(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾外と湾内とを区画するケーソン下部本体の上面に、湾内側に乗り越え頂部を有し、該乗り越え頂部から湾外側に向けて下り勾配で傾斜した海水導入斜面を両幅端部を除く左右方向に備えている海水交流防波堤ケーソンであって、前記海水導入斜面に、左右方向に高さが連続して変化する傾斜面からなり、該傾斜面の最下部位置が最低潮位に対応し、前記傾斜面の最高部位置が最高潮位に対応する潮位変化吸収斜面を形成したことを特徴とする海水交流防波堤ケーソン。
【請求項２】
潮位変化吸収斜面が左右方向に少なくとも１つのＶ字を形成していることを特徴とする請求項１記載の海水交流防波堤ケーソン。
【請求項３】
ケーソン下部本体における乗り越え頂部の上部でしかも湾内側位置に、下方に向けて延設された後壁を備えていることを特徴とする請求項１又は２記載の海水交流防波堤ケーソン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海水交流防波堤ケーソンに関し、湾外の波浪が湾内に及ぶのを防止できると共に、潮位が変化しても湾外の海水と湾内の海水との交流が可能で、且つ波反射率を小さくできるようにした海水交流防波堤ケーソンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より港湾には、湾外と湾内とを区画する防波堤を設けて、外海の波浪等が湾内に及ぶのを防止している。又、防波堤の機能としては、このように外海の波浪が湾内に及ぶのを防止する波透過率の低減と、同時に、防波堤で波浪が反射してこの反射した波浪が外海の漁場等に対して悪影響を与えるのを防止する波反射率の低減を図る必要がある。
【０００３】
一方、外海に対して閉鎖性をもつ湾内の内海は、外海の波浪等の自然条件に対しても穏やかであるために、船舶の係留、臨界工場等の建設、養殖いけすの設置等、種々の目的に利用されているが、防波堤で区画された湾内は、閉鎖性をもつために外海の海水との交換（交流）が行われ難く、そのために湾内の海水が汚染する問題が深刻化しており、湾内の閉鎖水域の水質保全を図れるようにした防波堤の開発が切望されている。
【０００４】
このため、近年では、コンクリート、或いは鋼とコンクリートによるハイブリッド構造等によって構築され、外海の海水を湾内に取り入れて海水の交流を図れるようにした海水交流防波堤ケーソンが、種々提案されるようになってきている。
【０００５】
例えば、本件特許出願人は、特願２０００−１０９５０６号に示すような、海水が乗り越えられるようにした海水導入斜面を備えた海水交流防波堤ケーソンを提案しており、かかる海水交流防波堤ケーソンは、図５、図６に概略を示すような構成を有している。
【０００６】
即ち、図５、図６の海水交流防波堤ケーソン１は、湾外と湾内とを区画するケーソン下部本体２の上面における湾内側に乗り越え頂部３を有し、該乗り越え頂部３から湾外側に向けて所要の傾斜角αで傾斜した下り勾配の海水導入斜面４を備えている。該海水導入斜面４は、ケーソン下部本体２の両幅端部２’，２''を除く略全幅に亘って水平に形成されており、前記海水導入斜面４の上部には、両幅端部２’，２''にてケーソン下部本体２に一体に構成されたケーソン上部本体５により海水導入通路６が形成されている。図６の海水導入通路６の天井面７は、前記海水導入斜面４と略平行に形成されており、該天井面７の湾外側端部７’は前記乗り越え頂部３の高さと同等或いはそれより高くなっている。又、前記海水導入通路６は、天井面７を設けることなく、その上部を開放させるようにした場合もある。
【０００７】
前記ケーソン下部本体２における海水導入通路６の湾内側位置には、前記ケーソン上部本体５に固定されて下端が水中に延設された後壁８が設けられている。又、前記ケーソン上部本体５の上部には消波体９が設置されている。前記ケーソン下部本体２とケーソン上部本体５の内部には、コンクリート或いは土砂等の充填物１０が充填されるようになっている。
【０００８】
前記海水導入斜面４の下り勾配の傾斜角αは、水平面に対して例えば約１０〜４０゜程度の角度となっており、又、海水導入斜面４の長さ（図６の左右方向長さ）は、海水導入斜面４に向かう波浪Ｓの波長の約１／３０以上としている。
【０００９】
前記海水交流防波堤ケーソン１は、潮位Ｌが、乗り越え頂部３より下方の海水導入斜面４上に位置するように設置される。即ち、乗り越え頂部３と海水導入斜面４の湾外側下端４’との中間位置に潮位Ｌがくるように海水交流防波堤ケーソン１は設置される。
【００１０】
