(57)【要約】【課題】放水地に対する影響を小さくすることができる放水設備を提供する。【解決手段】放水設備は、主流路２と、徐々に広がるように形成された漸拡流路３と、漸拡流路３に配置された２個の隔壁１１，１２とを備える。２個の隔壁１１，１２は、それぞれの上流側の端部１１ａ，１２ａが、主流路２と漸拡流路３との境界線６０よりも下流側に配置されている。２個の隔壁１１，１２は、上流側の端部１１ａ，１２ａと境界線６０との距離が互いにほぼ同じになるように配置されている。２個の隔壁１１，１２は、上流側の端部１１ａ，１２ａにおいて、隔壁１１，１２と漸拡流路３の側壁３ａとによって定められる流路断面積が、境界線６０における流路断面積とほぼ同じになるように配置されている。【選択図】図３
2008008008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被放出液体を流す主流路と、
前記主流路に連通して、徐々に広がるように形成された漸拡流路と、
前記漸拡流路に配置された複数の隔壁と
を備え、
前記漸拡流路は、放出地に向けて前記被放出液体を放出するように形成され、
前記複数の隔壁のうち少なくとも２個の前記隔壁は、それぞれの上流側の端部が前記主流路と前記漸拡流路との境界よりも下流側に配置され、
前記少なくとも２個の前記隔壁は、それぞれの前記上流側の端部と前記境界との距離が互いにほぼ同じになるように配置され、
前記少なくとも２個の前記隔壁は、前記上流側の端部において、前記隔壁と前記漸拡流路の壁面とによって定められる流路断面積が、前記境界における流路断面積以上になるように配置されている、放水設備。
【請求項２】
２個の前記隔壁が形成され、
前記２個の前記隔壁は、前記上流側の端部において、一の前記隔壁と前記漸拡流路の側壁との距離と、他の前記隔壁と前記漸拡流路の側壁との距離とが略等しくなるように形成され、
前記２個の前記隔壁は、前記上流側の端部同士の間隔が流路全体における長さの略１５％以上略３０％以下になるように形成されている、請求項１に記載の放水設備。
【請求項３】
前記２個の前記隔壁は、前記上流側の端部同士の間隔が流路全体における長さの略１５％になるように形成されている、請求項２に記載の放水設備。
【請求項４】
２個の前記隔壁を備え、
前記２個の前記隔壁は、下流側の端部において、一の前記隔壁と前記漸拡流路の側壁との距離、前記隔壁同士の距離、および他の前記隔壁と前記漸拡流路の側壁との距離が、互いにほぼ同じになるように形成された、請求項１から３のいずれかに記載の放水設備。
【請求項５】
前記隔壁は、平面視したときの幅が、前記上流側の端部から下流側の端部にわたって、ほぼ同じになるように形成された、請求項１から４のいずれかに記載の放水設備。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の放水設備を備える、発電所。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放水設備およびこれを備えた発電所に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場、ポンプ場または発電所などにおいては、洗浄水や冷却水などの液体が放出される。洗浄水や冷却水などは放水設備によって放出される。これらの放出は、汚水処理場に繋がる排水管に放出される他に、たとえば、海、湖または川などの水が常時存在する放水地に放出される場合がある。
【０００３】
たとえば、火力発電所においては、水を沸騰させて蒸気でタービンを回転させた後に、覆水器によって蒸気が冷却され、水に戻される。蒸気を水に戻すときに、蒸気を冷却するために海水などの多量の冷却水が用いられる。多量の冷却水は、放水設備によって海などの放水地に放出される。
【０００４】
特開平９−３２４６０７号公報においては、排水口が水中に配置された水中放出口が開示されている。この水中放出口においては、護岸岸壁の前面に複数の放水口を、互いに隣接する放水口間に開き角度が与えられるように配設している。各放水口からの噴流を放射状に水中に拡散させることにより、温排水全体の流動幅を拡げて、流動面積を大きくして流速を低減させるとともに、各噴流間の間隙に多量の周囲水の取込を行なわせて温排水の効果的な水温低下を可能にしたと開示されている。
【０００５】
また、特開平１１−６１３７号公報においては、螺旋流として放出可能なサイクロン型放水口が開示されている。このサイクロン型放水口においては、円筒状の放水ノズルと円筒状のヘッドタンクとの間に、ヘッドタンクから放水ノズルに向けて絞り込む円錐形のレジューサが配置されている。ヘッドタンク排水管は偏心させて取付けられている。このサイクロン型放水口によれば、従来の単一ノズルタイプやマルチノズルタイプのものより拡散希釈効果に優れ、広範囲の洗掘防止対策が不要になると開示されている。
【０００６】
