(57)【要約】【課題】波のより効果的な逃がしによる低抵抗化を伴い高い消波効果、防波効果が得られ、津波の沿岸への影響を天端高さに応じ、遅延し、軽減し、防止するにも必要強度、必要高さを大幅に低減できるようにする。【解決手段】波１の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面２を有して設置されて波１を受け止める堤体３と、堤体３の波受け面２に沿って構築されて、堤体３の波受け面２に衝突してくる波１を一次消波し、かつ、堤体３の波受け面２に受け止められて波受け面２に沿って後方左右に分流する波をその分流方向に沿って二次消波する消波帯４と、で単位消波構造１０１をなして、上記の課題を解決する。【選択図】図１
2013159952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面を有して設置されて波を受け止める堤体と、この堤体の波受け面に沿って構築されて、堤体の波受け面に衝突してくる波を一次消波し、かつ、堤体の波受け面に受け止められて波受け面に沿って後方左右に分流する波をその分流方向に沿って二次消波する消波帯と、で単位消波構造をなしたことを特徴とする防波堤。
【請求項２】
波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面を有して設置されて波を受け止める堤体と、この堤体の波受け面に沿って構築されて、堤体の波受け面に衝突してくる波を横断させながら一次消波し、かつ、堤体の波受け面に受け止められて波受け面に沿って後方左右に分流する波をその分流方向に沿って二次消波する消波帯と、で単位消波構造をなし、この単位消波構造を、隣接間に船の航路を残して長手方向に並設したことを特徴とする防波堤。
【請求項３】
波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面を有して設置されて波を受け止める堤体と、この堤体の波受け面に沿って構築されて、堤体の波受け面に衝突してくる波を横断させながら一次消波し、かつ、堤体の波受け面に受け止められて波受け面に沿って後方左右に分流する波をその分流方向に沿って二次消波する消波帯と、で単位消波構造をなし、この単位消波構造を、相互間に船の航路を残して波側に向け平面視２列以上の多列に千鳥配置したことを特徴とする防波堤。
【請求項４】
波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面を有して設置されて波を受け止める堤体と、この堤体の波受け面に沿って構築されて、堤体の波受け面に衝突してくる波を横断させながら一次消波し、かつ、堤体の波受け面に受け止められて波受け面に沿って後方左右に分流する波をその分流方向に沿って二次消波する消波帯と、で単位消波構造をなし、この単位消波構造を、隣接間に船の航路を残して長手方向に並設するのに、隣接間距離が大、小異なる配置を含み、隣接間距離が小さい２以上の単位消波構造間の後方には、船の航路を残して１つの単位消波構造を平面視千鳥配置した千鳥型複合消波構造と、隣接間距離が大きい単位消波構造間の後方には、千鳥型複合消波構造を配置した変形千鳥型複合消波構造と、を含むことを特徴とする防波堤。
【請求項５】
堤体の波受け面は、進行してくる波を跳ね返すようにカウンター方向にせり出す波返し面を少なくとも有している請求項１〜４のいずれか１項に記載の防波堤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は防波堤に係り、主として長周期をなして発生する津波を消波、防波し、津波の沿岸への影響、被害の遅延、軽減、防止を図る防波堤に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、地震多発地帯に位置する上、四方が海に囲まれた島国であることに起因して、地震による直接被害に加え、海岸地域では津波による被害が繰り返されてきたことに関し、海底の地震、噴火等の地殻変動によってその地