(57)【要約】【課題】防波堤において、水位変動に対応して外海の海水を内海に効率よく取り込むことで閉鎖的水域における海水の流通性を向上し、内海での海水の汚れを確実に防止可能とする。【解決手段】防波堤１７にて、防波堤本体２１の内部に貯水部２７を形成し、前壁部（衝立壁）２３に外海１５と貯水部２７とを連通する横スリット状をなす導水孔２８を上下方向に沿って複数形成する一方、後壁部２４の下部に内海１６と貯水部２７とを連通する導水管２９を左右方向に沿って複数形成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外海と内海を区画するように海底に設置された防波堤本体と、該防波堤本体内に設けられた貯水部と、前記外海側と該貯水部とを連通するように横スリット状をなして上下に並設された複数の入水部と、前記内海側と前記貯水部とを連通する導水部とを具えたことを特徴とする防波堤。
【請求項２】
請求項１において、前記防波堤本体における前記外海側に衝立壁が形成され、該衝立壁に前記複数の入水部が形成されたことを特徴とする防波堤。
【請求項３】
請求項１において、前記防波堤本体における前記内海側の後壁部の下部に前記導水部が設けられたことを特徴とする防波堤。
【請求項４】
請求項３において、前記導水部は前記後壁部を貫通して取付けられた複数の導水管であることを特徴とする防波堤。
【請求項５】
請求項１において、前記入水部の幅を、前記外海側の波高の０．５〜１．０倍の範囲に設定したことを特徴とする防波堤。
【請求項６】
請求項１において、前記複数の入水部の高さ範囲を、前記外海側のほぼ平均潮位差に設定したことを特徴とする防波堤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外海と内海を区画するように海底に設置される防波堤に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に従来の一般的な防波堤の概略を示す。図５に示すように、従来、港湾００１においては、ケーソンなどによって防波堤００２が設けられており、この防波堤００２によって外海００３と内海００４とが区画され、内海００４側に閉鎖的水域が形成されている。
【０００３】
ところが、この内海００４側の閉鎖的水域は外海００３からの海水の流通性が不十分であり、内海００４での海水が汚れてしまうという問題がある。そこで、防波堤に透水機能を設けることで、内海側の閉鎖的水域における海水の流れを発生して外海との海水の流通性を向上し、内海での海水の汚れを防止するようにしたものが各種提案されている。
【０００４】
図６に従来の海水交換型防波堤の概略を示す。図６に示すように、従来の海水交換型防波堤０１１は、外海０１２と内海０１３を区画するように海底に設置されている。防波堤本体０１４は中空箱型形状に形成され、基礎部０１５の外海０１２側に立設された前壁部０１６と内海０１３側に立設された後壁部０１７とが天井部０１８により連結されて構成されている。この防波堤本体０１４の内部には遊水部０１９が形成されており、前壁部０１６に外海０１２と遊水部０１９とを連通する縦スリット形状をなす入水孔１２０が左右方向に沿って複数形成されている。一方、後壁部０１７の下部には内海０１３と遊水部０１９とを連通する横スリット形状をなす導水孔１２１が左右方向に沿って複数形成されている。
【０００５】
従って、外海０１２からくる波は各入水孔１２０から遊水部０１９に取り込まれ、遊水部０１９と内海０１３との水位差により遊水部０１９の海水が各導水孔０２１を通って内海０１３に導入される。そのため、内海０１３内で適正な流れが生成されて海水の滞留部が減少し、内海０１３での海水の汚れが防止される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３１１８４３号
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、潮の満ち引きにより外海では朝夕で海水に水位差が生じるため、貯留水に変動により外海０１２と内海０１３との間での海水の流通性の向上を期待できる。ところが、上述した従来の海水交換型防波堤０１１にあっては、外海０１２と遊水部０１９とを連通する入水孔１２０が縦スリット形状であり、導水孔１２１が横スリット形状であるため、波高が高くて深さ方向に速度差の大きい外海０１２であっても、海水はそのまま入水孔１２０から遊水部０１９に流入し、この遊水部０１９での水位は上昇しない。