上記図５、図６に示した海水交流防波堤ケーソン１では、湾外から潮位Ｌの波浪Ｓが作用すると、波浪Ｓは、海水導入斜面４により消波されてエネルギーを失いながら図６の海水導入斜面４上を右側に乗り上げるように移動し、更に乗り越え頂部３を乗り越えて、ケーソン下部本体２の湾内側に落下する。落下した水は、後壁８の下端を経て湾内側に流入し、これにより海水の交流が行われるようになる。
【００１１】
前記した海水交流防波堤ケーソン１は、潮位Ｌが海水導入斜面４の中間位置になった最適潮位時に、最も効果的な消波作用と海水交流作用を発揮することができる。従って、海水交流防波堤ケーソン１を港湾に設置する際には、従来から、或る潮位Ｌに対応して最適に機能するように、海水交流防波堤ケーソン１の高さ位置を設定して設置している。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、海の潮位は、一般に図７に示すように、干潮のときの最低潮位Ｌ1と、満潮の時の最高潮位Ｌ2とで変化し、更に、その間の中間潮位も存在している。従って、上記したように、最低潮位Ｌ1、最高潮位Ｌ2、中間潮位のように潮位が変化すると、前記したように最適潮位が決まっている海水交流防波堤ケーソン１では、最適潮位以外の潮位では消波作用と海水交流作用を殆ど期待できないという問題があった。
【００１３】
このため、図８に示すように、例えば最低潮位Ｌ1に対応した海水導入斜面４ａを有する海水交流防波堤ケーソン１ａと、最高潮位Ｌ2に対応した海水導入斜面４ｂを有する海水交流防波堤ケーソン１ｂとを、並設（例えば交互に設置）することによって、潮位の変化に対応させることが考えられている。尚、このように最適潮位が異なる海水交流防波堤ケーソン１ａ，１ｂを並設することによって潮位の変化に対応させるようにすることは、前記図５、図６に示す構成の海水交流防波堤ケーソン１のみならず、従来の種々の海水交流防波堤ケーソンにおいても考えられている。
【００１４】
しかし、図８に示したように、最適潮位が異なる海水交流防波堤ケーソン１ａ，１ｂを組み合わせて設置する方式では、海水導入斜面４ａ，４ｂの高さが異なる２種類以上の海水交流防波堤ケーソン１ａ，１ｂを用意する必要があり、更に、これらの海水交流防波堤ケーソン１ａ，１ｂをどのように配置するかを考慮する必要がある。
【００１５】
又、各海水交流防波堤ケーソン１ａ，１ｂは、最適潮位以外の波浪Ｓは消波せずに総て反射してしまうために、海水交流防波堤ケーソン１ａ，１ｂからの波の反射率が大きくなって湾外側への悪影響を生じる可能性がある。
【００１６】
本発明は、かかる従来の問題点を解決すべくなしたもので、湾外の波浪が湾内に及ぶのを防止できると共に、潮位が変化しても湾外の海水と湾内の海水との交流が可能で、且つ波反射率を小さくできるようにした海水交流防波堤ケーソンを提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、湾外と湾内とを区画するケーソン下部本体の上面に、湾内側に乗り越え頂部を有し、該乗り越え頂部から湾外側に向けて下り勾配で傾斜した海水導入斜面を両幅端部を除く左右方向に備えている海水交流防波堤ケーソンであって、前記海水導入斜面に、左右方向に高さが連続して変化する傾斜面からなり、該傾斜面の最下部位置が最低潮位に対応し、前記傾斜面の最高部位置が最高潮位に対応する潮位変化吸収斜面を形成したことを特徴とする海水交流防波堤ケーソン、に係るものである。
【００１８】
上記手段において、潮位変化吸収斜面が左右方向に少なくとも１つのＶ字を形成していてもよく、又、潮位変化吸収斜面がケーソン下部本体の幅端部一側から他側に向けて一直線に形成されていてもよく、又、ケーソン下部本体における乗り越え頂部の上部でしかも湾内側位置に、下方に向けて延設された後壁を備えていてもよい。
【００１９】
本発明によれば、以下のように作用する。
【００２０】
海水導入斜面に、左右方向に高さが連続変化した潮位変化吸収斜面を形成し、且つ潮位変化吸収斜面の最下部位置が最低潮位に対応し、潮位変化吸収斜面の最高部位置が最高潮位に対応するようにした海水交流防波堤ケーソンを構成したので、最低潮位、最高潮位、及び、中間潮位のいずれの波浪が海水交流防波堤ケーソンに作用しても、海水交流防波堤ケーソンは各々独自で効果的な消波作用と海水交流作用とを発揮する。
【００２１】
又、各海水交流防波堤ケーソンは、潮位が変化しても、潮位変化吸収斜面によって波浪の一部を取り込んで湾内側に流入させるので、各海水交流防波堤ケーソンが総ての波を反射させて波反射率が増加するという問題を防止できる。
【００２２】
更に、左右の潮位変化吸収斜面が略Ｖ字を形成するように対称に配置すると、海水導入斜面による消波作用に加え、Ｖ字の潮位変化吸収斜面に沿って流動する水が互いに衝突する作用により、消波作用を更に高められる。