また、福原の論文「揚水発電取・放水口の水理設計」（福原華一，電力土木，Ｎｏ．１６１，ｐｐ．４８−５７，１９７９）には、揚水発電所において、開放端の部分に徐々に幅が広くなる漸角部が形成された放水口構造物が開示されている。
【０００７】
図２１に、従来の技術に基づく放水設備の概略平面図を示す。この放水設備は、海に隣接する岸壁３９に形成されている。放水設備は、放水路１を備える。放水路１は、主流路２および漸拡流路３を備える。漸拡流路３は、海水３１の流れに沿って徐々に幅が広くなるように形成されている。
【０００８】
被放出液体としての海水３１は、矢印５１に示すように主流路２を通った後に、矢印５３ａ〜５３ｃに示すように、側壁３ａと隔壁２１，２２との間、および隔壁２１と隔壁２２との間から、液体の放出地である海などに向かって放出される。
【０００９】
漸拡流路３の領域には、隔壁２１，２２が配置されている。隔壁２１，２２は、上流側のそれぞれの端部２１ａ，２２ａを有する。隔壁２１は、端部２１ａの部分の幅が狭く、下流に向かうにつれて幅が広がるように形成されている。また、隔壁２２は、端部２２ａの部分の幅が狭く、下流に向かうにつれて幅が広がるように形成されている。
【００１０】
上記の福原の論文においては、隔壁の挿入は、流速分布が安定して、取・放水口軸に対し対称の位置でなければならないので、漸拡流路始端近傍まで隔壁を挿入することが望ましいと開示されている。すなわち、図２１においては、主流路２と漸拡流路３との境界を示す境界線６０の位置まで、隔壁２１，２２の端部２１ａ，２２ａが挿入されることが好ましいと開示されている。
【００１１】
また、上記の福原の論文においては、中央の流速が速いので、流量を等分にする隔壁の間隔は、両側の間隔に比べて中央の間隔はやや狭くなると開示されている。たとえば、３分割の場合には、両側の間隔０．３５Ｂに対して、中央の間隔は、０．３Ｂであると開示されている。すなわち、図２１においては、主流路２の幅を長さＷとしたときに、主流路２の側壁２ａから隔壁２１，２２のそれぞれの端部２１ａ，２２ａまでの長さＷ７，Ｗ９は、０．３５Ｗ、端部２１ａおよび端部２２ａ同士の間の長さＷ８は、０．３Ｗであることが開示されている。
【特許文献１】特開平９−３２４６０７号公報
【特許文献２】特開平１１−６１３７号公報
【非特許文献１】福原華一、「揚水発電所取・放水口の水理設計」、電力土木、１９７９年、Ｎｏ．１６１、ｐｐ．４８−５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
工場や発電所などから放出される被放出液体が多い場合や、流速が速い場合においては、放流地の底泥（泥質土）などの巻き上げが生じて、自然環境を悪化させるという問題がある。または、放流地が海や湖などの場合には、表面の流速が速いと放流口の近くを航行する船舶への悪影響が生じる。
【００１３】
このため、工場や発電所などの放水口においては、被放出液体の流速を小さくすることが好ましい。特に、発電所などにおいては、多量の冷却水を使用するため、放流するときの流速を小さくすることが重量な課題になる。
【００１４】
上記の福原の論文においては、放水口に設置される隔壁の端部を、放水路の漸拡流路の始端の近傍まで挿入することが好ましいと開示されている。しかしながら、漸拡部の始端の近傍まで隔壁を挿入すると、主流路を通った水は隔壁の始端にて流れが阻害され、放水路に流すために貯水する放水槽の水位が高くなって、漸拡流路における流速が大きくなるという問題がある。
【００１５】
主流路の流路断面積を大きくするために、主流路の幅を大きくしたり主水路を深くしたりすればこの問題を回避できる。しかし、立地条件に制約がある場合には、放水路の幅を拡張することが困難であったり、または、主流路を大きくするための建設費がかかってしまったりするという問題がある。
【００１６】
図２１を参照して、従来の技術においては、漸拡流路３の始端部における流路断面積を大きくするために、それぞれの隔壁２１，２２の端部２１ａ，２２ａを細くしていた。しかし、端部２１ａ，２２ａにおいて必要鉄筋量の確保が困難であったり、型枠にコンクリートを隙間無く流し込むことが困難であったりするなど、建設が難しいという問題があった。
【００１７】
本発明は、放水路の出口における流速を遅くして放水地に対する影響を小さくできる放水設備およびこれを備えた発電所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】
【００１８】
本発明に基づく放水設備は、被放出液体を流す主流路と、上記主流路に連通して、徐々に広がるように形成された漸拡流路を備える。上記漸拡流路に配置された複数の隔壁を備える。上記漸拡流路は、放出地に向けて上記被放出液体を放出するように形成されている。上記複数の隔壁のうち少なくとも２個の上記隔壁は、それぞれの上流側の端部が上記主流路と上記漸拡流路との境界よりも下流側に配置されている。上記少なくとも２個の上記隔壁は、それぞれの上記上流側の端部と上記境界との距離が互いにほぼ同じになるように配置されている。上記少なくとも２個の上記隔壁は、上記上流側の端部において、上記隔壁と上記漸拡流路の壁面とによって定められる流路断面積が、上記境界における流路断面積以上になるように配置されている。この構成により、放水地に対する影響を小さくすることができる。