点の海底プレートが垂直方向に偏位してズレが生じ、そのズレが海底から海面までの間の海水に伝わって海面に波長の長い波が発生し、発生点から四方八方に伝わり陸上部に向かって伝わっていく現象の点、海岸線近くの浅海域で急激に波高が大きくなり、巨大なエネルギーを持ったまま陸上部に侵入し、はい上がっていく「遡上」と呼ばれる現象で、津波の遡上した地域では海岸線近くの低い土地に建てられた家屋等は津波が押し寄せる力でなぎ倒されてしまう点、遡上が頂点に達し力が弱まると同時に、押し寄せた津波（海水）は猛烈な勢いで引いていき、この「引き」の時に多くの人々や路上の車や破壊された家屋が海水とともに海にさらわれてしまい、引いた後の陸上部には何も残らなかったという状況が多く報告されている点、津波は発生頻度は少ないものの発生した時の被害は甚大であるので、津波の被害を無くすために総合的な津波対策が講じられてきた点、を先ず挙げている。
【０００３】
その上で、津波の来襲のおそれのある海岸地域では各種の津波対策施設の建設が進められている。このうち津波の陸上部への侵入や遡上を防止あるいは軽減するための施設としての防潮堤は、水際線や陸上に建設される越波を許さない堤防や胸壁からなり、過去の津波の打ち上げ高等をもとに天端高が決定されているが、段階的嵩上げが予定されるなど、蓄積された津波のデータに基づいて津波対策施設の整備水準もどんどん高くなり、この基準に合致させた防潮堤の天端高は非常に高いものとなってしまい、防潮堤の堤高が高度化すると堤防底面も広くなり、構造物全体としても大規模なものとなるという問題、このように断面積が非常に大きくなる上、建設延長が長いため、防潮堤の建設費が膨大になるという問題、このような防潮堤が漁村等のように狭い土地に生活の場が密集している海岸線に建設されるような場合には、まず建設用地の確保が困難な上、近接して立ち並ぶ民家の風通し、日照等の日常生活が阻害されるおそれがある問題、巨大な壁が海を塞ぐように建設されるので、湾内の漁船の停泊地と防潮堤の内側にある作業場との行き来に支障が生じ、また海辺の景観が損なわれるという問題を提起している。
【０００４】
同特許文献１は、これらの対策として、津波の越波を許容する程度の堤高を有する複数の堤体を津波進行に対して多段に設置し、津波が陸上位置に設置された防潮堤に到達する前に前記堤体を順次越波させて前記津波のエネルギーを減衰させるようする技術を開示し、これにより、津波の越波を許容する程度の堤高を有する複数の堤体を津波進行に対して多段に設置し、津波が陸上位置に設置された防潮堤に到達する前に前記堤体を順次越波させて前記津波のエネルギーを減衰させるようにしたので、津波の有するエネルギーを連続して流れのエネルギーとして変換して遡上するためのエネルギーを減衰させてしまい、津波を陸上部に到達させないか、また到達しても前記防潮堤により遡上を阻止できるため、遡上による被害を最小限に押さえることができるとし、結果、浅海域で津波のエネルギーを効率よく減衰させることができるので、海岸線への到達の大幅に減じることができ、陸上への遡上及び引きによる陸上部での被害を防ぐことができるという効果を奏するとしている。
【０００５】
また、下記特許文献２は、防波堤が外海から押し寄せる波浪の進行方向と直交するように延びているものにおいて、波の衝突による衝撃が大きく、防波堤前面での反射率が大きく反射波と入射波との干渉によって見かけ上の波高が高くなるのを、防波堤の外海側に多数のテトラポッド（登録商標）を積み上げた消波工を組み合わせ、外海から押し寄せる波浪が各テトラポッド（登録商標）間に形成された迷路状に入り組んだ間隙を通過する際に生じる摩擦損失や撹乱作用によって波動エネルギーを減衰させ対応する従来技術につき、特殊形状の消波ブロックの製造、積み重ね作業上効果につくとし、前面の多数のスリット状開口部を介して外部に開放された遊水室を有する消波体を、ケーソンの前面の上部に配置し、ケーソンの上面に固定した支持材に、消波体の支持材挿入部を差し込んで固定する技術を開示している。
【０００６】
