(57)【要約】【課題】潮位変化に対応して人工リーフの天端が一定の水深に位置するようにすると共に長周期の波浪の伝播を阻止する。【解決手段】  前後の浮力調整室３１、３２に注水し、浮体である底版４とその上に設けた上面開放の函体２からなるダブルリーフを中性浮力状態とし、天端の水深を定める連結体５１でブイ５と人工リーフ１を連結する。潮位の変動があってもブイ５によって人工リーフ１の天端水深は一定に保たれ、消波機能を最適に維持する。進入してきた波は、函体２の前端の急激な水深変化で砕波となり、波進行方向に対して後方が低くなった斜めのスリット板１３で形成された傾斜スリット１４から函体内に入り、このスリット１４周りの鉛直擾乱と内部の中空領域による水塊の捕捉によって消波される。遮断壁６は、人工リーフ１の下方を通過する水塊を小さくし、長周期の波の岸側への伝播を阻止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮体である底版の上に上面開放の函体が設けてあるダブルリーフ構造であって、函体の前部と後部に浮力調整室が設けてあり、上面開放の函体には波の進行方向に対して下り傾斜の複数のスリット板が設けてあり、浮力調整室への注水によって浮力を調整することができる人工リーフ。
【請求項２】
請求項１において、剛性体の連結体を介してブイが連結してある人工リーフ。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかにおいて、人工リーフの前部に下側に延びる長周期波遮断壁を設けた人工リーフ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、底版または浮力調整室に貫通穴が形成してあり、貫通穴には水底に達する杭を打設して全体を上下動可能とした人工リーフ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に没するようにし、常時自動的に天端が水面から一定深さの位置に保持されるようにした中性浮力状態にすることができる人工リーフに関する。
【背景技術】
【０００２】
消波構造物として浮体を利用した浮き消波堤がある。潮位変化があっても常に水面に対する相対位置が変わらず、また、マウンドなどの基礎工が必要ないという特徴がある。しかし、水面上に構造物が露出するため、高波浪によって消波構造物の連結箇所が破損したり、消波構造物を一定位置に固定し、移動防止するための係留索等の破損などが生じる場合がある。
【０００３】
また、消波構造物が水面付近のみに存在しているため、長周期の波浪に対応することができず、浮いている構造物の下の水空間を波動エネルギーが通過して岸側に到達し、消波構造物の背後の水域の静穏性を保つことが難しく消波性能が総体的に低くなっている。このため、消波性能向上のためには、消波構造物の単位体を並列に複数配置して長周期の波浪に対応する必要があり、建造コストがかかる。また、堆砂効果が全く期待できないため、海岸侵食を防止し、海岸の安定化を図る目的としては使用できない場合が多い。更に、水面上に構造物が露出するため、海岸における景観を損ねることになる。
【０００４】
他方、人工リーフが消波構造物として海浜の安定化や静穏海域の形成を目的とするレクレーションスペース等に多用されるようになってきている。
人工リーフは、捨石マウンド等にコンクリート製のブロックを複数個設置したり（特許文献１）、大型の消波構造物を設置し、水深の変化に伴う砕波の生成により波浪エネルギーを減勢させて消波させるもので、本発明者は、特許文献２及び特許文献３に示す砕波を生成させて函体内に突入させて波浪エネルギーを減衰させて静穏水域を得る人工リーフを提案した。
【特許文献１】特開平８−３９６５号公報
【特許文献２】特開平１１−１３０４０号公報
【特許文献３】特開２００２−２４２１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
人工リーフは、潮位が変化して低水位となった場合でもその天端が水中に没しているように設置するため、低水位よりも天端が少なくとも５０ｃｍ程度下側となるように設計するのが一般的である。反面、海水面の変動が大きな場所では、満潮の際には天端までの水深が大きくなりすぎて十分な消波効果が得られない。
また、将来的な構造物の沈下、あるいは地球温暖化による水面上昇が生じた場合には、計画設計時よりも天端水深が深くなることが考えられ、所定の消波性能が確保できなくなる。
波動エネルギーの減衰という面からみると、人工リーフによる波動の減衰効果はあまり大きいとはいえず、天端における水深を適切に維持できないと十分な消波効果を得ることができないので天端幅を広くして大断面として十分な消波効果得なければならず、建設コストがアップするばかりでなく、海域の様々な環境が変化する可能性がある。寄せてくる波浪によって構造物背後の水位上昇量が大きくなるため、汀線近傍に離岸流が発生し、堆砂効果が期待できない場合も生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の人工リーフは、潮位変化に対応できるよう水中に中立させた人工リーフであって、トラップ式ダブルリーフの消波機能を利用したものであり、上面開放の函体の前部と後部に浮力調整室が設けてあり、前部の浮力調整室の上面が函体の天端より低くすることによってダブルリーフ構造とし、函体には、波進行方向に対して後方が低くなった斜めのスリットを形成し、このスリット周りの鉛直擾乱と内部の中空領域による水塊の捕捉によって消波させるものである。
構造物を中性浮力の状態とするため、函体の前方と後方に浮力調節可能な浮体が設けてあり、注水することによって中性浮力を得、人工リーフを水中の所定の位置に維持するものである。