【００１９】
上記発明において好ましくは、２個の上記隔壁を備える。上記２個の上記隔壁は、上記上流側の端部において、一の上記隔壁と上記漸拡流路の側壁との距離と、他の上記隔壁と上記漸拡流路の側壁との距離とが略等しくなるように形成されている。上記２個の上記隔壁は、上記上流側の端部同士の間隔が流路全体における長さの略１５％以上略３０％以下になるように形成されている。より好ましくは、上記２個の上記隔壁は、上記上流側の端部同士の間隔が流路全体における長さの略１５％になるように形成されている。この構成により、放水地に対する影響をより小さくすることができる。
【００２０】
上記発明において好ましくは、２個の上記隔壁を備える。上記２個の上記隔壁は、下流側の端部において、一の上記隔壁と上記漸拡流路の側壁との距離、上記隔壁同士の距離、および他の上記隔壁と上記漸拡流路の側壁との距離が、互いにほぼ同じになるように形成されている。この構成により、隔壁によるそれぞれの流路の下流側の端部における流路断面積をほぼ同じにすることができ、それぞれの向きに放出される被放出液体の流量をほぼ同じにすることができる。
【００２１】
上記発明において好ましくは、上記隔壁は、平面視したときの幅が、上記上流側の端部から下流側の端部に亘って、ほぼ同じになるように形成されている。上記放水設備においては、隔壁の上流側の端部における流路断面積が確保されるため、上記隔壁の上流側の端部の幅を細くする必要がなく、容易に上記隔壁を形成することができる。また、上記隔壁の上流側の端部の強度を強くすることができる。
【００２２】
本発明に基づく発電所は、上述の放水設備を備える。発電所においては、多量の冷却水を放出したり、ダムによって貯留していた水を放水したりする。このような場合には、多量の被放出液体が放水設備から放水される。したがって、上述の放水設備を配置することにより顕著な効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、放水路の出口における流速を遅くして放水地に対する影響が小さくなる放水設備およびこれを備えた発電所を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施の形態１）
図１から図１７を参照して、本発明に基づく実施の形態１における放水設備および発電所について説明する。
【００２５】
図１は、本実施の形態における放水設備の概略平面図である。本実施の形態における放水設備は、発電所に配置されている。本実施の形態における発電所は、海沿いに設置されている。本実施の形態における放水設備は、岸壁３９に形成されている。
【００２６】
本実施の形態における被放出液体は海水３１である。本実施の形態においては、機器の冷却を行なった被放出液体としての海水３１が放水設備から放出されている。海水３１は、図示しない取水口から取り入れられ、発電所の建屋の内部で機器の冷却を行なった後に放水設備から放出されている。海水３１は、海３３に向かって放出されている。被放出液体は、海水に限られず液体であればよい。たとえば、被放出液体は淡水であってもよい。
【００２７】
本実施の形態における被放出液体の放出地は海３３である。放出地としては、この形態に限られず、液体が存在する場所であればよい。たとえば、放出地は、川、湖または池であってもよい。
【００２８】
本実施の形態における放水設備は、放水路１を備える。放水路１は、主流路２と漸拡流路３とを備える。主流路２は、発電所の建屋に連通している。本実施の形態における放水路１は、管状に形成されている。主流路２は、流れ方向に垂直な断面形状がほぼ四角形になるように形成されている。主流路２は、側壁２ａを有する。主流路２は、幅がほぼ一定に延びるように形成されている。
【００２９】
漸拡流路３は、主流路２に連通している。漸拡流路３は、側壁３ａを有する。漸拡流路３は、幅が海水３１の流れる向きに沿って、徐々に広くなるように形成されている。漸拡流路３は、海３３に向かって幅が広くなるように形成されている。
【００３０】
本実施の形態における放水設備は、隔壁１１，１２を備える。隔壁１１，１２は、漸拡流路３の領域に配置されている。本実施の形態においては、２個の隔壁１１，１２が形成されている。隔壁１１，１２は、平面視したときに、海水３１の流れる方向に延びるように形成されている。
【００３１】
隔壁１１，１２は、漸拡流路において、複数の流路を形成するように配置されている。本実施の形態における隔壁１１，１２は、矢印５２ａ〜５２ｃに示すように、３つの流路を形成するように配置されている。それぞれの流路は、流れ方向に垂直な断面形状がほぼ四角形になるように形成されている。海水３１は、矢印５１に示す向きに進む。海水３１は、矢印５２ａ〜５２ｃに示すように海３３に向けて放出される。