また、下記特許文献３は、堤体を外海側から内海側にわたって水平方向に貫通する消波透水路にて、外海側と内海側との間での水の交換を図る従来技術につき、外海側からの波は消波透過路の内部を通過するときに消波され、かつそれに伴って水流が発生し、この水流が内海側に流れ込むことで水の交換が行われるものの、激浪に対処するための防波堤に採用しようとすると、この種の防波堤は大型であり、かつ消波ブロックなどの消波工が被覆されていることが一般的で、消波透過路を設け難い点を指摘し、これへの対応として、消波工を被覆した堤体を設けて激浪を受け止めるのに併せ、この激浪方向とほぼ直角な沿い波方向に向く透過型の堤体を設ける技術を開示している。これにより、消波工を被覆した堤体によって激浪を直角に受け止めながら、沿い波方向では、波力が小さく、堤体も小さくて済み、消波透過路の形成が容易であるため、十分な消波効果を有してしかも透過性能を有する防波堤が構築されるとしている。
【０００７】
なお、消波ブロックは、下記非特許文献１に見られる四脚ブロック、六脚ブロック、八脚ブロック、中空三角ブロック、ドーム型を始めとして、下記特許文献４、５、６、などで知られる各種のものがあり、その例は枚挙にいとまがないほど多種多様である。また、消波ブロックや堤体での消波構造、通水構造も種々知られる。特に、下記特許文献７、８は、背後壁と前部の遮壁との間に遊水路を形成し、遮壁に等間隔な通水口を形成することで、高周期波を消波し軽減する消波構造を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１１３２１９号公報
【特許文献２】特開２０００−２１２９３１号公報
【特許文献３】特開平８−１６５６２６号公報
【特許文献４】特開平５−３３３２０号公報
【特許文献５】特開平５−９９１６号公報
【特許文献６】特開平１１−３２３８８０号公報
【特許文献７】特開２００８−２４０４２０号公報
【特許文献８】特開２０１１−２０２４３３号公報
【特許文献９】特開平１１−３５０４４８号公報
【特許文献１０】特開２００６−１６１４３１号公報
【特許文献１１】特開２０１１−２１４２３９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｊａ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来の堤体、堤構造は一般に、特許文献１〜３、９〜１１に記載されるもののように波の進行方向に直角な向きに設置される。このため津波を受け止めるのに巨大なエネルギーをそのまま受けるので相当の強度が必要になる。今回の東日本大震災において、過去の経験から十分な強度に設計されたはずの堤体、堤構造が、予想外の巨大津波によって破壊され、甚大な被害につながることを経験したところである。組み合わせる消波工による消波効果を見込むにも、特許文献１〜３、９〜１１で知られるような非超波堤、超波堤、潜堤の別を問わず、波を進行方向に直角な向きで受け止めるリスクは防波規模に応じて受け、堤体、その設置費共に膨大化する。
【００１１】
特許文献７、８に開示の防波堤、防波構造は、後壁との間に遊水路を形成する遮壁の前面を平面視沖側に凸のやや山形が連続する凹凸面にし、受け止める波を凹凸面の凸部から凹部に導いてそこにある通水路に集めて遊水路へ逃がし、消波を図るものであるが、瞬時に働く津波の巨大エネルギーを受けるには、凹凸面の前後方向の距離、通水路幅、通水路ピッチ、遊水路幅は共に小さく、波を進行方向に直角な向きにて受け止めることの不利が解消しきれない。
【００１２】
本発明は、上記のような問題に鑑み、長周期な津波の強大なエネルギーのより効果的な逃がしによる低抵抗化を伴い高い消波効果、防波効果が得られ、津波の沿岸への影響を天端高さに応じ、遅延し、軽減し、防止するにも必要強度、必要高さを大幅に低減できる防波堤の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の防波堤は、波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面を有して設置されて波を受け止める堤体と、この堤体の波受け面に沿って構築されて、堤体の波受け面に衝突してくる波を一次消波し、かつ、堤体の波受け面に受け止められて波受け面に沿って後方左右に分流する波をその分流方向に沿って二次消波する消波帯と、で単位消波構造をなしたことを基本的な特徴とする。
