(57)【要約】【課題】簡素な構成で、確実に落下水音と波立ち音を抑制する。【解決手段】水域の落下水音・水流減衰構造２は、水路５とこの水路の段差部６の上端６Ａに取り付けられた筏体１０とを備えている。筏体１０は、上面に平坦面１１が形成された角柱材１３を貫通孔１２Ａ、１２Ｂを合致させて横に並べ、角柱材１３間にスペーサ１６を配してロープ１５Ａ、１５Ｂにより繋いで構成される。筏体１０はスペーサ１６により上面１０Ａに空隙Ｓが形成される。上流側からの落下水流Ｗ１は、筏体１０の上面１０Ａに導かれると、水量が減少しながら減衰されるようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮力を有する複数の浮き材を並べて互いに相対動自在に接続して筏体を形成し、この筏体には、上下に水の通過を許容する空隙を設けるとともに、水域の、流水が落下する領域にこの筏体を配置して浮かべ、筏体の上面に落下水流を流入させるようにしたことを特徴とする水域の落下水音・水流減衰構造。
【請求項２】
浮き材を、側部両側に貫通孔を有する柱材により構成し、筏体を、貫通孔を合致させて柱材を横に並べ、これら柱材間にスペーサを配して索条により繋いで構成するとともに、筏体を、柱材の並ぶ方向を落下水流の流れ方向に合致させて水域に配置したことを特徴とする請求項１に記載の水域の落下水音・水流減衰構造。
【請求項３】
筏体を、上流側高床部から下流側低床部に落下水流が流入する水路に設置し、筏体の上流側端部を、これら上下流側床部間に形成された段差部上部に固定させて取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の水域の落下水音・水流減衰構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、落差工等の流水が落下する部位を有する水路などの水域の落下水音・水流減衰構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、都市化や農業地域と住宅地域との混在化の伸展に伴い、ゲートや落差工などの水利施設の近くに住宅が増えてきている。このため、水路の落下水音が環境公害と問題となってきている。落下水音には、人が認識できる可聴音と、認識できない低周波音が含まれ、低周波音により障子や窓枠のがたつき等の物理的問題、頭痛や不眠などの精神的問題を誘発することがある。また、落差工では、落下水脈により生じる波が下流に伝播して、下流に設けられた落差工の越流量が変動し、落下水脈が変動して不快感を生じることがある。従来、落下水音に対する対策として、水音の音源に対するものと、発生した音に対するものとの二つが考えられる。音源に対する対策としては、落差工に傾斜面を設け、落下流を斜面流に変えることにより落下水音を低減させることが知られている。また、発生した音に対する対策として、水路を覆うように、蓋を被せることや、吸音機能を備えた板を水路側壁に設置することが知られている。このような従来の水音を減衰させる低減技術のうち、例えば、落差工に傾斜面を設ける構成では、落下水音そのものの低減化は図れるものの、傾斜面を下る落下水流が下流の水面に突入し、突入する場所で水音が発生してしまうという問題がある。このため、傾斜面を直線状にかつ上下流方向寸法を長尺としなければならず、地形的制約がある場所ではこのような技術を採用できないという問題がある。また、蓋や吸音板を設置する場合、音は空気伝播することから、音源の場所にのみ設置しても効果が望めないため、設置区間を長くしなければならず、費用が増大するという問題がある。