【００３２】
図２に、本実施の形態における放水設備の概略断面図を示す。図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に関する矢視断面図である。
【００３３】
主流路２は、底面２ｂを有する。漸拡流路３は、底面３ｂを有する。底面２ｂ，３ｂは、同一平面状に形成されている。底面２ｂ，３ｂは、コンクリートで形成されている。隔壁１１，１２は、漸拡流路３の底面３ｂから立設するように形成されている。
【００３４】
本実施の形態における放水設備は、天材４を備える。天材４は、平板状に形成されている。天材４は、放水路１の上面を覆うように配置されている。本実施の形態における隔壁１１，１２は、天材４まで到達するように形成されている。隔壁１１，１２は、天材４に固定されている。本実施の形態における放水路は、海水３１が天材４まで到達してもよいように形成されている。すなわち、放水路が満水になってもよいように形成されている。放水路１が満水にならない場合には、隔壁１１，１２は、天材４まで到達していなくても構わない。
【００３５】
海３３の海底３４には、底泥３２が存在する。本実施の形態においては、漸拡流路３の底面３ｂと、海底３４とがほぼ同じ深さであるが、この形態に限られず、海底３４が漸拡流路３の底面３ｂよりも深い位置に配置されていても構わない。
【００３６】
図３に、本実施の形態における放水設備の第２の概略平面図を示す。本実施の形態においては、主流路２の中心線６３に対して略対称になるように漸拡流路３および隔壁１１，１２が形成されている。
【００３７】
本実施の形態における主流路２は、長さＷの幅を有する。漸拡流路３の側壁３ａは、主流路２の伸びる方向に対して徐々に開く角度である漸拡角度θが略１５°になるように形成されている。すなわち漸拡流路３は、側壁３ａの延びる方向同士のなす角度が略３０°になるように形成されている。
【００３８】
また、側壁３ａの延びる方向と隔壁１１の延びる方向とのなす角度は略１０°になるように形成されている。隔壁１１，１２の延びる方向同士のなす角度は略１０°になるように形成されている。このように、本実施の形態においては、隔壁によって３個の流路が形成され、それぞれの流路の漸拡角度が略１０°になるように形成されている。漸拡角度は略１０°に限られず、任意の角度を採用することができる。
【００３９】
本実施の形態における隔壁１１，１２は、それぞれの上流側の端部１１ａ，１２ａを有する。端部１１ａと端部１２ａとは、主流路２の延びる方向に垂直な方向に並ぶように配置されている。２個の隔壁１１，１２は、それぞれの上流側の端部１１ａ，１２ａと、主流路２と漸拡流路３との境界線６０との距離ｄが、ほぼ同じになるように配置されている。
【００４０】
本実施の形態における隔壁１１，１２は、上流側の端部１１ａ，１２ａと漸拡流路３の側壁３ａとによって定められる流路断面積が、境界線６０における流路断面積とほぼ同じなるように配置されている。主流路２および漸拡流路３は、断面形状がほぼ長方形になるように形成されている。主流路２の底面２ｂと漸拡流路３の底面３ｃとは、ほぼ同じ深さで連通している（図２参照）。このため、主流路２における流路断面積、および漸拡流路３における流路断面積は、平面視したときのそれぞれの幅に比例する。
【００４１】
本実施の形態においては、主流路２の幅である長さＷと、隔壁１１，１２の上流側の端部１１ａ，１２ａの部分の流路の幅である長さＷ１〜Ｗ３の総和とが、ほぼ同じになるように形成されている。
【００４２】
本実施の形態においては、端部１１ａと漸拡流路３の側壁３ａとの長さＷ１、端部１１ａと端部１２ａとの長さＷ２、および側壁３ａと端部１２ａとの長さＷ３との関係は、以下の式をほぼ満たすように形成されている。
【００４３】
【数１】
2008008008.tif 000003
【００４４】
本実施の形態においては、それぞれの隔壁１１，１２の端部１１ａ，１２ａにおける流路の幅を示す長さＷ１〜Ｗ３は、それぞれの隔壁１１，１２の厚さを除外して定めている。
【００４５】
図４に、本実施の形態における一の隔壁の上流側の端部の拡大概略平面図を示す。図３および図４を参照して、本実施の形態における隔壁１１，１２は、上流側の端部１１ａ，１２ａおよび下流側の端部１１ｂ，１２ｂの平面形状が半円状に形成されている。
【００４６】
海水３１は、矢印５１に示す向きに侵入する。平行線６１は、主流路２と漸拡流路３との境界線６０に対して平行な線である。平行線６１は、端部１１ａの平面形状の半円の中心点６２を通る線である。
【００４７】
