(57)【要約】【課題】防波堤が設置された港湾内に外側の海水が確実に流入し、港湾内の水質劣化を所期どおり防止できるように構成した防波堤を提供する。【解決手段】防波堤１Ａの外側に形成された貯水手段６ａ、６ｂの貯水を、防波堤１Ａの内側に流入させる流路７ａ、７ｂを備えた環境浄化防波堤である。貯水手段６ａ、６ｂの外側壁４ａ、４ｂには、幅方向に傾斜角αの高低差をつけるとともに、長手方向には傾斜角βの高低差をつけてあり、潮位の高低差に関わらず、防波堤１Ａの外側の海水が、外側壁４ａ、４ｂの低い個所を越えて貯水手段６ａ、６ｂへと流れ込むことができ、港湾内の水質劣化を防ぐ。貯水手段６ａ、６ｂは、仕切板５によって複数の小室に区分けされている。また、貯水手段６ａ、６ｂの底部は各小室が流路７ａ、７ｂによって防波堤内側の港湾内と連通されている。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
防波堤と、該防波堤の外側に形成された貯水手段と、該貯水手段の貯水を前記防波堤の内側に流入させる流路を備えた環境浄化防波堤において、前記防波堤の長手方向に高低差をつけた前記貯水手段の外側壁と、該外側壁に沿って貯水手段を複数の小室に区分けする仕切板とを有し、前記流路は、前記各小室毎に複数個設けられていることを特徴とする環境浄化防波堤。
【請求項２】
前記貯水手段を前記防波堤の幅方向に複数列設けるとともに、前記外側壁を前記防波堤の幅方向に外側が低くなるよう高低差をつけて構成したことを特徴とする請求項１に記載の環境浄化防波堤。
【請求項３】
前記流路を前記貯水手段の底部に設けるとともに同流路内に、送気管が接続された気泡発生装置及び海水流出促進装置を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の環境浄化防波堤。
【請求項４】
前記防波堤の外側の水面に設置された波力ポンプと前記流路とを送水管で接続するとともに、同送水管の途中に送気管を接続してなる海水交換補助機構を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の環境浄化防波堤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防波堤に関し、特に、その防波堤が設置される海洋環境に配慮を加えた環境浄化防波堤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の防波堤は、港湾内への波の進入を防ぐことに重点を置いた形式のものが多く、そのため、図９に示すように、防波堤４０を、入り込んだ港湾の入口に設置した場合、港湾外への湾内の海水の流出が抑えられ、港湾内の海水が停滞して水質の悪化が生じ易いものであった。
【０００３】
従来の防波堤は、図１０に示すように、コンクリートケーソン４１の内部に捨て石等の充填物４２を充填し、海底に設けたマウント４３上に設置する設置型防波堤４０Ａが一般的であるが、この形式は防波堤を通しての海水の交換作用がないため、港湾内の海水の悪化が起こり易い。
【０００４】
この欠点を補うため、図１１に示すように、鋼殻４６の外周にコンクリート壁４５を貼設して構成した浮体を、係留索４７を介して係留するようにした浮防波堤４０Ｂがある。この形式は、防波堤を海底から離間させているので、潮流に基づいた湾内の海水の交換機能を備えてはいるが、充分とはいえず、海岸環境の悪化は避けられなかった。
【０００５】
そのため、防波堤が設置された港湾内の水質劣化を防ぐため、外海の海水を港湾内へ流入させるように構成した防波堤がいくつか提案されている。
そのような従来の防波堤のひとつとして、特開平９−８８０３７号に示されたものがある。この防波堤では、高潮位時に海水を遊水部に貯留し、潮位が低くなるに従ってその海水を港湾内へ流入させる構造となっている。しかしながら、この防波堤では、１日に略２回の潮の干満でしか遊水部に対する海水の流入と貯留を行えないため、非常に効率が悪い。
【０００６】
そこで、潮位に順応して高さが変化する浮体バルブを設け、波浪の高さを利用して海水を貯留するようにしたものが特開２０００−７３３２７号で提案されている。すなわち、この防波堤では、波浪がその浮体バルブを超えることにより遊水部に海水を受けて貯留し、その海水を港湾内へ流入させる構造となっていて、潮位によらず波浪により常時海水が遊水部に流れるようになり効率が上がるものとしている。