【００２３】
又、乗り越え頂部を乗り越えて湾内側に落下した水は、後壁の下部から押し出されることにより、良好な海水の交流作用を発揮する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は本発明の海水交流防波堤ケーソンの一例を湾外から見た全体正面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図であり、図中、図５、図６と同一のものには同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２６】
図１、図２に示すように、ケーソン下部本体２の上面に、湾内側に乗り越え頂部３を有し、該乗り越え頂部３から湾外側に向けて所要の傾斜角αで下り勾配の海水導入斜面４を有している海水交流防波堤ケーソン１１において、前記したように前後方向に傾斜している海水導入斜面４に、左右方向に高さを連続変化させた潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂを形成している。図１の例では、左右の潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂが略Ｖ字を形成するように対称に配置させた場合を示している。
【００２７】
そして、前記潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂの最下部位置１３が最低潮位Ｌ1に対応するようにし、又、潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂの最高部位置１４が最高潮位Ｌ2に対応するようにする。従って最下部位置１３と最高部位置１４との間が潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂによって連続した状態に接続されている。この時、前記最下部位置１３は、完全にＶ字の形状にはなっておらず、所要の幅で水平部Ｘを形成している。又、ケーソン上部本体５の湾内側には後壁８が備えられている。
【００２８】
以下に、上記形態例の作用を説明する。
【００２９】
図１、図２に示したように、海水導入斜面４に、左右方向に高さが連続変化した潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂを形成し、且つ潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂの最下部位置１３が最低潮位Ｌ1に対応し、潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂの最高部位置１４が最高潮位Ｌ2に対応するようにした海水交流防波堤ケーソン１１を、港湾に並設することによって防波堤を構成する。
【００３０】
上記海水交流防波堤ケーソン１１では、湾外側から最低潮位Ｌ1の波浪Ｓが海水交流防波堤ケーソン１１に向かって侵入すると、波浪Ｓは、海水導入斜面４の最下部位置１３に乗り上がって消波され、エネルギーを失いながら図２の右方向に移動し、矢印Ａのように乗り越え頂部３を乗り越えて、ケーソン下部本体２の湾内側に落下する。
【００３１】
又、湾外側から最高潮位Ｌ2の波浪Ｓが海水交流防波堤ケーソン１１に向かって侵入すると、波浪Ｓは、海水導入斜面４の最高部位置１４の近傍に乗り上がって消波され、エネルギーを失いながら図２の右方向に移動し、乗り越え頂部３を乗り越えて、ケーソン下部本体２の湾内側に落下する。
【００３２】
更に、上記最低潮位Ｌ1と最高潮位Ｌ2の中間の潮位の波浪Ｓが海水交流防波堤ケーソン１１に向かって侵入すると、波浪Ｓは、潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂの中間の斜面に乗り上がって消波され、エネルギーを失いながら図２の右方向に移動し、乗り越え頂部３を乗り越えて、ケーソン下部本体２の湾内側に落下する。
【００３３】
乗り越え頂部３を乗り越えてケーソン下部本体２の湾内側に落下した水は、後壁８の下端を経て湾内側に流入し、これにより海水の交流が行われる。
【００３４】
前記したように、海水導入斜面４に潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂを形成したことにより、最低潮位Ｌ1、最高潮位Ｌ2、及び、中間潮位のいずれの波浪Ｓが海水交流防波堤ケーソン１１に作用しても、海水交流防波堤ケーソン１１は各々独自で効果的な消波作用と海水交流作用とを発揮するようになる。
【００３５】