長さＷ１は、平行線６１と隔壁１１の側壁との交差点を第１交差点としたときに、第１交差点と漸拡流路３の側壁３ａとの距離である。また、長さＷ２は、平行線６１と隔壁１２の側壁との交差点を第２交差点としたときに、第１交差点と第２交差点との距離である。長さＷ３については、長さＷ１と同様の方法により算出している。このように、それぞれの隔壁の厚さを差し引いて、隔壁により定められる流路断面積を求めることにより、より正確な評価を行なうことができる。
【００４８】
本実施の形態における放水路は、それぞれの隔壁１１，１２の上流側の端部１１ａ，１２ａにおける漸拡流路３の流路断面積が、境界線６０における流路断面積とほぼ同じなるように形成されている。この構成により、放水路の流路断面積が、境界線の近傍において小さくなることを回避することができ、放水の流速を遅くすることができる。この結果、放水地に対する影響を小さくすることができる。
【００４９】
また、隔壁１１，１２の上流側の端部１１ａ，１２ａにおける流路断面積を広くすることができるために、端部１１ａ，１２ａを細くする必要がなく、隔壁１１，１２の幅を上流側の端部１１ａ，１２ａから下流側の端部１１ｂ，１２ｂにわたって、ほぼ同じに形成できる。この結果、隔壁１１，１２の端部１１ａ，１２ａにおける必要鉄筋量を容易に確保することができ、また、容易にコンクリートの打設を行なうことができる。このように、隔壁の建設が容易になる。さらに、上流側の端部１１ａ，１２ａの強度を強くすることができる。
【００５０】
本実施の形態においては、隔壁１１，１２の下流側の端部１１ｂ，１２ｂにおいて、漸拡流路３の側壁３ａと端部１１ｂとの間の長さＷ４と、端部１１ｂ，１２ｂ同士の間の長さＷ５と、端部１２ｂと側壁３ａとの間の長さＷ６とは、それぞれほぼ同じになるように形成されている。すなわち、漸拡流路３の壁面と隔壁１１，１２とで定められるそれぞれの流路終端部の流路断面積がほぼ同じなるように形成されている。この構成により、それぞれの流路における流量をほぼ同じにすることができる。この結果、被放出流体をそれぞれの方向に、ほぼ均一に放出することができ、局所的に流速が速くなることを抑制することができる。
【００５１】
本実施の形態においては、それぞれの隔壁の上流側の端部における流路断面積が、主流と漸拡流路との境界における流路断面積とほぼ同じなるように形成されているが、この形態に限られず、隔壁の上流側の端部において、流路断面積が上記境界における流路断面積以上になるように隔壁が配置されていればよい。
【００５２】
本実施の形態における放水路は、管状に形成されている。本実施の形態においては、主流路が満水にならない量の被放出液体が放出されている。一方で、放水路が管状に形成され、主流路が満水になる放水設備の場合、隔壁の端部が漸拡流路の始端まで挿入されていると、漸拡流路の始端近傍での流れが阻害され、放水路の出口における流速が速くなる。しかし、本実施の形態のように隔壁の始端を下流側に下げることにより、流れの阻害を抑制して流速を遅くすることができる。
【００５３】
本実施の形態における発電所は、上述の放水設備を備える。たとえば火力発電所や原子力発電所においては、多量の冷却水を使用する。このため、多量の冷却水が放水設備で排出される。また、水力発電所においては、ダムにより貯留した水を多量に川などに放出する。または、揚水発電所においては、貯留した水を一時的に多量に放出する場合がある。このように、発電所においては、多量の被放出液体を放出するために本発明の効果が顕著になる。
【００５４】
次に、図５から図１７を参照して、本実施の形態における放水設備の効果確認試験について説明する。効果確認試験においては、模型を製造して試験を行なっている。以下の効果確認試験については、主流路および漸拡流路の形状は、本実施の形態における放水路と同様である。本試験においては、比較例として、隔壁がなしの場合および隔壁が１個の場合についても試験を行なった。
【００５５】
図５に、本実施の形態における比較例としての放水設備の概略平面図を示す。図５に示す比較例としての放水設備においては、漸拡流路３に隔壁１３が１個配置されている。
【００５６】
隔壁１３の上流側の端部１３ａは、端部１３ａにおける流路断面積が、境界線６０における流路断面積よりも大きくなる位置に配置されている。すなわち、隔壁１３は、それぞれの流路の幅である長さＷ７の総和が、主流路の幅である長さＷよりも大きくなるように配置されている。
【００５７】
また、隔壁１３は、下流側の端部１３ｂにおけるそれぞれの流路の流路断面積がほぼ同じになるように形成されている。すなわち、隔壁１３の端部１３ｂの両側の流路において、それぞれの流路の幅が長さＷ８になるように形成されている。
【００５８】
図６に、試験に用いた模型の概略平面図を示す。この模型の構成は、実際に設置される場所の形状等に対応させて製造している。模型は、約１／２０の大きさに製造している。岸壁３９に、放水路１が形成されている。岸壁３９は、湾状に形成されている。被放出液体は、海３３に向かって放出される。
【００５９】