【０００７】
しかし、この構造では、その浮体バルブにフジツボ等の異物が付着し、次第に浮体バルブの重量が増加して、浮体バルブの作用位置が設定位置より変化したり、或いは、浮体バルブを上下させるためのガイドと浮体バルブの間にフジツボやゴミ等を噛み込み、浮体バルブが円滑に上下動できなくなったりする。
こうして、この防波堤では、浮体バルブが潮位に順応して高さが変化できなくなり、潮位が下がった場合に波浪が浮体バルブを超えることができず、遊水部に海水を受けて貯留することができなくなるという問題がある。
以上のように、従来の防波堤では、いずれも港湾内の水質劣化を所期どおり防ぐことができないものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の防波堤が前記した種々の問題点を有してした点に鑑み、防波堤が設置された港湾内に外側の海水が確実に流入し、港湾内の水質劣化を所期どおり防止できるように構成した防波堤を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、防波堤と、該防波堤の外側に形成された貯水手段と、該貯水手段の貯水を前記防波堤の内側に流入させる流路を備えた環境浄化防波堤において、前記防波堤の長手方向に高低差をつけた前記貯水手段の外側壁と、該外側壁に沿って貯水手段を複数の小室に区分けする仕切板とを有し、前記流路が、前記各小室毎に複数個設けられている構成の環境浄化防波堤を提供する。
【００１０】
本発明による環境浄化防波堤では、防波堤の外側に設置される貯水手段を形成する外側壁を長さ方向に高低差をつけたものとしてあるので、潮位の高低差に関わらず、防波堤の外側の海水は、長さ方向に高低差をつけられた外側壁を越えて貯水手段へと流れ込むことができる。
【００１１】
貯水手段に受け入れられた防波堤の外側の海水は、貯水手段の貯水を防波堤の内側へ流入させる流路を通って港湾内へ流れ込んで港湾内の水質劣化を防ぐことができる。
また、波浪により、防波堤の外側の海水は貯水手段内へ随時流入し、それが港湾内に流れ込む。
【００１２】
本発明による環境浄化防波堤においては、前記した構成と機能をもつ貯水手段を防波堤の幅方向に複数列設けるとともに、貯水手段を形成する外側壁を幅方向に外側が低くなるように高低差をつけて構成するのが好ましい。
このように構成することによって、防波堤の外側の海水は、潮位の低いときも、その外側の外側壁の低い個所を越えて貯水手段へ流入し、低潮位のときも港湾内へ外側の海水を流入させ、港湾内の水の水質劣化を防ぐことができる。
【００１３】
本発明による環境浄化防波堤において、貯水手段の底部に流路を設け、その流路内に送気管が接続された気泡発生装置及びポンプなどの海水流出促進装置を設けた構成にすると、貯水手段より流路を流れる海水は、海水循環促進装置によって効果的に港湾側へ流出され、その際、送気管内の空気が気泡発生装置によって海水中に気泡（酸素）となって混入され、港湾内の海水交換および水質改善が効果的に行われ、海洋環境の浄化、改善がより促進される。
【００１４】
また、本発明による環境浄化防波堤において、防波堤の外側の水面に設置された波力ポンプと前記流路とを送水管で接続するとともに、同送水管の途中に送気管を接続した海水交換補助機構を備えた構成にすると、防波堤の外側の水面が上下動する動きによって、波力ポンプが防波堤の外側の海水を送水管へ押し出し、それが、貯水手段の貯水を防波堤の内側へ流入させる流路へ流れ出して港湾内へ流入するが、そのとき、送気管を通して空気が送水管内の海水に吸引され、流路へ流入する際に気泡となって海水と混合して流出する。
【００１５】
こうして港湾内の海水交換および水質改善が効果的に行なわれ、海洋環境の浄化・改善が促進される。
【００１６】
以上説明のとおり、本発明による環境浄化防波堤では、防波堤の外側に形成された貯水手段の外側壁に、長さ方向に高低差を付けるとともに、その貯水手段を仕切板によって複数の小室に区分けして構成したため、波浪の高さが低いときも貯水手段における低位の小室に海水を確実に貯留させて流路によって港湾内に流入させることができる。
【００１７】