【００１４】
このような構成では、堤体が、波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面を有して設置されて単位消波構造の耐波圧強度の高い基部をなし、進行してくる波をその進行方向に対しカウンター方向に凸に屈曲ないしは湾曲した波受け面に受け止めることにより、波を波受け面に沿い後方へ逃がしながら左右に振り分け、低抵抗にて強力かつ高速な波の進行を低減でき、消波帯が、堤体の波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した波受け面に沿った帯状域で単位消波構造の消波工をなし、堤体の波受け面に衝突してくる波を無数に分散させながら広域で帯域幅方向に透過させることで一次消波して堤体への衝突エネルギーを低減するのに併せ、堤体の波受け面に受け止められて後方左右に分流する波をその流れに沿う帯域長手方向に連続に透過させていくことで累積二次消波して波の堤体の波受け面に沿った後方へ流れ勢力を大幅に低減できる。
【００１５】
本発明の防波堤は、また、波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面を有して設置されて波を受け止める堤体と、この堤体の波受け面に沿って構築されて、堤体の波受け面に衝突してくる波を横断させながら一次消波し、かつ、堤体の波受け面に受け止められて波受け面に沿って後方左右に分流する波をその分流方向に沿って二次消波する消波帯と、で単位消波構造をなし、この単位消波構造を、隣接間に船の航路を残して長手方向に並設したことを１つの特徴とする。
【００１６】
このような構成では、単位消波構造によって、防波、一次消波、二次消波を受けて単位消波構造の端部に至る分流波を、単位消波構造間に残す広い船の航路に集めて、ここに直接至る限定域での波と合流する低勢力な限定域波として、単位消波構造間航路を通じ後方へ大きなスパンで分散して逃がすので、船の航行を妨げることなく防波堤に向け進行してくる波全体の後方への波動エネルギーを広域に亘って低減することができる。
【００１７】
本発明の防波堤は、また、波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面を有して設置されて波を受け止める堤体と、この堤体の波受け面に沿って構築されて、堤体の波受け面に衝突してくる波を横断させながら一次消波し、かつ、堤体の波受け面に受け止められて波受け面に沿って後方左右に分流する波をその分流方向に沿って二次消波する消波帯と、で単位消波構造をなし、この単位消波構造を、相互間に船の航路を残して波側に向け平面視２列以上の多列に千鳥配置したことを別の特徴とする。
【００１８】
このような構成では、前段の単位消波構造配列にて、単位消波構造による防波、一次消波、二次消波を受け単位消波構造の端部に至る分流波を、単位消波構造間に残す広い船の航路にて、ここに直接至る限定域での波と合流する低勢力な限定域波として、後方へ広域に分散して逃がし、前段の単位消波構造配列に向け進行してくる波全体の後方への波動エネルギーを先行低減しながら、この前段の単位消波構造間航路を通じ広域各部に分散されてなお後方に向かう先行低減波のそれぞれを、これに対向する後段の単位消波構造配列での各単位消波構造個々による防波、一次消波、二次消波と、その後単位消波構造の端部に至る分流波を、単位消波構造間に残す広い船の航路にて合流する低勢力な限定域波として、後方へ広域に分散して逃がし、後段の消波構造配列方への波動エネルギーを後行低減し、２段階以上多段階に消波、防波することができる。
【００１９】
