
前記１対の壁部によって形成され、前記第１のスリットよりも前記河川の下流側に配される第２のスリットと、
を備え、
前記第１のスリットにおける壁部間の距離は、前記第２のスリットにおける壁部間の距離よりも小さいことを特徴とする懸濁物質捕捉装置。
【請求項２】
前記１対の壁部に囲繞された領域であって前記第１のスリットと前記第２のスリットとの間に形成された沈降領域における、前記河川の流れと直交する鉛直断面積は、前記第１のスリットから前記第２のスリットに向かうに従って漸増することを特徴とする請求項１に記載の懸濁物質捕捉装置。
【請求項３】
前記１対の壁部のうち、いずれか一方の壁部は、前記河川の川岸で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の懸濁物質捕捉装置。
【請求項４】
前記壁部の鉛直方向の長さは、前記河川を流れる水の高さより高い予め定められた高さ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の懸濁物質捕捉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川を流れる懸濁物質を捕捉する懸濁物質捕捉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射性物質（例えば、Ｃｓ１３７）に汚染された懸濁物質（シルト、細砂、粗砂など）が河川から海へ流出し、海が放射性物質で汚染されることが問題となっている。放射性セシウムの多くは時間が経過すれば懸濁物質に吸着されることが分かっている。したがって、河川を流れる懸濁物質を除去すれば、河川から海への放射性物質の流出を防止できると考えられる。
【０００３】
河川から海への懸濁物質の流出を防止する技術として、川幅全域に亘ってシルトフェンスを張り、シルトフェンスの上流側に懸濁物質を堰き止めて、水中に浮遊している懸濁物質を吸引する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。この技術では、降雨や雪どけ等によって河川を流れる水量が通常時より増加した場合に、シルトフェンスにかかる圧力損失が大きくなることによって水が堰き止められて河川が氾濫したり、シルトフェンスが破損したりする事態を回避するために、シルトフェンスに浮体を設け、シルトフェンスを川底から離隔した状態で設置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７５５９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術では、水量が通常時より増加した場合といった最も懸濁物質の濃度が上昇する際に、浮体によってシルトフェンスが浮き上がり、シルトフェンスの下端と川底との間に形成された隙間が通常時よりも拡大する。そうすると、拡大された隙間から懸濁物質が大量に流出してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、河川を流れる懸濁物質を効率よく捕捉することが可能な懸濁物質捕捉装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の懸濁物質捕捉装置は、河川に設けられ、水とともに河川を流れる懸濁物質を捕捉する懸濁物質捕捉装置であって、互いに離隔して設けられる１対の壁部と、１対の壁部によって形成され、河川の上流側に配される第１のスリットと、１対の壁部によって形成され、第１のスリットよりも河川の下流側に配される第２のスリットと、を備え、第１のスリットにおける壁部間の距離は、第２のスリットにおける壁部間の距離よりも小さいことを特徴とする。
【０００８】
また、１対の壁部に囲繞された領域であって第１のスリットと第２のスリットとの間に形成された沈降領域における、河川の流れと直交する鉛直断面積は、第１のスリットから第２のスリットに向かうに従って漸増するとしてもよい。
【０００９】
また、１対の壁部のうち、いずれか一方の壁部は、河川の川岸で構成されるとしてもよい。
【００１０】