試験においては、模型の放水路１から実際に水を放出して、想定される海３３の複数点において水の流速を測定した。本試験においては、海水の代わりに淡水を用いて試験を行なっている。模型の放水路１は、天井面を有するように管状に形成されている。測定点７１は、流速を測定した位置である。測定点７１は、格子状に配置されている。
【００６０】
海３３の潮位については、隔壁を有さない放水路について、潮位を変更しながら複数回の試験を行って、最も流速の大きくなる潮位を選定している。本試験においては、放水路が満水にならない潮位が選定されている。
【００６１】
図７に、本実施の形態における模型の測定点を説明する概略断面図を示す。本実施の形態においては、電磁流速計によって流速を測定した。水面における流速である表層流速は表面近傍の流速を測定した。また、海３３の深さｈに対して、海面に相当する水面から深さ０．２ｈ、深さ０．６ｈおよび深さ０．８ｈにおいて流速をそれぞれ測定した。
【００６２】
次に、下記の式（２）を用いて、それぞれの測定点７１での速度を基に水深平均流速Ｕaveを算出した。
【００６３】
【数２】
2008008008.tif 000004
【００６４】
次に、底泥の巻き上げ量を算出する。底泥の巻き上げ量を支配する底面せん断応力は摩擦速度により算出できる。摩擦速度は、摩擦係数を用いる方法によって求めた。摩擦速度Ｕ*は、摩擦損失係数ｆを用いて式（３）に表すことができる。
【００６５】
【数３】
2008008008.tif 000005
【００６６】
摩擦損失係数ｆは、レイノルズ数や相対水深の関数である。ここでは、摩擦損失係数ｆをマニングの粗度係数ｎから算出する。摩擦損失係数ｆとマニングの粗度係数ｎとの関係は、下記の式（４）の通りである。
【００６７】
【数４】
2008008008.tif 000006
【００６８】
式（４）の関係を用いて、式（５）に示すように摩擦速度Ｕ*を求める。
【００６９】
【数５】
2008008008.tif 000007
【００７０】
式（５）における係数Ｃは水深平均流速Ｕaveから摩擦速度Ｕ*を算出するときの補正係数である。本試験においては、電磁流速計により鉛直方向の流速分布を計測して水深平均流速を算出している。ここで、超音波式ドップラー流速計により底面近傍の流速を測定した摩擦速度と、水深平均流速から求めた摩擦速度との比較を行なった結果、水深平均流速から求めた摩擦速度は、底層流速から求めた摩擦速度に比べて大きな値になっていた。このために、水深平均流速から摩擦速度を求める式に補正係数Ｃを乗じることにより補正を行なっている。なお、試験においては、電磁流速計の計測値と超音波ドップラー流速計の計測値とに顕著な差異はなく、測定機器によらず流速計測が適切に行なわれていることも確認した。
【００７１】
次に、得られた摩擦速度Ｕ*を基に、せん断応力τを算出する。
【００７２】
【数６】
2008008008.tif 000008
【００７３】
次に、現地の底泥の限界せん断応力τceを、以下の式により求める。
【００７４】
【数７】
2008008008.tif 000009
【００７５】
式（７）における係数δ1は、巻き上げに関する実験により求めた。また、空隙率εは現地底泥の含水比の試験結果より求めた。
【００７６】
次に、得られたせん断応力τを基に、巻き上げ量Ｃbを算出する。
【００７７】
【数８】
2008008008.tif 000010
【００７８】
定数δ2および定数ｍは、底泥の種類に依存する定数であり、ここでは、これらの定数の範囲内で、最も巻き上げが生じやすい定数を選定している。
【００７９】
本実施の形態における試験においては、図３における隔壁が２個のケース（漸拡流路が３流路のケース）と、比較例としての図５に示す隔壁が１個のケース（漸拡流路が２流路のケース）、および比較例としての隔壁がないケース（漸拡流路が１流路のケース）について試験を行なった。
【００８０】
隔壁が２個のケースにおいては、それぞれの隔壁の漸拡角度は一定の状態で、上流側の端部における間隔（流路の幅）を変化させて複数回の試験を行なった。それぞれの試験のケースを下記の表１に示す。
【００８１】
【表１】
2008008008.tif 000011
【００８２】
ケース１は、隔壁がないケースである。ケース２は、隔壁が１個のケースである。ケース３〜６は、隔壁が２個のケースである。ケース３〜６は、隔壁のそれぞれの上流側の端部の流路の幅を変化させたケースである。ケース３が、隔壁の上流側の端部において、端部同士の間隔が最も狭いケースであり、ケース６が、端部同士の間隔が最も広いケースである。
【００８３】
これらの試験結果をまとめた表を下記の表２に示す。表２においては、それぞれの値に関して、隔壁なしの場合を１としたときの相対値を示している。
【００８４】
【表２】
2008008008.tif 000012
【００８５】
