(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船倉の底部が開閉式の船に複数のブロックを積載、運搬して海上で該船倉の底部を開口し、該ブロックを複数の区画に分け、区画毎に投入して海底に円錐状の隆起形状体を形成するためのブロックの投入方法であって、前記船倉を船体幅方向中心に左右および船体前後方向に複数に分割するように前記複数のブロックを碁盤目状に配置して、左右両側それぞれの船体幅方向に列をなす複数のブロックにおいて、その１列または２列をブロック群とし、該ブロック群ごとにブロックを船体に固定、保持する第１ステップと、前記ブロックを海底に投入する前に前記船倉の底部を開口する第２ステップと、前後左右に隣接する４つのブロック群を一区画として、ブロック投下位置中心に、一つの区画が位置するように船を移動して位置決めする第３ステップと、前記位置決めされた区画の対角に位置するブロック群のブロックを同時に海底に投入し、その投入が完了後、残りの対角に位置するブロック群のブロックを同時に海底に投入する第４ステップとを含み、残りの区画について前記第３から４までのステップを順次、繰り返して実施するブロックの投入方法。
【請求項２】
前記ブロックが海底に投入される角度が鉛直方向に対して４０〜５０度である請求項１に記載のブロック投入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船上からブロックを海底に投入して海底に人工的なマウンド（隆起形状体）を形成する際に用いられるブロックの投入方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、限りある海洋資源の下でより多くの資源を活用しようとする試みがなされている。例えば、海底に人工的なマウンドを設置して栄養に富んだ深層水を涌昇させて、その海域を栄養に富んだ海水とすることでプランクトン等を繁殖させ、様々な魚介類が集まる良質な漁場を形成する計画がある。
【０００３】
海底にマウンドを効率的に形成するには、投入したブロックが海底に到達するまでに広範囲に分散しないようにすることが重要である。
【０００４】
海底に人工物を設置するには、船で運んだ被投入物を船から海底に投入する方法が一般的であり、例えば沿岸に突堤や防波堤を設置する場合には、海底に投入される基礎用の巨大ブロックが、船に装備されたグラブバケットで掴まれて投入される。この投入方法では、投入時に船のバランスがくずれやすく、また作業時間がかかるといった欠点がある。
【０００５】
また、船底が開閉式のバージ船で巨大ブロックを運搬して船底を開口してそのまま海底に投入する方法もある。この方法では作業時間は短縮されるが、巨大ブロックが開口部にブリッジを形成すると円滑に投入できないことや海底に到達するまでに広範囲に分散するといった欠点があるため、マウンドの形成には適していない。
【０００６】
大型投入物の海洋投入に関しては、投入物の積み込みと投入が安全かつ効率良く行なえる船の構造が提案されている（特許文献１参照）。この提案は、船首側または船尾側に荷出入口を形成し、荷移動装置を設けてブロックの積み込みと海洋投入の安全性と効率性を向上させるものであり、投入したブロックが広範囲に分散するのを防ぐものではない。
【特許文献１】特許第２８３４３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、船上から海底にブロックを投入してマウンドを形成する際に、投入したブロックが海底に到達する途中で広く拡散しないようにして効率的にマウンドを形成することのできるブロックの投入方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため本発明のブロックの投入方法は、船倉の底部が開閉式の船に複数のブロックを積載、運搬して海上で該船倉の底部を開口し、該ブロックを複数の区画に分け、区画毎に投入して海底に円錐状の隆起形状体を形成するためのブロックの投入方法であって、前記船倉を船体幅方向中心に左右および船体前後方向に複数に分割するように前記複数のブロックを碁盤目状に配置して、左右両側それぞれの船体幅方向に列をなす複数のブロックにおいて、その１列または２列をブロック群とし、該ブロック群ごとにブロックを船体に固定、保持する第１ステップと、前記ブロックを海底に投入する前に前記船倉の底部を開口する第２ステップと、