また、壁部の鉛直方向の長さは、河川を流れる水の高さより高い予め定められた高さ以上であるとしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、河川を流れる懸濁物質を効率よく捕捉することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】懸濁物質捕捉装置の使用形態を説明するための図である。
【図２】懸濁物質捕捉装置を説明するための図である。
【図３】懸濁物質捕捉装置の流速抑制機能について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１４】
図１は、懸濁物質捕捉装置１００の使用形態を説明するための図であり、図１（ａ）は、懸濁物質捕捉装置１００の上面図を、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ（ｂ）−Ｉ（ｂ）線における水平（図１中、ＹＺ平面）断面図を示す。なお、本実施形態の図１では、垂直に交わるＸ軸（水平方向）、Ｙ軸（水平方向）、Ｚ軸（鉛直方向）を図示の通り定義している。また、図１中、河川１０をハッチングで、水の流れを白抜き矢印で示す。
【００１５】
図１に示すように懸濁物質捕捉装置１００（図１中、１００ａ、１００ｂで示す）は、河川１０の流れ方向（図１中、Ｙ軸方向）に段階的に配置されている。懸濁物質捕捉装置１００は、水とともに河川１０を流れる懸濁物質（平均粒径が２０μｍ〜２０ｍｍ程度）を捕捉する。
【００１６】
図２は、懸濁物質捕捉装置１００ａを説明するための図である。図２に示すように、懸濁物質捕捉装置１００ａは、互いに離隔して設けられる１対の壁部２１０、２２０と、壁部２１０、２２０それぞれから河川１０の下流側に向かって延在し、それぞれ対向する延在部２１２、２２２と、１対の壁部２１０、２２０によって形成され、河川１０の上流側に配される第１のスリットＳ１と、１対の壁部２１０、２２０によって形成され、第１のスリットＳ１よりも河川１０の下流側に配される第２のスリットＳ２とを含んで構成される。壁部２１０、２２０および延在部２１２、２２２は、例えば、金属板等の水を透過せず、かつ水の流れで変形しない材質で形成される。
【００１７】
第１のスリットＳ１における壁部２１０、２２０間の距離Ｌ１は、第２のスリットＳ２における壁部２１０、２２０間の距離Ｌ２より小さい。本実施形態では、距離Ｌ１が、距離Ｌ２の１／４である場合、すなわち、距離Ｌ２が距離Ｌ１の４倍である場合について説明する。
【００１８】
図３は、懸濁物質捕捉装置１００ａの流速抑制機能について説明するための図である。例えば、図３（ａ）に示すように、河川１０の川幅Ｗが、第１のスリットＳ１における壁部２１０、２２０間の距離Ｌ１の１０倍であり、河川１０における水の流速がｖであるとすると、第１のスリットＳ１を通過する水の流速はｖとなる。ここで、第２のスリットＳ２における壁部２１０、２２０間の距離Ｌ２は、第１のスリットＳ１における壁部２１０、２２０間の距離Ｌ１の４倍であるため、水が壁部２１０、２２０間を通過する際には、流速が１／４ｖ（０．２５ｖ）と小さくなる。
【００１９】
一方、懸濁物質捕捉装置１００ａを通過しない箇所の距離がＷ−Ｌ２すなわち、１０−４＝６となることから、懸濁物質捕捉装置１００ａを通過しない箇所の水の流速は、（１０−１）／６＝１．５ｖとなる。
【００２０】
そうすると、懸濁物質捕捉装置１００ａを通過しない水の流速が速くなるものの、図３（ｂ）に示す、壁部２１０、２２０に囲繞された領域であって第１のスリットＳ１と第２のスリットＳ２との間に形成された沈降領域２５０において水（懸濁物質）の流速が抑制されることとなる。こうすることで、懸濁物質捕捉装置１００ａは、沈降領域２５０において、水に含まれる懸濁物質の１／１０程度を沈降させることが可能となる。
【００２１】
また、上述したように、本実施形態にかかる懸濁物質捕捉装置１００は、河川１０の流れ方向に段階的に配置されている（図１参照）ため、１の懸濁物質捕捉装置１００を通過しなかった水（懸濁物質）は、当該懸濁物質捕捉装置１００の下流側に配された他の懸濁物質捕捉装置１００によって、その１／１０の部分の流速が抑制されることとなる。懸濁物質捕捉装置１００を１０段設置し各段の懸濁物質捕捉率を１００％とすれば、この１０段の懸濁物質捕捉装置１００を通過する懸濁物質量は０．９の１０乗＝０．３５となり、即ち６５％の懸濁物質が捕捉されることになる。