従って、本発明の環境浄化防波堤によると、従来の浮体バルブのような移動部分が不要となり、その浮体バルブへの付着物による重量増加やスティックによる問題がなく、波浪や潮位の変化により安定して遊水部に海水を受けて貯留することができるようになった。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による環境浄化防波堤を図示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。
【００１９】
（第１実施形態）
まず、図１〜図５によって第１実施形態による環境浄化防波堤について説明する。
図に示すように、本実施形態による環境浄化防波堤１Ａは、海底ｇに築造されたマウント９上に設置されている。環境浄化防波堤１Ａを構成する堤体２は、その上方に上部コンクリート３が敷設され、その内部には、幅方向に上方が開放された複数（図では２条）の貯水手段６ａ、６ｂを外側壁４ａ、４ｂ、４ｃによって溝状に形成してある。各貯水手段６ａ、６ｂの底部には、港湾側に通ずる海水の流路７ａ、７ｂが設けられ、さらに貯水手段６ａ、６ｂは、図２、図３に示すように、内部を仕切板５によって防波堤の長さ方向に所定間隔で仕切った構成となっている。
【００２０】
そして、貯水手段６ａ、６ｂを溝状に形成している外側壁４ａ、４ｂ、４ｃのうち、外海側の外側壁４ａ、４ｂを、堤体２の幅方向に港湾側が高くなるよう傾斜角αをつけて形成する。さらに、この外側壁４ａ、４ｂには、堤体２の長手方向に所定長さ（区画Ｂ）毎に傾斜角βをつけて構成している（図２、図３）。
以上の構成をもつ貯水手段６ａ、６ｂが、防波堤１Ａの長さ方向に所定間隔毎に多数形成されている。
【００２１】
以上のように構成された本実施形態による環境浄化防波堤では、次のように外海側の海水を貯水手段６ａ、６ｂ内に充満させて港湾側との間に水位差を生じさせ、その水位差を利用して海水を港湾内へ導入することによって、この防波堤が築かれた港湾内の海水交換作用が行われる。
【００２２】
図４は、堤体２の長手方向の海水交換作用を長手方向の１区画Ｂの貯水手段について示し、図５は堤体２の幅方向の海水交換作用を示すが、それぞれ、（ａ）は高潮位、（ｂ）は中潮位、（ｃ）は低潮位の場合を示している。
【００２３】
これらの図から判るように、（ａ）図に示す海面が高潮位のときは、海水は二段の外側壁４ａ、４ｂを矢印のように乗り越えて貯水手段６ａ、６ｂ内に充満した後、流路７ａ、７ｂより港湾側へ流出する。こうして、外海の新しい海水と港湾側の海水とが交換される。
【００２４】
（ｂ）に示す中潮位のときは、長さ方向にβの角度で傾斜して設けられた外側壁４ａ、４ｂの低い個所を乗り越えて貯水手段６ａ、６ｂ内に流入した外海の新しい海水が流路７ａ、７ｂを通して港湾内へ流入する。
また、（ｃ）に示す低潮位のときは、外海の海水は、外側壁４ａにおける長手方向の一番低い個所を乗り越えて貯水手段６ａ内に流入したのち、流路７ａを通って港湾内へ流入する。
この海水交換作用は、複数の貯水手段６ａ、６ｂが防波堤の長手方向に設けられて構成された堤体２の長手方向の任意の区画の貯水手段で同様に行われる。
【００２５】
このように、本実施形態の防波堤１Ａによると、堤体２の内部に二条の貯水手段６ａ、６ｂを長手方向に多数形成させるよう外側壁４ａ、４ｂを幅方向に二段に形成し、また、貯水手段６ａ、６ｂを仕切板５で所定長さに仕切り、さらに、外側壁４ａ、４ｂを堤体２の長手方向に所定長さ毎に傾斜βをつけて構成したので、波浪の大小、潮位の高低、あるいは堤体２の長手方向の潮位の変化に対し、いずれかの貯水手段が対応して海水を受入れて港湾内へ流入させ、常時、海水の交換作用を効率よく行うことができ、これにより港湾内の海洋環境が浄化、改善されるという効果がある。
【００２６】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による環境浄化防波堤を図６によって説明する。この第２実施形態は、前記した第１実施形態による環境浄化防波堤１Ａに以下説明する他の機能をもつ構成を付加した防波堤である。
【００２７】
図６に示すように、本実施形態の環境浄化防波堤１Ｂは、送気管１４を、上部コンクリート３及び外側壁４ｂ内を上下方向に貫通させて設置し、また、気泡発生装置１０およびポンプなどの海水循環促進装置１１を低位の流路７ａ内に設置（気泡発生装置１０を海水循環促進装置１１の下流側に設置）して、送気管１４内を通されたケーブル１３を介して、それぞれ、電源１２と接続したものである。その他の構成は、第１実施形態による環境浄化防波堤と同様である。