このため、従来、このような課題を解消するため、落下水脈による水音を低減させる技術として、例えば、落差工の側壁外側にバイパスを設けたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載のものは、水路の上流側高床部と下流側低床部との間に傾斜面を形成し、水路側壁の外側に、上流側高床部下流端部と下流側低床部上流端部との間を結ぶバイパス通路を形成し、下流側低床部の側壁内面を凹凸化粧粗面として形成するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１４７７５４号（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、落差工自体に施工を施さなければならず、落差工の複雑化を招くだけでなくコストアップを招くという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡素な構成で、確実に落下水音と下流部の波立ちを抑制することができ、しかも、地形的制約にとらわれず施工後の落差工に設置することができ、かつ、大幅にコストダウンを図ることができる水域の落下水音・水流減衰構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る水域の落下水音・水流減衰構造は、浮力を有する複数の浮き材を並べて互いに相対動自在に接続して筏体を形成し、この筏体には、上下に水の通過を許容する空隙を設けるとともに、水域の、流水が落下する領域にこの筏体を配置して浮かべ、筏体の上面に落下水流を流入させるようにしたものである。
【０００７】
請求項１に係る水域の落下水音・水流減衰構造では、浮力を有する複数の浮き材を並べて互いに相対動自在に接続して筏体を形成し、この筏体には、上下に水の通過を許容する空隙を設けるとともに、水域の、流水が落下する領域にこの筏体を配置して浮かべ、筏体の上面に落下水流を流入させるようにしたことにより、水域の落下水流が筏体の上面に流入されると、流入水は、水から受ける力により自在に曲がる筏体の上面に沿って流れ、筏体は浮力により水を押し上げる。このとき、落下水流は筏体の空隙から水流の一部を下方に押し出すとともに、一部が上面に沿って流れる。このため、落下水流は被落下側水面に直接突入することがないので、落下に伴う水音の発生が抑制される。上面に沿って流れる一部の水流は徐々に空隙から下方に漏れ出すので下流部の波立ちの発生が抑制され、波の音も抑制される。
【０００８】
また、請求項２に係る水域の落下水音・水流減衰構造は、浮き材を、側部両側に貫通孔を有する柱材により構成し、筏体を、貫通孔を合致させて柱材を横に並べ、これら柱材間にスペーサを配して索条により繋いで構成するとともに、筏体を、柱材の並ぶ方向を落下水流の流れ方向に合致させて水域に配置したものである。
【０００９】
請求項２に係る水域の落下水音・水流減衰構造では、浮き材を、側部両側に貫通孔を有する柱材により構成し、筏体を、貫通孔を合致させて柱材を横に並べ、これら柱材間にスペーサを配して索条により繋いで構成するとともに、筏体を、柱材の並ぶ方向を落下水流の流れ方向に合致させて水域に配置したことにより、水域の落下水流が筏体の上面に流入されると、流入水は、筏体の平坦な上面に沿って流れやすくなり、落下水流の挙動を安定化させる。また、柱材の並ぶ方向を流れ方向に合致させて筏体を設置しているので、流れ方向に発生する水流の動きに合わせて筏体は曲がりくねるので、上面に流入された落下水流は突き当たりがなくなり力が減衰される。
【００１０】
請求項３に係る水域の落下水音・水流減衰構造は、筏体を、上流側高床部から下流側低床部に落下水流が流入する水路に設置し、筏体の上流側端部を、これら上下流側床部間に形成された段差部上部に固定させて取り付けたものである。
【００１１】