図８から図１２に、ケース２〜６において実験を行なって、得られた表層流速を図にした模式図を示す。図８から図１２は、平面的に見たときの模式図である。図８は、隔壁が１個のときのケース２の結果を示す。図９から図１２は、隔壁が２個のときのそれぞれのケース３〜６を示す。それぞれの流速は、実際の現地での流速に変換した値を示している。
【００８６】
表１，２および図８から図１２を参照すると、隔壁が０個のケース１に比べて、隔壁が２個のケース３〜５は、表層流速の最大値、表層流速が１．０ｍ／ｓ以上の範囲、および、平均水深流速の最大値のそれぞれが小さいことが分かる。隔壁の上流側の端部同士の間隔が最も広いケース６においては、表層流速の最大値のみがケース１に比べて速くなっているが、その他の表層流速が１．０ｍ／ｓ以上の範囲、および、平均水深流速の最大値のそれぞれが小さくなっていることが分かる。さらに、隔壁２個のケース３〜５は、隔壁が１個のケース２に比べて、速度が遅く優れているか、または速度が同程度であることが分かる。
【００８７】
図１３から図１７に、ケース２〜６において、得られた底泥の総巻き上げ量の模式図を示す。図１３は、隔壁１個のケース２を示す。図１４から図１７は、隔壁が２個のケース３〜６を示す。それぞれの模式図においては、単位時間、単位面積当たりの巻き上げ量を現地に換算した値で示している。
【００８８】
表１，２および図１３から図１７を参照すると、隔壁が２個のケース３〜６の総巻き上げ量は、隔壁が０個のケース１および隔壁が１個のケース３の総巻き上げ量よりも少なくなっていることがわかる。特に、ケース３においては、総巻き上げ量が１ｋｇ／ｍ2／ｍｉｎ以上の領域は存在せずに、海底の巻き上げが非常に少ないことが分かる。
【００８９】
また、隔壁が２個のケース３〜５を比較したときに、ケース３からケース５に移行するにつれて、総巻き上げ量が多くなることがわかる。すなわち、ケース３からケース５の範囲内においては、隔壁の上流側の端部同士の距離を小さくすることによって、総巻き上げ量を少なくすることができることが分かる。
【００９０】
このように、隔壁が２個のケース３〜５は、表層流速の最大値、表層流速が１．０ｍ／ｓ以上の範囲の大きさ、平均水深流速の最大値、総巻き上げ量のいずれにおいても、隔壁なしのケース１および隔壁が１個のケース２よりも優れていることが分かる。すなわち、隔壁の上流側の端部同士の間隔を流路全体における長さの略１５％以上略３０％以下にすることにより、流速を遅くすることができ、さらに、巻き上げを少なくする効果が顕著になる。特に、ケース３に示すように、隔壁の上流側の端部同士の距離を流路全体における長さの略１５％にすることによって、流速および底泥の巻き上げを大きく低減させることができる。
【００９１】
本実施の形態においては、天井面を有する管状の放水路を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、天井面を有しない上面が開放した開放路にも本発明を適用することができる。
【００９２】
本実施の形態においては、発電所の放水設備を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、本発明における放水設備は、放水を行なう任意の施設に適用することができる。たとえば、本発明における放水設備は、ポンプ場や任意の工場などに適用することができる。
【００９３】
（実施の形態２）
図１８から図２０を参照して、本発明に基づく実施の形態２における放水設備について説明する。本実施の形態においては、実施の形態１における放水設備の変形例について説明する。
【００９４】
図１８に、本実施の形態における第１の放水設備の概略平面図を示す。第１の放水設備においては、隔壁１１，１２に加えて、漸拡流路３に隔壁１３が配置されている。隔壁１３は、隔壁１１および１２に挟まれる領域に配置されている。隔壁１３の上流側の端部１３ａは、隔壁１１，１２の上流側の端部１１ａ，１２ａよりも下流側に配置されている。このように、隔壁１１，１２の間に、さらなる隔壁１３が配置されていても構わない。
【００９５】
図１９に、本実施の形態における第２の放水設備の概略平面図を示す。第２の放水設備においては、漸拡流路３に３個の隔壁１４〜１６が配置されている。隔壁１４〜１６は、それぞれの上流側の端部１４ａ，１５ａ，１６ａが、主流路２と漸拡流路３との境界線６０からの距離がほぼ同じになるように配置されている。端部１４ａ，１５ａ，１６ａにおける漸拡流路３の流路断面積は、境界線６０における流路断面積以上になるように形成されている。このように、隔壁が３個以上形成されている場合にも本発明を適用することができる。
【００９６】
図２０に、本実施の形態における第３の放水設備の概略平面図を示す。第３の放水設備においては、漸拡流路３の領域に、隔壁１４，１５が配置されている。さらに、隔壁１４，１５同士の間に、隔壁１７が配置されている。隔壁１７の上流側の端部１７ａは、隔壁１４，１５の上流側の端部１４ａ，１５ａよりも上流側に配置されている。
【００９７】