更に、消波構造物の前方に下側に延びる壁を設けることによって長周期の波浪を消波し、函体下部を通過する水塊を小さくするものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１及び図２に示すように、人工リーフ１は、浮体であると共に下段リーフとなる底版４とその上部に設置された上段リーフとなる上面開放の函体２、及び函体前後に設けた浮力調整室３１、３２から構成される。
底版４は、水密なコンクリート製の浮体であり、その上に形成された函体２は、同じくコンクリート製で上面が開放されており、函体内に砕波を突入させて消波させるものであり、底版４が下段リーフ、函体２が上段リーフとなって２段構造のダブルリーフとなっている。
函体２の前に設けた浮力調整室３１の沖側端部は直立壁１０であり、開口１１が直立壁１０の下端部に形成してある。函体２の内部は、隔壁１２で仕切ってあり補強されている。函体２の上面には隔壁１２の間に波の進行方向に対し３０度の下り傾斜のスリット板１３、１３が間隔をおいて配置されており、スリット板１３の間には傾斜スリット１４、１４が形成される。
【０００８】
函体２の前後のコンクリート製で水密構造の浮力調整室３１、３２は函体２と一体に、または、分離可能に形成される。浮力調整室３１、３２には、浮力を調整して人工リーフが全体として中性浮力の状態にするために注水、または排水するためのバルブ（図示しない）を設ける。
浮力調整室３１、３２には台船などの船舶の廃船を利用することも可能であり、台船を適宜の大きさに切断して前後を閉塞して浮力調整室とし、函体２の前後に連結金具等で連結一体化する。この浮力調整室が腐蝕してきて浮体としての機能を発揮できなくなったら取り外して新たなものと交換する。
【０００９】
人工リーフ１は、図２に示すように、複数の単体を連結して消波構造物にするので、連結具を適宜の位置に設置する。また、底版４の前端付近には、下方に延びる長周期波遮断壁６を設けてある。この遮断壁６は、底版４の中央側に設けてもよく、底版４と一体でも、また、別体で作成して消波構造物を設置する現場で組立てて一体化するものでもよい。
【００１０】
浮力調整室３１、３２を有する人工リーフ１をドックまたは海岸から進水させ、設置地点まで曳航する。人工リーフ１に連結体５１を介してブイ５を取り付ける。前後の浮力調整室３１、３２に人工リーフ１が水平状態を維持するように注水して中性浮力より僅かに小さい浮力として緩やかに沈降させる。
ブイ５と人工リーフ１とを連結する連結体５１は、水面から天端までの深さを規定するものであり、剛性の大きなものとし、長さは０．５〜１．５ｍ程度から適宜選択する。
人工リーフ１の前後にアンカー索５２及びアンカー５３を取り付けて設置を完了する。続けて他の人工リーフ１を所定の深さに沈降させて連結する。
消波構造物である人工リーフ１がほぼ中性浮力の状態にしてあるので、ブイ５に要求される浮力は小さく、したがってその体積を小さくできるので、水面上に露出する構造物が小さくて済み、景観を阻害することが殆どない。また、連結体５１の長さを調整可能とすることによって、人工リーフ１の天端の水深を変更し、消波構造物の設置場所の波に応じた天端水深とすることができる。
【００１１】
沖合から進行してきた波は水深が浅くなるにつれて増幅され、下段リーフとなる底版４において増幅され、更に、函体２の直立壁１０における急激な水深の減少によって砕波が発生する。砕波は、函体２の上面に突入し、傾斜スリット１４を通過して函体内部の空間で減勢される。また、遮断壁６によって長周期の波動が底版４の下方を水塊が移動するのを阻止する。
人工リーフによって岸側に伝達される波動エネルギーは減少し、岸側は静穏な水域が得られ、それに伴って岸から沖への水流の発生が抑制されるので、海底の砂の移動が少なくなり海岸の侵食が防止される。
【００１２】
図３及び図４に示す例は、人工リーフ１の移動の抑制や、波浪による人工リーフ１の前後方向への揺動を防止して連結部の損傷を低減するものである。
そのため、人工リーフの函体２及び底版４の前後に貫通穴２２が形成してあり、この貫通穴２２に杭５４を打ち込み、貫通穴２２と杭５４との間にゴム等の緩衝体（図示しない）を介在させることによって人工リーフ１を一定位置に保持すると共に、潮位変化に応じて杭５４に沿って上下動させるものである。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
以上のように、本発明の人工リーフは、潮位変化に対応できるよう水中に中性浮力の状態にして、人工リーフの天端が水面から一定の深さに自動的に調整されるようにした人工リーフであって、トラップ式ダブルリーフの消波機能を利用したものであり、消波が効率的におこなわれ、静穏水域を形成することができる。
上面開放の函体の前部と後部に浮力調整室が設けてあり、底版と函体によってダブルリーフ構造とし、函体には、波進行方向に対して後方が低くなった斜めのスリットを形成し、このスリット周りの鉛直擾乱と内部の中空領域による水塊の捕捉によって消波がおこなわれる。
人工リーフを中性浮力の状態とするため、水中の所定の位置に維持するためのブイの浮力が小さくてよく、水面上に露出する構造物が小さくて済み、景観を阻害することがない。
更に、人工リーフの下側に延びる遮断壁を設けることによって、底版の下方を通過する水塊を小さくし、長周期の波浪が岸側に伝達するのを防止しており、静穏な水域が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】人工リーフの実施例の断面図。
【図２】人工リーフの実施例の平面図。
【図３】杭で上下動可能に固定した人工リーフの断面図。
【図４】杭で上下動可能に固定した人工リーフの平面図。
【符号の説明】
【００１５】
１    人工リーフ
１３  スリット板
１４  スリット
２    函体
３１、３２  浮力調整室
４    底版（浮体）
５    ブイ
５１  連結体
５３  アンカー
５４  杭
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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