前後左右に隣接する４つのブロック群を一区画として、ブロック投下位置中心に、一つの区画が位置するように船を移動して位置決めする第３ステップと、前記位置決めされた区画の対角に位置するブロック群のブロックを同時に海底に投入し、その投入が完了後、残りの対角に位置するブロック群のブロックを同時に海底に投入する第４ステップとを含み、残りの区画について前記第３から４までのステップを順次、繰り返して実施することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のブロックの投入方法によれば、船倉２を前後左右に隣接するブロック群からなる複数の区画に細分化して、各区画において対角に位置するブロック群のブロックを同時に投入するので船倉底部の開口部で干渉せず、ブリッジを形成することもなく速く、確実に投入することができる。また、ブロック投入時に船体幅方向の重量バランスを保つことができ、船体前後方向についても多数に存在する一部のブロック群を投入するだけなので重量バランスが大きく崩れることがなく安全である。
【００１０】
さらに、区画ごとに海底に形成されるマウンド中心の鉛直上方となるブロック投下中心位置に移動してブロックを投入するので、ブロックが海底に到達するまでにマウンド中心を離れて、広範囲に拡散するのを抑制することができ、頂部を高くしたマウンドを効率的に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は図７に示すようなマウンドＭを海底に形成するためのブロックの投入方法であり、使用する船は図２に示すように、いわゆる全開式の土運船であり、船体前後方向に配列された２つの船倉２を備えている。この船倉２は図３に船体幅方向縦断面形状を示すように船体幅中心を最も深くして、幅方向両端部まで傾斜した船倉底面３を左右両側に有している。左右両側の船倉底面３は船倉２ごとに船体幅方向中心部を開口するように可動して船倉２に積載されたブロックＢは自重により海底に投入される構造となっている。尚、船倉２の数は２つに限られない。
【００１２】
以下、本発明のブロックの投入方法を図１のフローチャートで実施形態に基づいて説明する。
【００１３】
まず、第１ステップでは船倉２を船体幅方向中心に左右および船体前後方向に複数に分割するように複数のブロックＢを碁盤目状に配置して、左右両側それぞれの船体幅方向に列をなす複数のブロックＢをブロック群Ｇとし、このブロック群ＧごとにブロックＢを船体１に固定、保持する。
【００１４】
具体的には、船倉２の左右両側の船倉底面３には、略立方体をした図４に示すようなブロックＢが船体幅方向に４個配置された横ブロック列Ｌが船体前後方向に複数形成されている。そして船体前後方向に隣接する横ブロック列Ｌが２列単位や、１列単位で一つのブロック群Ｇを形成している。
【００１５】
このようにブロック群Ｇを構成するブロックＢが船倉２を船体幅方向中心に左右および船体前後方向に複数に分割するよう碁盤目状に配置されている。
【００１６】
尚、一つのブロック群Ｇを形成する横ブロック列Ｌの数は１列や２列にする。また、横ブロック列Ｌを形成するブロックＢの個数は４個に限られない。
【００１７】
ブロック群ＧごとのブロックＢの船体１への固定、保持は例えば、図４に示すように一端を船体１に固定した束縛ワイヤ５がそれぞれのブロックＢの側面を外周し、他端を船体１に固定したフック４に係止することによって行われる。束縛ワイヤ５の他端は図示しない係止外し装置によってフック４から外され、ブロック群Ｇ毎にブロックＢが海底に投入されるようになっている。固定、保持の方法はこれに限定されない。
【００１８】
尚、ブロックＢは立方体に限定されないが作業性等を考慮すると立方体に近い形状が好ましい。ブロック群Ｇを形成する横ブロック列Ｌの列数や横ブロック列Ｌを形成するブロックＢの個数は、マウンドＭを形成する水深や形成精度等を考慮して適宜、決定する。
【００１９】
第２ステップではブロックＢを海底に投入する前に船倉底面３を開口する。ただし、船倉底面３を開口しても各ブロックＢは束縛ワイヤ５で固定、保持されていて海底に落ちることはない。
【００２０】
第３ステップでは前後左右に隣接する４つのブロック群Ｇを一区画として、ブロック投下位置中心に一つの区画Ａが位置するように船を移動して位置決めする。
例えば、図２に示すように船首から船尾に向かって順に前後左右に隣接する４つのブロック群Ｇを一区画Ａとして規定し、第１区画Ａ１〜第８区画Ａ８とする。