隔壁１４の上流側の端部１４ａおよび隔壁１５の上流側の端部１５ａにおける流路断面積は、主流路２と漸拡流路３との境界線６０における流路断面積以上になるように形成されている。このように、複数の隔壁のうち、一の隔壁の端部が他の隔壁の端部よりも上流側に配置されていても構わない。
【００９８】
本実施の形態における放水設備においても、放水路の出口における流速を遅くして放水地に対する影響を小さくすることができる。
【００９９】
その他の構成、作用および効果については、実施の形態１と同様であるのでここでは説明を繰返さない。
【０１００】
上記の実施の形態に係るそれぞれの図面において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。
【０１０１】
なお、今回開示した上記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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】実施の形態１における放水設備の第１の概略平面図である。
【図２】実施の形態１における放水設備の概略断面図である。
【図３】実施の形態１における放水設備の第２の概略平面図である。
【図４】実施の形態１における一の隔壁の上流側の端部の拡大概略平面図である。
【図５】実施の形態１における比較例の放水設備の概略平面図である。
【図６】実施の形態１における効果確認試験の模型の概略平面図である。
【図７】実施の形態１における効果確認試験の模型の測定点を説明する概略断面図である。
【図８】実施の形態１におけるケース２の表層流速の試験結果を説明する概略平面図である。
【図９】実施の形態１におけるケース３の表層流速の試験結果を説明する概略平面図である。
【図１０】実施の形態１におけるケース４の表層流速の試験結果を説明する概略平面図である。
【図１１】実施の形態１におけるケース５の表層流速の試験結果を説明する概略平面図である。
【図１２】実施の形態１におけるケース６の表層流速の試験結果を説明する概略平面図である。
【図１３】実施の形態１におけるケース２の巻き上げ量の試験結果を説明する概略平面図である。
【図１４】実施の形態１におけるケース３の巻き上げ量の試験結果を説明する概略平面図である。
【図１５】実施の形態１におけるケース４の巻き上げ量の試験結果を説明する概略平面図である。
【図１６】実施の形態１におけるケース５の巻き上げ量の試験結果を説明する概略平面図である。
【図１７】実施の形態１におけるケース６の巻き上げ量の試験結果を説明する概略平面図である。
【図１８】実施の形態２における第１の放水設備の概略平面図である。
【図１９】実施の形態２における第２の放水設備の概略平面図である。
【図２０】実施の形態２における第３の放水設備の概略平面図である。
【図２１】従来の技術における放水設備の概略平面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  放水路、２  主流路、２ａ  側壁、２ｂ  底面、３  漸拡流路、３ａ  側壁、３ｂ  側壁、３ｃ  底面、４  天材、１１〜１７  隔壁、１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７a  端部、２１，２２  隔壁、２１ａ，２２ａ  端部、３１  海水、３２  底泥、３３  海、３４  海底、３９  岸壁、５１，５２ａ〜５２ｃ，５３ａ〜５３ｃ  矢印、６０  境界線、６１  平行線、６２  中心点、６３  中心線、７１  測定点、Ｗ，Ｗ１〜Ｗ９  距離、θ  漸拡角度。
【図１】
2008008008.tif 000013
【図２】
2008008008.tif 000014
【図３】
2008008008.tif 000015
【図４】
2008008008.tif 000016
【図５】
2008008008.tif 000017
【図６】
2008008008.tif 000018
【図７】
2008008008.tif 000019
【図８】
2008008008.tif 000020
【図９】
2008008008.tif 000021
【図１０】
2008008008.tif 000022
【図１１】
2008008008.tif 000023
【図１２】
2008008008.tif 000024
【図１３】
2008008008.tif 000025
【図１４】
2008008008.tif 000026
【図１５】
2008008008.tif 000027
【図１６】
2008008008.tif 000028
【図１７】
2008008008.tif 000029
【図１８】
2008008008.tif 000030
【図１９】
2008008008.tif 000031
【図２０】
2008008008.tif 000032
【図２１】
2008008008.tif 000033