請求項３に係る水域の落下水音・水流減衰構造では、筏体を、上流側高床部から下流側低床部に落下水流が流入する水路に設置し、筏体の上流側端部を、これら上下流側床部間に形成された段差部上部に固定させて取り付けたことにより、上流側高床部側から筏体上流側上面に落下水流が流入すると、上面に沿って下流側に押し流され急激に落下することなく徐々に落下し、その間に空隙部から落下水流が漏れながら流れて波立ちが抑制され、水流が安定化する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る水域の落下水音・水流減衰構造では、浮力を有する複数の浮き材を並べて互いに相対動自在に接続して筏体を形成し、この筏体には、上下に水の通過を許容する空隙を設けるとともに、水域の、流水が落下する領域にこの筏体を配置して浮かべ、筏体の上面に落下水流を流入させるようにしたので、簡素な構成で、確実に落下音を抑制することができ、しかも、地形的制約にとらわれず施工後の落差工に設置することができ、かつ、コストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
簡素な構成で水路の落下水音と波を消すという目的を、上面に平坦面が形成された柱材を貫通孔を合致させて横に並べ、柱材間にスペーサを配して索条により繋いで筏体を形成し、この筏体を、上流側高床部から下流側低床部に落下水流が流入する水路に設置するとともに、筏体の上流側端部を、これら上下流側床部間に形成された段差部上端に固定して取り付けることにより実現した。
【実施例１】
【００１４】
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１の（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施例に係る水域の落下水音・水流減衰構造を示す側面図およびその減衰構造の取り付け場所における落下水流の挙動を示す説明図、図２の（Ａ）ないし（Ｃ）はそれぞれ、減衰構造の一部を構成する筏体の側面図、筏体の一部を構成する柱材の正面図および筏体の平面図である。本実施例に係る水域の落下水音・水流減衰構造２は、図１の（Ａ）に示すように、上流側高床部３から下流側低床部４に落下水流Ｗ１が流入する水路５とこの水路５に設置された筏体１０とを備えている。水路５には、上流側高床部３下流端と下流側低床部４上流端との間に、ほぼ垂直に立ち上がる段差部６が形成される。筏体１０は、段差部６上部に固定して取り付けられるようになっている。また、図１の（Ｂ）は、上記水路５の段差部６に筏体１０が取り付けられていない状態を比較して示す落下水流の挙動説明図である。筏体１０がない場合、上流側（図１の（Ｂ）の右側）の高床部３から流れてくる流水は、段差部６で急激に落下し落下流水Ｗ１として水の塊となって下流側低床部４の水面に突き当たり、落下水音を発生させる。さらに、落下流水Ｗ１が激しく突き当たる結果、乱流が発生して下流側に波立ちを発生させ、波立ちに伴う波立ち音を発生させる。図１の（Ｂ）における実線Ｗは、流水表面の挙動を示している。
【００１５】
筏体１０は、図２の（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、上面に平坦面１１が形成された角柱材（浮き材、柱材）１３を多数備えて構成される。角柱材１３は、浮力を有する断面四角形状木材等を水路５幅に応じて所定の長さ寸法でカットして形成される。角柱材１３は、長手方向の両端側側面に貫通孔１２Ａ、１２Ｂが同一方向に穿設される。筏体１０は、一端に固定具１４が取り付けられた一対のロープ（またはワイヤ、索条）１５Ａ、１５Ｂの他端をそれぞれ、角柱材１３の各貫通孔１２Ａ、１２Ｂに通して、多数の角柱材１３を横方向に繋ぐようになっている。貫通孔１２Ａ、１２Ｂの穴径はロープ１５Ａ、１５Ｂの径より大きくなっており、ロープ１５Ａ、１５Ｂは各貫通孔１２Ａ、１２Ｂをスムーズに通るようになっている。
【００１６】
筏体１０を組み立てるには、まず、一体の角柱材１３の各貫通孔１２Ａ、１２Ｂにそれぞれのロープ１５Ａ、１５Ｂの他端を通し、次に、これらロープ１５Ａ、１５Ｂの他端に、ゴム製の環状スペーサ１６を通す。スペーサ１６の内径はロープ１５Ａ、１５Ｂより大径に形成され、ロープ１５Ａ、１５Ｂに遊びを持って通されるようになっている。スペーサ１６の外側は貫通孔１２Ａ、１２Ｂの孔径より大きいサイズとなっている。こうして、角柱材１３とスペーサ１６とを交互にロープ１５Ａ、１５Ｂに通してゆき、角柱材１３の数が、所定の数に達すると、ロープ１５Ａ、１５Ｂの他端を固定具１７で最後の角柱材１３に固定させて、角柱材１３の抜け止めを図り、筏体１０が組み立てられるようになっている。