【００２１】
そして、海底に形成するマウンドＭの中心の鉛直上方をブロック投下位置中心として、この投下位置中心に一つの区画Ａが位置するように船１を移動して位置決めする。この位置決めにはＧＰＳを用いる。位置決めに際しては、区画Ａの中心をブロック投下位置中心に一致させることが好ましい。
【００２２】
一区画を形成するブロック群Ｇは前後左右に隣接する４つのブロック群Ｇにする。
【００２３】
第４ステップでは、位置決めされた区画Ａの対角に位置するブロック群ＧのブロックＢを同時に海底に投入し、その投入が完了後、残りの対角に位置するブロック群ＧのブロックＢを同時に海底に投入する。
【００２４】
具体的には、図５に示すように第１区画Ａ１において対角に位置するブロック群Ｇ１１およびＧ１４の束縛ワイヤのフック４を外してブロックＢを海底に投入し、その投入が完了後、残りの対角に位置するブロック群ＧのブロックＢを同時に海底に投入する。即ち、ブロック群Ｇ１１およびＧ１４の投入が済んだ後に続けて残りの対角に位置するブロック群Ｇ１２およびＧ１３のブロックＢを投入する。
【００２５】
このように、対角に位置するブロック群Ｇ単位で投入すると同時に投入しても開口部で干渉せず、ブリッジを形成することもなく速く、確実に投入することができる。また、船体幅方向の重量バランスを保つことができ、船体前後方向についても多数に存在する一部のブロック群Ｇを投入するだけなので重量バランスが大きく崩れることがなく安全である。
【００２６】
その後、残りの区画Ａについては、第３から４までのステップを順次、繰り返して実施する。つまり、第１区画Ａ１のブロックＢの投入が済んだ後は、マウンドＭの中心の鉛直上方となるブロック投下位置中心に第２区画Ａ２が位置するように船１を移動させる。その後、第１区画Ａ１の場合と同様の方法でブロックＢを投入する。以後、同様に第８区画Ａ８までブロックＢの投入を行なう。
【００２７】
尚、参考形態として一区画が図５に示すブロック群Ｇ１１〜Ｇ１４およびＧ２１〜２４の８つのブロック群から形成される場合は、その区画において対角の位置にあるブロック群Ｇ１１、Ｇ１３およびＧ２２、Ｇ２４が同時に投入され、その後ブロック群Ｇ１２、Ｇ１４およびＧ２１、Ｇ２３が同時に投入される。
【００２８】
以上のように船倉２を複数の区画Ａに細分化して、区画Ａごとにブロック投下位置中心に移動してブロックＢを投入するので、ブロックＢが海底に到達するまでにマウンド中心ＭＣを離れて、広範囲に拡散するのを抑制することができ、頂部を高くしたマウンドＭを効率的に形成することができる。
【００２９】
さらに、マウンドＭを形成しやすくするには図７に示すように開口時の船倉底面３の鉛直方向の傾斜角度αを４０〜５０度の範囲にして、ブロックＢの投入角度を４０〜５０度とするのが好ましい。傾斜角度αが４０度よりも小さいと鉛直方向の速度成分が大きくなり、かつブロックＢの面部が海面に当たって投入されやすくなるのでブロックＢが海中で揺らぎやすくなり、マウンド中心ＭＣから離れて分散して、マウンドＭの形成効率が低下する。一方、５０度よりも大きいとブロックＢが船倉底面３との摩擦で滑りにくくなり、円滑な投入がしにくくなる。傾斜角度αは、マウンドＭを形成する水深や潮流などによって適宜、選択する。
【００３０】
傾斜角度αを適正に設定して、図５における第1区画Ａ１のブロックＢを投入した場合にブロックＢが海底平面方向で堆積する範囲を模式的に示すと図６のようになる。Ｍ１１はブロック群Ｇ１１のブロックＢが堆積する範囲を示し、同様にＭ１２はＧ１２、Ｍ１３はＧ１３、Ｍ１４はＧ１４に対応する。このように、各区画Ａでの投下においてもこの範囲にブロックＢが堆積するのでブロック投下位置中心の直下となるマウンド中心部ＭＣが高くなった頂部を有するマウンドＭを効率的に形成することができる。
【００３１】
本発明は、円錐状のマウンドＭを形成する際に適用し、マウンドＭを効率的に形成することができる。例えば、円錐状のマウンドＭを所定の間隔をおいて２つ形成した後、その間隔を埋めるようにブロックＢを堆積させて、尾根状のマウンドＭを効率的に形成することもできる。
【００３２】
本説明では船首から船尾方向（第１区画Ａ１から順次第８区画Ａ８）の順番でブロックＢを投入したが、この投入順番に限られず、船尾から船首方向の順番にしてもよい。任意の区画を選んで、ランダムに投入することもできるが、作業時間を短くするには一定の順番で投入することが望ましい。