【００２８】
気泡発生装置１０および海水循環促進装置１１は、堤体２の長手方向に間隔をおいて適宜の個数配置する。
なお、気泡発生装置１０および海水循環促進装置１１の種類、形式は特に限定されない。
【００２９】
以上のように構成した第２実施形態による環境浄化防波堤では、傾斜壁４ａを越えて貯水手段６ａより流路７ａを流れる海水は、海水循環促進装置１１によって効果的に港湾側へ導入されて流出され、その際、送気管１４内の空気が気泡発生装置１０によって海水内に気泡（酸素）となって混入される。
こうして、港湾内の海水交換および水質改善が効果的に行われ、海洋環境の浄化、改善がより促進されるという効果がある。
その他の作用、効果は第１実施形態による環境浄化防波堤と同様である。
【００３０】
図６の第２実施形態では、気泡発生装置１０、海水循環促進装置１１を流路７ａに設置しているが、これに加え、流路７ｂにもこれを設置してもよい。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、図７、図８によって本発明の第３実施形態による環境浄化防波堤をについて説明する。
この第３実施形態は、前記した第１実施形態による環境浄化防波堤１Ａに、他の機能、すなわち、海水交換作用を更に促進する機能をもつ構成を付加した防波堤に関する。
図７に示すように、この第３実施形態による環境浄化防波堤１Ｃでは、堤体２にほど近い外海の海面に波力ポンプ２１を浮かべ索３０で係留している。この波力ポンプ２１と堤体２内の流路７ａとを送水管２２で連結し、さらに、その送水管２２の途中に、外側壁４ａ内を貫通して設置された送気管２３を接続して構成された海水交換補助機構２０を備えている。その他の構成は、第１実施形態による環境浄化防波堤と同様である。
【００３２】
海水交換補助機構２０は、堤体２の長手方向に間隔をおいて適宜配置する。また、送水管２２は、流路７ａだけでなく、流路７ｂにも接続・設置するようにしてもよい。
【００３３】
図８（ａ）、（ｂ）より、第３実施形態による環境浄化防波堤における波力ポンプ２１による海水交換補助作用について説明する。波力ポンプ２１の支持浮体２４に取付けられたロッド２７先端のフロート２５が、海面の低下に伴って降下すると、ピストン２６も降下し、これにより逆止弁２８ａが開、２８ｂが閉となり、海水がシリンダ２９内に吸入される（（ａ）図）。
【００３４】
次いで、フロート２５が上昇すると、ピストン２６が上昇し、これにより逆止弁２８ａが閉、２８ｂが開となり、シリンダ２９内の海水が送水管２２内へ押し出され（（ｂ）図）、流路７ａから港湾内へ流出するが、その際、送気管２３内の空気が送水管２２内の海水に吸引され、流路７ａへ流出する際に気泡となって海水と混合して流出される。
【００３５】
こうして、港湾内の海水交換および水質改善が効果的に行なわれ、海洋環境の浄化・改善が促進されるという効果がある。
その他の作用・効果は第１実施形態による環境浄化防波堤と同様である。
【００３６】
以上、本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明がこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、本出願の特許請求の範囲に示す本発明の範囲内で種々の変更、変形を加えてよいことはいうまでもない。
【００３７】
例えば、前記した実施形態では、外側壁の壁上面を防波堤の長手方向に連続的に傾斜した高低差を付けているが、この傾斜は階段状のものとして形成しても同様の効果を奏することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、防波堤と、該防波堤の外側に形成された貯水手段と、該貯水手段の貯水を前記防波堤の内側に流入させる流路を備えた環境浄化防波堤において、前記防波堤の長手方向に高低差をつけた前記貯水手段の外側壁と、該外側壁に沿って貯水手段を複数の小室に区分けする仕切板とを有し、前記流路は、前記各小室毎に複数個設けられている構成の環境浄化防波堤を提供する。
【００３９】