【００１７】
角柱材１３の数は、予め実験により導き出される。この性能実験では、上記水路６の段差部６での落下水流に対する消音性能および消波性能を発揮できる筏体１０の流れ方向長さ、角柱材１３の大きさ、角柱材１３間の空隙の大きさが導かれるようになっている。すなわち、予め水路５のモデルを作成し、角柱材の数、異なる大きさの角柱材、異なる大きさのスペーサ等を適宜を調整できる筏体１０の試験体を製作し、上記水路６の段差部６での落下水流に対する消音性能および消波性能を発揮できる性能試験を行う。そして、性能試験結果から、一定の大きさの角柱材、一定の幅の空隙を有する筏体について、最も少ない数で所望の性能が得られる角柱材の数が決定される。また、角柱材１３の数により筏体１０の流れ方向長さを決定するだけでなく、予め実験により確認されたデータに基づいて、角柱材１３自体の好ましい大きさ、すなわち、四角形断面の縦横寸法も設定される。このように、筏体１０は、横方向に並べられた多数の角柱材１３が、スペーサ１６を介してロープ１５Ａ、１５Ｂにより繋がれており、隣り合う角柱材１３間には、スペーサ１６により空隙Ｓが形成されるようになっている。筏体１０は、水に浮かんだ状態で、角柱材１３が外部からの力を受けるとロープ１５Ａ、１５Ｂの規制を受けて揺れ動くようになっている。つまり、筏体１０の流れ方向のうち異なる部位に異なる方向から力が加えられると、曲がりくねるようになっている。
【００１８】
筏体１０は、ロープ１５Ａ、１５Ｂの両固定具１４が段差部６の上端部６Ａに固定されて取り付けられるようになっている。このため、水路５の段差部６上流側から水が流れてくると、その水流は、筏体１０の上面１０Ａを上流側から下流側に流れ下るようになっている。水に浮かぶ筏体１０は、上方からの圧力が下方からの圧力（浮力）に打ち勝つと、その部位が凹むようになっている（図１の（Ａ）参照）。また、筏体１０の上面１０Ａ上を水流が流れると空隙Ｓを通じて下方に流れ出るようになっている。
【００１９】
次に、上記実施例に係る水域の落下水音・水流減衰構造２の作用について説明する。上記実施例に係る水域の落下水音・水流減衰構造２では、水路５の段差部６上端部６Ａに筏体１０上流端が両固定具１４を介してて取り付けられている。このため、上流側高床部３を流れる水流が段差部６に達すると、流れ落ちようとして筏体１０の上面１０Ａに流れ込む。この落下水流Ｗ１は、直接下流側低床部４の水面に達する前に筏体１０によりブロックされて、上面１０Ａに沿って流れ下る。このとき、落下水流Ｗ１は上流側高床部３の水位を維持したまま上面１０Ａに達するので、落下水流Ｗ１が水の塊となって筏体１０に下方への圧力を加え、凹ませる力が働く一方、筏体１０は浮力により塊となった落下水流Ｗ１に対し押し上げようとする力を与える。このため、図１の（Ａ）に示すように筏体１０は、上流端から緩やかな曲面Ｆｃを描く。塊となった落下水流Ｗ１は、筏体１０の上面１０Ａの上流側の曲面Ｆｃ部分を流れ下るうちに、空隙部Ｓから筏体１０を通過して下方に流れ落ち、上面１０Ａを流れ下る水量が減少してゆく。そして、落下水流Ｗ１は、曲面Ｆｃの通過に伴って水量を減らすとともに、この曲面Ｆｃでは、水路幅方向の空隙Ｓが多数並んでいるため、曲面Ｆｃの終端Ｆｅに達すると、落下の運動エネルギーが低下している。このように、落下水流Ｗ１は、筏体１０の曲面Ｆｃの通過に伴って力が吸収されて減衰されてしまい、図１の（Ｂ）に示すように下流水面に突入することがない。このため、落下水音の発生が抑えられる。こうして、水量が減少し落下の運動エネルギーが低下した落下水流Ｗ２は、さらに、上面１０Ａの下流側平坦面Ｆｆに導かれその上を流れ下る。落下水流Ｗ２は、上面１０Ａの下流側平坦面Ｆｆを流れ下る間にも、筏体１０の浮力により持ち上げられる力が働いて空隙Ｓから筏体１０を通過して下方に流れ落ち、上面１０Ａを流れ下る水量が減少してゆく。このため、乱流が生じることがなく波立ちの発生がない。すなわち、筏体１０がない水路５の場合、段差部６では、水流は落下に伴う挙動の乱れで波立ちが発生するのに対し、本実施例では、このような波立ちの発生がなく、波の音の発生もない。このように本実施例に係る水域の落下水音・水流減衰構造２では、上流側の落下水流Ｗ１が段差部６に達すると、筏体１０により緩衝作用を受けるとともに水量を失ってゆき、落下の運動エネルギーが削がれて筏体１０の上面１０Ａに沿って滑らかに流れ下るので、落下水音や波立ち音の発生がない。