【００３３】
また、作業時間を短縮するには一度に投入するブロックＢの数を多くすれば良いが、この数と増やすとブロックＢが分散する範囲が広くなるため、ある程度の数に制限する必要がある。また、投入されたブロックＢは水深が深くなるほど広範囲に分散するので、精度よくマウンドを形成するには、一度に投入するブロックＢの数を少なくするのが好ましい。以上のように、一度に投入するブロックＢ数は作業時間とマウンド形成の精度等を勘案して決定する。
【実施例】
【００３４】
図４に示すような一辺が１．６ｍ、比重１．８、質量約６０００ｋｇのブロックＢを船上から投入して水深８０ｍの海底に円錐状のマウンドＭを形成することを想定して、縮尺１／２０のモデルを用いて水理実験をして、マウンドＭの形成具合を測定した。
【００３５】
モデル船には、図５に示す左右前後に隣接する４つのブロック群Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１３、Ｇ１４からなる第１区画Ａ１のみを設けた。
【００３６】
実施例では、図５において対角の位置にあるブロック群Ｇ１１およびＧ１４のブロックＢを同時に投入し、その投入完了後、残りの対角の位置にあるブロック群Ｇ１２およびＧ１３のブロックＢを同時に投入した。ブロックＢの投入角度は鉛直方向に対して４５度であった。
【００３７】
比較例として、投入するブロック群Ｇの順序のみを変更してブロックＢを投入した。具体的には図５において、ブロック群Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ１４Ｇ、１３の順に時計まわりでブロックＢを投入した。
【００３８】
その結果は図８に示すとおりであり、図中のＭ１が実施例、Ｍ２が比較例による結果を示している。図の横軸はブロック投入位置中心の直下となるマウンド中心からの位置を示す指数Ｃであり、Ｃ＝Ｌ／Ｄで算出され、Ｌはマウンド中心からの距離、Ｄはブロックの代表長として一辺の長さを用いて、無次元化したものである。この数値が大きい程、マウンド中心から離れた位置であることを示す。縦軸はブロックの堆積度合を示す堆積ポテンシャルＰであり、Ｐ＝Ｎ×Ａ／Ｓで算出され、この数値が大きいほど、多くのブロックが堆積していることを意味する。ここで、Ｎはマウンド中心からＬ±Ｄ／２の範囲内に堆積したブロックの個数、Ａはブロックの一面の面積、Ｓはマウンド中心からＬ±Ｄ／２の範囲の面積である。
【００３９】
この結果から、実施例のブロックの投入方法は対角に位置するブロック群を同時に投入するようにしたので、比較例に比べて、マウンド中心付近において堆積ポテンシャルが３０〜４０％も高く、マウンドの頂部が高くなるようにブロックを堆積させることができて、効率的にマウンドを形成できることが確認できた。
【００４０】
これは、対角に位置するブロックが同時に投入されることでブロックを拡散しようとする水の動きが互いに干渉して打ち消されることにより生じた結果であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のブロックの投入方法のフローチャートを示す説明図である。
【図２】本発明に用いるブロックを船体に積んだ状態を示す平面図である。
【図３】図２における船体幅方向縦断面図である。
【図４】本発明においてブロック群を船体に固定、保持する状態の一例を示す斜視図である。
【図５】一区画におけるブロック群の構成を示す説明図である。
【図６】本発明の投入方法によって投入したブロックが海底に堆積する範囲を模式的に示した図である。
【図７】船倉底面開口時の状態を示す状態図である。
【図８】モデル実験によるブロックの堆積状態の結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  船体
２  船倉
３  船倉底面
４  フック
５  束縛ワイヤ
【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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【図７】
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【図８】
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