即ち、遊水部０１９に流入した海水は、自然にそのまま導水孔１２１から内海０１３へ流出するか、もしくは入水孔１２０から外海０１２へ逆流することとなり、外海０１２と内海０１３との間での海水の交換効率が悪く、且つ、交換効率にムラが大きく、内海０１３での海水の汚れを十分に防止することができないという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような問題を解決するものであって、水位変動に対応して外海の海水を内海に効率よく取り込むことで閉鎖的水域における海水の流通性を向上し、内海での海水の汚れを確実に防止可能とした防波堤を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の防波堤は、外海と内海を区画するように海底に設置された防波堤本体と、該防波堤本体内に設けられた貯水部と、前記外海側と該貯水部とを連通するように横スリット状をなして上下に並設された複数の入水部と、前記内海側と前記貯水部とを連通する導水部とを具えたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明の防波堤では、前記防波堤本体における前記外海側に衝立壁が形成され、該衝立壁に前記複数の入水部が形成されたことを特徴としている。
【００１１】
請求項３の発明の防波堤では、前記防波堤本体における前記内海側の後壁部の下部に前記導水部が設けられたことを特徴としている。
【００１２】
請求項４の発明の防波堤では、前記導水部は前記後壁部を貫通して取付けられた複数の導水管であることを特徴としている。
【００１３】
請求項５の発明の防波堤では、前記入水部の幅を、前記外海側の波高の０．５〜１．０倍の範囲に設定したことを特徴としている。
【００１４】
請求項６の発明の防波堤では、前記複数の入水部の高さ範囲を、前記外海側のほぼ平均潮位差に設定したことを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１に本発明の一実施形態に係る防波堤の概略、図２に本実施形態の防波堤の断面、図３に海水の流れを説明するための本実施形態の防波堤の要部断面、図４に本実施形態の防波堤が適用された港湾を表す概略を示す。
【００１７】
本実施形態において、図４に示すように、港湾においては、岸壁１１から所定距離離れた沖合にケーソンなどによって防波堤１２，１３が設置され、その間に船舶の出入航路１４が設けられている。また、この防波堤１２，１３によって外海１５と内海１６とが区画され、内海１６が閉鎖的水域となっている。そして、この防波堤１２，１３の一部に本実施形態の透水機能を有する防波堤１７が設けられている。
【００１８】
この本実施形態の防波堤１７において、図１及び図２に示すように、防波堤本体２１は鉄筋コンクリートにより中空箱型形状に形成され、基礎部２２の外海１５側に立設された前壁部２３と内海１６側に立設された後壁部２４とが上部の天井部２５により連結されて構成されている。そして、この天井部２５上を作業者が歩行可能となっている。また、基礎部２２の下面には海底１８に貫入する支持板２６が格子状に固定されている。
【００１９】
防波堤本体２１には前壁部２３と後壁部２４と天井部２５によりされた貯水部２７が形成されている。そして、前壁部２３は外海１７からの波が衝突する衝立壁として機能し、この前壁部（衝立壁）２３には入水部としての入水孔２８が上下方向に沿って複数（本実施形態では４個）形成されている。この入水孔２８は矩形の横スリット状をなし、上下に略平行をなして並設されており、この入水孔２８により外海１５と貯水部２７とを連通することができる。
【００２０】
一方、後壁部２４の下部には導水部としての導水管２９が左右方向に沿って複数装着されている。この導水管２９は所定長さの円筒管であり、後壁部２４に形成された貫通孔３０に嵌着されており、この導水管２９により内海１６と貯水部２７とを連通することができる。
【００２１】
この場合、入水孔２８の幅ｂを、外海１７側の波高の０．５〜１．０倍の範囲に設定することが望ましい。また、全ての入水孔２８の高さｈの範囲を、外海１７側のほぼ平均潮位差に設定することが望ましい。
【００２２】
上述した防波堤１７が所定の位置に設置されて外海１５と内海１６とが区画された港湾にて、外海１５からくる波が衝立壁２３に衝突し、その波の高さに対応した各入水孔２８から貯水部２７に取り込まれ、この貯水部２７と内海１６との水位差により貯水部２７の海水が各導水管２９を通って内海１６に導入される。そのため、内海１６内で適正な流れが生成されて海水の滞留部が減少し、内海１６での海水の汚れが防止される。
【００２３】
即ち、図３に示すように、外海１５からくる波ｎは深さ方向に速度分布ｖを有しており、波ｎが各入水孔２８から貯水部２７に流入する際、横スリット状をなす各入水孔２８によって波ｎの速度成分における鉛直方向の連続性が分断される。すると、貯水部２７では、各入水孔２８の近傍で波ｎの速度分布ｖに対応するように、大きさの異なる渦ｇが発生する。
【００２４】
貯水部２７への海水の流入によって発生した大きさの異なる各渦ｇは、流体の粘性効果によってやがて逸散し、その運動エネルギは貯水部２７の水位上昇を伴う位置エネルギに変換される。すると、この貯水部２７での水位上昇により貯水部２７と内海１６との間に水位差が生じ、貯水部２７に流入した海水は、入水孔２８から外海１５へ逆流せず、各導水管２９を通って内海１６に流れ込むこととなる。
【００２５】