又、前記したように、左右の潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂを略Ｖ字を形成するように対称に配置させると、前記海水導入斜面４による消波作用に加え、潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂに沿って流動する海水が、矢印Ｂで示すように内側に向かって流動して互いに衝突し、この衝突による消波によって、消波作用が更に高められることになる。
【００３６】
更に、各海水交流防波堤ケーソン１１は、潮位が変化しても、潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂによって波浪Ｓの一部を常に取り込んで湾内側に流入させるので、各海水交流防波堤ケーソン１１が総ての波を反射させることによって波反射率が増加するという問題を防止できる。
【００３７】
図３、図４は、前記潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂの他の例を示したものであり、図３は、略Ｖ字状を有する２つの潮位変化吸収斜面１２ａ，１２ｂ、１２ａ’，１２ｂ’を連続して形成した場合を示している。又、図４は、ケーソン下部本体２の幅端部の一側２’から他側２''に向けて一直線に延びる一つの潮位変化吸収斜面１５を備えた場合を示している。図３、図４中、１３は最下部位置、１４は最高部位置である。図３、図４の形態例においても、前記図１、図２の場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００３８】
尚、本発明は上記形態例にのみ限定されるものではなく、潮位変化吸収斜面の形状は種々変更し得ること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、海水導入斜面に、左右方向に高さが連続変化した潮位変化吸収斜面を形成し、且つ潮位変化吸収斜面の最下部位置が最低潮位に対応し、潮位変化吸収斜面の最高部位置が最高潮位に対応するようにした海水交流防波堤ケーソンを構成したので、最低潮位、最高潮位、及び、中間潮位のいずれの波浪が海水交流防波堤ケーソンに作用しても、海水交流防波堤ケーソンは各々独自で効果的な消波作用と海水交流作用とを発揮する効果がある。
【００４０】
又、各海水交流防波堤ケーソンは、潮位が変化しても、潮位変化吸収斜面によって波浪の一部を取り込んで湾内側に流入させるので、各海水交流防波堤ケーソンが総ての波を反射させて波反射率が増加するという問題を防止できる効果がある。
【００４１】
更に、左右の潮位変化吸収斜面が略Ｖ字を形成するように対称に配置すると、海水導入斜面による消波作用に加え、Ｖ字の潮位変化吸収斜面に沿って流動する水が互いに衝突する作用により、消波作用を更に高められる効果がある。
【００４２】
又、乗り越え頂部を乗り越えて湾内側に落下した水は、後壁の下部から押し出されることにより、良好な海水の交流作用を発揮する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の海水交流防波堤ケーソンの形態の一例を湾外側からみた全体正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向断面図である。
【図３】本発明の海水交流防波堤ケーソンにおける潮位変化吸収斜面の他の例を示す正面図である。
【図４】本発明の海水交流防波堤ケーソンにおける潮位変化吸収斜面の更に他の例を示す正面図である。
【図５】既に提案されている海水交流防波堤ケーソンの一例を湾外側から見た正面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ方向断面図である。
【図７】図６の海水交流防波堤ケーソンの作用を示す断面図である。
【図８】潮位の変化に対応するように海水交流防波堤ケーソンを設置した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
２  ケーソン下部本体
２’，２''  幅端部
３  乗り越え頂部
４  海水導入斜面
８  後壁
１１  海水交流防波堤ケーソン
１２ａ，１２ｂ、１２ａ’，１２ｂ’    潮位変化吸収斜面
１３  最下部位置
１４  最高部位置
１５  潮位変化吸収斜面
Ｌ1     最低潮位
Ｌ2     最高潮位
【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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