本発明の防波堤は、また、波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面を有して設置されて波を受け止める堤体と、この堤体の波受け面に沿って構築されて、堤体の波受け面に衝突してくる波を横断させながら一次消波し、かつ、堤体の波受け面に受け止められて波受け面に沿って後方左右に分流する波をその分流方向に沿って二次消波する消波帯と、で単位消波構造をなし、この単位消波構造を、隣接間に船の航路を残して長手方向に並設するのに、隣接間距離が大、小異なる配置を含み、隣接間距離が小さい２以上の単位消波構造間の後方には、船の航路を残して１つの単位消波構造を平面視千鳥配置した千鳥型複合消波構造と、隣接間距離が大きい単位消波構造間の後方には、千鳥型複合消波構造を配置した変形千鳥型複合消波構造と、を含むことを他の特徴とする。
【００２０】
このような構成では、前、後段の単位消波構造の千鳥型複合消波構造によって、別の特徴の場合のように、２段以上多段に消波、防波しながら、前段の単位消波構造の隣接間隔距離を他より大きくするのを利用して、ここがなす航路への波の集中量を増大させる分他の隣接間航路およびこれを形成する各単位消波構造に働く波のエネルギーを軽減しながら、隣接間距離の大きさに応じて航路に集中してくる波はそこに必要規模で対向させた千鳥型複合消波構造での２段以上の多段な消波、防波にて、必要に応じ隣接間距離の小さい航路と同程度またはそれ以上にも波の後方へのエネルギーを低減することができる。
【００２１】
上記において、さらに、堤体の波受け面は、進行してくる波を跳ね返すようにカウンター方向にせり出す波返し面を少なくとも有しているものとすることができる。
【００２２】
このような構成では、上記に加え、さらに、堤体が波受け面で進行してくる波を受けるのに、波返し面が波のカウンター方向へのせり出し形態により、波受け面に衝突してくる波を抑え込みながら反進行方向に跳ね返すので、波の堤体に対する嵩の盛り上がり勢力、超波勢力を低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の防波堤の基本的特徴によれば、波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した耐波圧強度の高い形状の波受け面で進行してくる波を波受け面に沿い後方へ逃がしながら左右に振り分け、低抵抗にて強力かつ高速な波の進行を低減する堤体の防波作用と、堤体の波受け面に衝突してくる波を無数に分散させながら波受け面の長手方向に沿った広域な設置帯域の幅方向に透過させる一次消波にて堤体への衝突エネルギーを低減し、かつ、堤体の波受け面に受け止められ後方左右に分流する波をその流れに沿う設置帯域の長手方向に連続に透過させる累積二次消波にて波の堤体の波受け面に沿った後方への流れ勢力を大幅に低減する複合消波作用と、を発揮し、長周期な津波の強大なエネルギーのより効果的な後方への逃がしによる低抵抗化を伴い高い消波効果、防波効果が得られるので、津波の沿岸への影響を天端高さに応じ、遅延し、軽減し、防止するにも必要強度、必要高さを大幅に低減して、防波堤規模、設置費用を低減できる。
【００２４】
本発明の防波堤の１つの特徴によれば、防波、一次消波、二次消波を受けて単位消波構造の端部に至る分流波を、単位消波構造間に残す広い船の航路に集めて、ここに直接至る限定域での波と合流する低勢力な限定域波として、単位消波構造間航路を通じ後方へ大きなスパンで分散して逃がし、船の航行を妨げることなく防波堤に向け進行してくる波全体の後方への波動エネルギーを広域に亘って低減するので、防波必要域に対応して連続にも、不連続にも過不足なく設置しやすい。また、防波堤はその設置域端部を防波必要域と防波不要域との境界または防波不要域に対応させることで、防波必要域に対する消波、防波を、基本的特徴による作用、効果を伴い達成しきれる。
【００２５】