【００２２】
このように、懸濁物質捕捉装置１００を、河川１０の流れ方向に段階的に配することにより、懸濁物質の捕捉効率を向上させることが可能となる。なお、１の懸濁物質捕捉装置１００を通過しなかった水の流速が、次段の懸濁物質捕捉装置１００に到達するまでに、元の流速程度に低下するように、１の懸濁物質捕捉装置１００と次段の懸濁物質捕捉装置１００とを離隔させて配置するとよい。
【００２３】
また、本実施形態において、沈降領域２５０における、河川１０の流れと直交する鉛直断面積（図３中、ＸＺ断面積）は、第１のスリットＳ１から第２のスリットＳ２に向かうに従って漸増するように構成されている。これにより、沈降領域２５０において、水流の乱れを抑制することができ、懸濁物質の沈降が妨げられる事態を回避することが可能となる。また、第１のスリットＳ１と、第２のスリットＳ２との間（沈降領域）に整流板を設けてもよい。
【００２４】
また、本実施形態の懸濁物質捕捉装置１００ａが、延在部２１２、２２２を備える構成により、沈降領域２５０を延長することができ、懸濁物質捕捉装置１００ａ外からの水流によって懸濁物質が攪拌されてしまう事態を回避することが可能となる。
【００２５】
続いて、図１に戻って、懸濁物質捕捉装置１００ｂについて説明する。懸濁物質捕捉装置１００ｂは、１対の壁部のうち、一方の壁部が河川１０の川岸で構成される。このように、懸濁物質捕捉装置１００ｂを構成する１対の壁部のうち、一方の壁部を河川１０の川岸とすることによっても、沈降領域２５０を形成することができる。したがって、懸濁物質捕捉装置１００ｂは、コストを低減しつつ、沈降領域２５０において、懸濁物質を沈降させることが可能となる。
【００２６】
また、図１（ｂ）に示すように、懸濁物質捕捉装置１００ａの鉛直方向（図１中、−Ｚ軸方向）の長さＨｆは、河川１０を流れる水の高さより高い予め定められた高さＨｗ以上である。ここで、高さＨｗは、河川１０において想定される水位の上限値である。なお、懸濁物質捕捉装置１００ｂにおける鉛直方向の長さも、懸濁物質捕捉装置１００ａと同様に、予め定められた高さＨｗ以上である。これにより、河川１０の水量が通常時より増加した場合といった最も懸濁物質の濃度が上昇する際であっても、懸濁物質捕捉装置１００は、懸濁物質を捕捉することが可能となる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態にかかる懸濁物質捕捉装置１００によれば、水量の増減に拘わらず、水とともに河川１０を流れる懸濁物質を効率よく捕捉することができる。こうして、河川１０により運ばれてくる懸濁物質は、懸濁物質捕捉装置１００によって形成される沈降領域２５０に沈殿する。
【００２８】
上述したように、放射性物質（例えば、Ｃｓ１３７）に汚染された土砂のうち、懸濁物質に放射性物質が多く吸着されることが分かっている。したがって、懸濁物質捕捉装置１００によって捕捉された懸濁物質、すなわち、懸濁物質捕捉装置１００における沈降領域２５０に沈殿した懸濁物質を、不図示の浚渫装置によって浚渫し、適切な処理（例えば、濃縮）を施し、適切な場所に保管する。
【００２９】
これにより、河川１０から海への放射性物質の流出を抑制することが可能となる。したがって、海洋生物への放射性物質の蓄積を軽減することができる。
【００３０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３１】
例えば、上述した実施形態において、延在部２１２、２２２を備える懸濁物質捕捉装置１００ａ、１００ｂについて説明したが、延在部２１２、２２２は必須の構成ではない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、河川を流れる懸濁物質を捕捉する懸濁物質捕捉装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１００（１００ａ、１００ｂ）  懸濁物質捕捉装置
２１０  壁部
２２０  壁部
２５０  沈降領域
Ｓ１  第１のスリット
Ｓ２  第２のスリット
【図１】
2015108270.tif 000003
【図２】
2015108270.tif 000004
【図３】
2015108270.tif 000005