本発明による環境浄化防波堤では、防波堤の外側に形成される貯水手段を形成する外側壁を長さ方向に高低差をつけたものとしてあるので、潮位の高低差に関わらず、防波堤の外側の海水は、長さ方向に高低差をつけられた外側壁を越えて貯水手段へと流れ込むことができる。貯水手段の貯水は、防波堤の内側へ流入させる流路を通って防波堤の内側の港湾内へ流れ込んで港湾内の水質劣化を防ぐことができる。
【００４０】
本発明による環境浄化防波堤において、前記した構成と機能をもつ貯水手段を防波堤の幅方向に複数列設けるとともに、貯水手段を形成する外側壁を幅方向に外側が低くなるように高低差をつけて構成したものでは、防波堤の外側の海水は、潮位の低いときも、その外側の低い方の外側壁を越えて貯水手段へ流入し、低潮位のときも港湾内へ外側の海水を流入させ、港湾内の水の水質劣化を防ぐことができる。
【００４１】
本発明による環境浄化防波堤において、貯水手段の底部に流路を設け、その流路内に送気管が接続された気泡発生装置及び海水流出促進装置を設けた構成にしたものでは、貯水手段より流路を流れる海水は、海水循環促進装置によって効果的に港湾側へ流出され、その際、送気管内の空気が気泡発生装置によって海水内に気泡（酸素）となって混入され、港湾内の海水交換および水質改善が効果的に行われ、海洋環境の浄化、改善をより促進させることができる。
【００４２】
また、本発明による環境浄化防波堤において、防波堤の外側の水面に設置された波力ポンプと前記流路とを送水管で接続するとともに、同送水管の途中に送気管を接続してなる海水交換補助機構を備えた構成としたものでは、防波堤の外側の水面が上下動する動きによって波力ポンプが、防波堤の外側の海水を送水管へ押し出し、それが、貯水手段の貯水を防波堤の内側へ流入させる流路へ流れ出して港湾内へ流入するが、そのとき、送気管を通して空気が送水管内の海水に吸引され、流路へ流入する際に気泡となって海水と混合して流出して、港湾内の海水交換および水質改善が効果的に行なわれ、海洋環境の浄化・改善が促進される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による環境浄化防波堤の幅方向断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿い１つの貯水手段を示した正面図。
【図３】図２の斜視図。
【図４】本発明の第１実施形態による環境浄化防波堤における長手方向の導水作用を１つの貯水手段で示す正面図で、（ａ）は高潮位、（ｂ）は中潮位、（ｃ）は低潮位の場合を示す。
【図５】本発明の第１実施形態による環境浄化防波堤における幅方向の導水作用を１つの貯水手段で示す正面図で、（ａ）は高潮位、（ｂ）は中潮位、（ｃ）は低潮位の場合を示す。
【図６】本発明の第２実施形態による環境浄化防波堤の幅方向断面図。
【図７】本発明の第３実施形態による環境浄化防波堤の幅方向断面図。
【図８】図７における波力ポンプの構造と作用を示す説明図で、（ａ）は海水を吸上げている状態、（ｂ）は海水を送り出している状態を示す。
【図９】防波堤を湾入口に設けた状態を示す説明図。
【図１０】従来の防波堤の構造を示す断面図。
【図１１】従来の浮防波堤の構造を示す断面図。
【符号の説明】
１Ａ〜１Ｃ　　　環境浄化防波堤
２　　　　　　　堤体
３　　　　　　　上部コンクリート
４ａ〜４ｃ　　　外側壁
５　　　　　　　仕切板
６ａ〜６ｂ　　　貯水手段
７ａ〜７ｂ　　　流路
９　　　　　　　マウンド
１０　　　　　　気泡発生装置
１１　　　　　　海水循環促進装置
１２　　　　　　電源
１３　　　　　　ケーブル
１４　　　　　　送気管
２０　　　　　　　　　　　　海水交換補助機構
２１　　　　　　波力ポンプ
２２　　　　　　送水管
２３　　　　　　送気管
２４　　　　　　支持浮体
２５　　　　　　フロート
２６　　　　　　ピストン
２７　　　　　　ロッド
２８ａ、２８ｂ　逆止弁
２９　　　　　　シリンダ
【図１】
2004019203.tif 000003
【図２】
2004019203.tif 000004
【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】
2004019203.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004019203.tif 000011
【図１０】
2004019203.tif 000012
【図１１】
2004019203.tif 000013