本発明の防波堤の別の特徴によれば、前段の単位消波構造配列での単位消波構造による防波、一次消波、二次消波を受け単位消波構造の端部に至る分流波が、単位消波構造間に残す広い船の航路にてここに直接至る波と合流するも、低勢力な限定域波として広域に分散して逃がすことで、前段の単位消波構造配列に向け進行してくる波全体の後方への波動エネルギーを先行低減させ、また、この広域各部に分散されてなお後方に向かう先行低減波のそれぞれを、後段の単位消波構造配列での各単位消波構造個々による防波、一次消波、二次消波を経て単位消波構造の端部に至る分流波を、単位消波構造間に残す広い船の航路にて合流する低勢力な限定域波として、後方へ広域に分散して逃がし、後段の消波構造配列方への波動エネルギーを後行低減させる、２段階以上多段階な消波、防波を図って、船の航行を妨げることなく防波堤に向け進行してくる波全体の後方への波動エネルギーを広域に亘って大幅に低減するので、津波の沿岸への影響を天端高さに応じ、遅延し、軽減し、防止するにも必要強度、必要高さをさらに低減して、防波堤規模、設置費用をより低減してより巨大な津波に対応できる。この場合も、防波必要域に対応して連続にも、不連続にも過不足なく設置しやすいことに変わりはなく、防波堤はその設置域端部を防波必要域と防波不要域との境界または防波不要域に対応させることで、防波必要域に対する消波、防波を、基本的特徴による作用、効果を伴い達成しきれる。
【００２６】
本発明の防波堤の他の特徴によれば、前、後段の単位消波構造の千鳥型複合消波構造によって、別の特徴の場合のように、２段以上多段に消波、防波しながら、前段の単位消波構造の隣接間隔距離を他より大きくするのを利用して、ここがなす航路への波の集中量を増大させる分他の隣接間航路およびこれを形成する各単位消波構造に働く波のエネルギーを軽減して、防波堤の必要高度、必要高さをさらに低減できるようにしながら、隣接間距離の大きさに応じて航路に集中してくる波はそこに必要規模で対向させてなす変形千鳥型複合消波構造での千鳥型複合消波構造での２段以上の多段な消波、防波にて、必要に応じ隣接間距離の小さい航路と同程度またはそれ以上にも波の後方へのエネルギーを低減することができるので、さらに巨大な津波に強度上、設置費用上より対応しやすい。この場合も、防波必要域に対応して連続にも、不連続にも過不足なく設置しやすいことに変わりはなく、防波堤はその設置域端部を防波必要域と防波不要域との境界または防波不要域に対応させることで、防波必要域に対する消波、防波を、基本的特徴による作用、効果を伴い達成しきれる。
【００２７】
上記に加え、さらに、堤体が波受け面で進行してくる波を受けるのに、波返し面が波のカウンター方向へのせり出し形態により、波受け面に衝突してくる波を抑え込みながら反進行方向に跳ね返すようにすることで、波の堤体に対する嵩の盛り上がり勢力、超波勢力を低減して、津波の沿岸への影響を遅延し、軽減し、防止するにも、必要天端高さをさらに低減し、防波堤のさらなる低規模化、低コスト化、工期短縮が図れる。
【００２８】
本発明のそれ以上の目的および特徴は、以下の詳細な説明および図面によって明らかになる。本発明の各特徴は、それ自体単独で、または可能な範囲で種々に複合して採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る基本的な実施の形態の防波堤の半部を示す平面図。
【図２】図１の防波堤の１つの立設形態を示す断面図。
【図３】図１の防波堤の別の立設形態を示す断面図。
【図４】本発明に係る別の実施形態の防波堤を最小単位で示す平面図。
【図５】本発明に係る他の実施形態の防波堤を最小単位で示す平面図。
【図６】本発明に係る１つの実施例を示す平面図。
【図７】本発明に係る別の実施例を示す平面図。