【００２０】
なお、上記実施例では、角柱材を多数横に並べて形成しているがこれに限られるものではなく、ブロック状の浮き材を面状に並べ縦横方向にスペーサを介して索条により繋ぐようにしてもよい。また、上記実施例では。角柱材１３間にスペーサ１６により下方への水の通過を許容する空隙Ｓを設けているがこれに限られるものではなく、浮き材自体に下方への水の通過を許容する穴を設けるようにしてもよい。さらに、上記実施例では、落差工の段差部６の上端に、筏体１０の上流側端部を固定するようにしているがこれに限られるものではなく、例えば、段差部６が傾斜している場合など、水の挙動に応じて段差部６の上下の位置を決定してもよいことはいうまでない。また、上記実施例では、落差工に筏体１０を設置するようにしているがこれに限られるものではなく、河川や湖沼等において自然に形成された落差のある地形の場所に設置するようにしてもよい。さらに、工場や施設などにおいて水を落下させる場所や、ゲートに設置するようにしてもよい。また、上記実施例では、角柱材１３をロープ１５Ａ、１５Ｂにより繋ぐようにしているがこれに限られるものではなく、角柱材間に連結具を設け、隣り合う角柱材を互いに揺動自在に連結するようにしてもよい。さらに、上記実施例では、筏体１０の浮き材として上面が平坦に形成された断面四角形の角柱材１３を用いているがこれに限られるものではなく、断面円形の丸材や、断面楕円形、断面半円形、断面三角形、断面多角形の木材であってもよいことはいうまでもない。また、筏体１０の上面１０Ａのうち上流側の面を落下水流を減衰させるような形状に形成してもよいし、あるいは、その上流側面の空隙を下流側の空隙より大きくし、水流の減少を増大させるようにしてもよい。また、上記実施例では、浮き材を木材で構成しているがこれに限られるものではなく、所定の強度を有し、浮力があるものであればよく、合成樹脂からなる材料であってもよい。さらに、上記実施例では、角柱材１３に貫通孔１２Ａ、１２Ｂを設けるようにしているがこれに限られるものではなく、貫通孔１２Ａ、１２Ｂに代えて角柱材の上下面のうち少なくともいずれか一方に環状金具を螺装して、ロープを通すようにし、角柱材側壁には、弾性部材（緩衝部材）を取り付けて角柱材間に空隙を形成するようにしてもよい。また、貫通孔１２Ａ、１２Ｂに代えて、角柱材の両側に溝を形成し、この溝にロープを巻き付けて縛るようにしてもよい。さらに、上記実施例では、角柱材１３を同じ水路幅方向長さとしているがこれに限られるものではなく、下流側に行くに従って徐々に水路幅方向長さを短くし、左右両端から水を筏体の下方に流れやすくするようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の一実施例に係る水域の落下水音・水流減衰構造を示す側面図およびその減衰構造の取り付け場所における落下水流の挙動を示す説明図である。（実施例１）
【図２】（Ａ）ないし（Ｃ）はそれぞれ、図１の減衰構造の一部を構成する筏体の側面図、筏体の一部を構成する柱材の正面図および筏体の平面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  筏体
１３  角柱材（浮き材）
Ｓ    空隙
Ｗ１  落下水流
【図１】
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【図２】
2008111288.tif 000004