また、入水孔２８の幅ｂを波高の０．５〜１．０倍程度に設定すると共に、全入水孔２８の高さｈを平均潮位差程度に設定することで、定常的な任意の大きさの波に対応して、また、任意の潮位差に対応して、外海１５の海水を内海１６に効率よく取り込むことができる。
【００２６】
このように本実施形態の防波堤１７にあっては、防波堤本体２１の内部に貯水部２７を形成し、前壁部（衝立壁）２３に外海１５と貯水部２７とを連通する横スリット状をなす入水孔２８を上下方向に沿って複数形成する一方、後壁部２４の下部に内海１６と貯水部２７とを連通する導水管２９を左右方向に沿って複数形成している。
【００２７】
従って、外海１５からくる波は各入水孔２８から貯水部２７に取り込まれるが、この波は深さ方向に速度分布ｖを有しており、貯水部２７に流入するときに横スリット状の入水孔２８により速度成分における鉛直方向の連続性が分断されるため、各入水孔２８の近傍で大きさの異なる渦ｇが発生し、この各渦ｇの運動エネルギが貯水部２７の水位上昇を伴う位置エネルギに変換される。そのため、この貯水部２７での水位上昇により貯水部２７と内海１６との間に水位差が生じ、貯水部２７に流入した海水は各導水管２９を通して内海１６に効率的に、且つ、継続的に導入されることとなる。その結果、内海１６に適正な流れを生成して海水の滞留部が減少して内海１６での海水の汚れを防止することができる。
【００２８】
また、貯水部２７で水位上昇した海水は、内海１６との水位差により貯水部２７から左右方向に沿って配設された複数の導水管２９を通して内海１６に流入することとなり、貯水部２７の海水を入水孔２８から外海１５へ逆流させることなく確実に内海１５へ流し込むことができる。
【００２９】
なお、本発明は、防波堤本体２１の前壁部（衝立壁）２３に外海１５と貯水部２７とを連通する横スリット状をなす入水孔２８を上下方向に沿って複数形成することで、外海１５の波をこの各入水孔２８により貯水部２７に取り込んで渦ｇが発生し、この渦ｇによる水位上昇で貯水部２７の海水を内海１６に導入するものである。従って、上述した実施形態に記載した入水孔２８以外の構成、例えば、導水管２９を角孔やスリット状としてもよく、また、その他の構成や数は実施形態に限定されるものではなく、防波堤の設置位置や方向に応じて適宜設定すればよいものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の防波堤によれば、外海と内海を区画するように海底に設置される防波堤本体に貯水部を設け、外海側と貯水部とを連通するように横スリット状をなして上下に並設された複数の入水部を設けると共に、内海側と貯水部とを連通する導水部を設けたので、外海からくる波を横スリット状の入水孔により速度成分における鉛直方向の連続性を分断し、各入水孔の近傍で大きさの異なる渦が発生させ、この各渦の運動エネルギを貯水部の水位上昇を伴う位置エネルギに変換するため、貯水部と内海との水位差により貯水部の海水を導水管を通して内海に効率的に、且つ、継続的に導入するこができ、その結果、内海に適正な流れを生成して海水の滞留部が減少し、内海での海水の汚れを確実に防止することができる。
【００３１】
請求項２の発明の防波堤によれば、防波堤本体における外海側に衝立壁を形成し、衝立壁に複数の入水部を形成したので、外海からくる波を各入水孔を通して適正に貯水部に取り込むことができる。
【００３２】
請求項３の発明の防波堤によれば、防波堤本体における内海側の後壁部の下部に導水部を設けたので、貯水部の海水を適正に内海へ流し込むことができる。
【００３３】
請求項４の発明の防波堤によれば、導水部を後壁部を貫通して取付けられた複数の導水管としたので、貯水部の海水を入水孔から外海へ逆流させることなく確実に内海へ流し込むことができる。
【００３４】
請求項５の発明の防波堤によれば、入水部の幅を外海側の波高の０．５〜１．０倍の範囲に設定したので、定常的な任意の大きさの波に対応して、外海の海水を内海に効率よく取り込むことができる。
【００３５】
請求項６の発明の防波堤によれば、複数の入水部の高さ範囲を外海側のほぼ平均潮位差に設定したので、定常的な任意の潮位差に対応して、外海の海水を内海に効率よく取り込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る防波堤の概略図である。
【図２】本実施形態の防波堤の断面図である。
【図３】海水の流れを説明するための本実施形態の防波堤の要部断面図である。
【図４】本実施形態の防波堤が適用された港湾を表す概略図である。
【図５】従来の一般的な防波堤の概略図である。
【図６】従来の海水交換型防波堤の概略図である。
【符号の説明】
１５　外海
１６　内海
１７　防波堤
２１　防波堤本体
２３　前壁部、衝立壁
２４　後壁部
２７　書水部
２８　入水孔（入水部）
２９　導水管（導水部）
【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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