【図８】本発明に係る他の実施例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明に係る防波堤の実施の形態としては、基本的に、図１に左右の半部を示す防波堤１００のように、津波で代表される波１の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面２を有して設置されて波を受け止める堤体３と、この堤体３の波受け面２に沿って構築されて、堤体３の波受け面２に衝突してくる波１を一次消波し、かつ、堤体３の波受け面２に受け止められて波受け面２に沿って後方左右に分流する分流波１ａをその分流方向に沿って二次消波する消波帯４と、で単位消波構造１０１をなす。ここに、堤体３は、既にしられる各種材料、工法にて構築されるものでよいし、消波帯４は、既にしられる各種の消波ブロック、消波構造を、堤体３に一体のもの、別体のもの、これらを複合したものを問わず、前記一次消波作用、二次消波作用をなす消波工として、堤体３の波受け面２に沿う帯域に帯状をなすように構築されればよい。
【００３１】
このような防波堤１００は、堤体３が、波１の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面２を有して設置されて単位消波構造１０１の耐波圧強度の高い基部をなし、進行してくる波１をその進行方向に対しカウンター方向に凸に屈曲ないしは湾曲した波受け面２に受け止めることにより、波１を波受け面２に沿い後方へ逃がしながら左右に振り分け、低抵抗にて強力かつ高速な波の進行を低減する。また、消波帯４が、堤体３の波１の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した波受け面２に沿った帯状域で単位消波構造１０１の消波工をなし、堤体３の波受け面２に衝突してくる波１を無数に分散させながら広域で矢印Ａで示す帯域幅方向に透過させることで一次消波して堤体３への衝突エネルギーを低減するのに併せ、堤体３の波受け面２に受け止められて後方左右に分流する分流波１ａをその流れに沿う矢印Ｂで示す帯域長手方向に連続に透過させていくことで累積二次消波して波１の堤体３の波受け面２に沿った後へ流れ勢力を大幅に低減できる。
【００３２】
これにより、防波堤１００は、波１の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した耐波圧強度の高い形状の波受け面２で進行してくる波１を波受け面２に沿い後方へ逃がしながら左右に振り分け、低抵抗にて強力かつ高速な波の進行を低減する堤体３の防波作用と、堤体３の波受け面２に衝突してくる波１を無数に分散させながら波受け面２の長手方向に沿った広域な設置帯域Ｃに亘って矢印Ａで示す幅方向に透過させる一次消波にて堤体３への衝突エネルギーを低減し、かつ、堤体３の波受け面２に受け止められ後方左右に分流する分流波１ａをその流れに沿う設置帯域Ｃでの矢印Ｂで示す長手方向に連続に透過させる累積二次消波にて波１の堤体３の波受け面２に沿った後方への流れ勢力を大幅に低減する複合消波作用と、を発揮し、長周期な津波の強大なエネルギーのより効果的な後方への逃がしによる低抵抗化を伴い高い消波効果、防波効果が得られる。この結果、津波の沿岸への影響を天端高さに応じ、遅延し、軽減し、防止するにも必要強度、必要高さを大幅に低減して、防波堤規模、設置費用を低減できる。従って、工期も短縮する。
【００３３】
なお、堤体３の後面の形状はフラットにするなど特に問うものではないが、波１の進行方向に対しカウンター方向に凸な屈曲面、湾曲面としたことによる、耐圧強度向上に伴い、図示例のように等厚な軽量構造にして十分な耐久性が得られる。消波帯４を前記一次消波作用、二次消波作用をなす消波工として構築するには、消波空隙、消波通路が、一次消波作用方向、および二次消波作用方向に無数に分岐して連続する形態がよい。それには、既に知られる４脚ブロックなどの有脚ブロックを堤体３の波受け面２に沿って必要幅を満足して、図２、図３に示す例で代表して示すように積み重ねるだけで消波空隙、消波通路が無方向に連続する一次消波、二次消波に有利な好適形態で達成できる。また、堤体３が波１の進行方向に凸な屈曲、湾曲形態をなして、波受け面２の凸部２ａにて波１の波動エネルギーを最大に受け、左右端部に向け小さくなる傾向を示すことにつき、消波帯４は波受け面２の凸部２ａにて最大幅となるように構築して凸部２ａ側ほど消波、防波効果を高めることで、凸部２ａ側が破壊され、超波してしまうようなことを防止できる。図１に示す例では、堤体３が笠型断面形態をなしていることに対応して、極域となる凸部２ａ範囲にその頂点位置から凸部２ａ周辺へ向け設置幅を小さくすることで対応している。また、防波堤１００に衝突してくる波１が巨大津波によるような強大な波圧、進行速度などにて消波帯４の消波空隙、消波通路を透過せず、また十分に透過せずバイパスして超波することが考えられる。これを防止し、抑制するには消波帯４での消波空隙、消波通路の波１に対する透過抵抗を適度に抑える必要があり、波１の防波堤１００への衝突エネルギーと、衝突後の分流波１ａの分流エネルギーと、の大小の違いに対応して、消波帯４の幅方向と長手方向とで、波１に対する透過抵抗に差を与えた設計をすることも有効である。これらの具体的データはシミュレーションやモデル実験によって検証される。
【００３４】
本発明に係る防波堤の別の実施の形態としては、また、波の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面２を有して設置されて波１を受け止める既述のような堤体３と、この堤体３の波受け面２に沿って既述のように構築されて、堤体３の波受け面２に衝突してくる波１を横断させながら一次消波し、かつ、堤体３の波受け面２に受け止められて波受け面２に沿って後方左右に分流する分流波１ａをその分流方向に沿って二次消波する消波帯４と、で単位消波構造１０１をなし、この単位消波構造１０１を、隣接間に船の航路１１を残して、図４の例、図５の例の波１の進行方向で見た前列で見られるように長手方向に並設した防波堤２００として有効に実現する。
【００３５】
このようにすると、単位消波構造１０１によって、防波、一次消波、二次消波を受けて単位消波構造１０１の端部に至る分流波１ａを、単位消波構造１０１間に残す広い船の航路１１に集めて、ここに直接至る限定域での波１ｂと合流する低勢力な限定域波１ｃとして、単位消波構造間航路１１を通じ後方へ大きなスパンＳで分散して逃がすので、船の航行を妨げることなく防波堤２００に向け進行してくる波１全体の後方への波動エネルギーを広域に亘って低減することができる。これにより、防波、一次消波、二次消波を受けて単位消波構造１０１の端部に至る分流波１ａを、単位消波構造１０１間に残す広い船の航路１１に集めて、ここに直接至る限定域での波１ｂと合流する低勢力な限定域波１ｃとして、単位消波構造間航路１１を通じ後方へ大きなスパンで分散して逃がし、船の航行を妨げることなく防波堤２００に向け進行してくる波１全体の後方への波動エネルギーを広域に亘って低減するので、沿岸の防波必要域に対応して連続にも、不連続にも過不足なく設置しやすい。また、防波堤２００はその設置域端部を防波必要域と防波不要域との境界または防波不要域に対応させることで、防波必要域に対する消波、防波を、基本的特徴による作用、効果を伴い達成しきれる。
【００３６】
本発明に係る防波堤の他の実施の形態としては、図４の例全体で示すように、波１の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面２を有して設置されて波１を受け止める堤体３と、この堤体３の波受け面２に沿って構築されて、堤体３の波受け面２に衝突してくる波１を横断させながら一次消波し、かつ、堤体３の波受け面２に受け止められて波受け面２に沿って後方左右に分流する分流波１ａをその分流方向に沿って二次消波する消波帯４と、で単位消波構造１０１をなし、この単位消波構造１０１を、相互間に船の航路１１を残して波側に向け平面視２列以上の多列に千鳥配置した防波堤３００として、さらに有効に実現する。
【００３７】
このような防波堤３００は、前段の防波堤２００をなす単位消波構造配列にて、単位消波構造１０１による防波、一次消波、二次消波を受け単位消波構造１０１の端部に至る分流波１ａを、単位消波構造１０１間に残す広い船の航路１１にて、ここに直接至る限定域での波１ｂと合流する低勢力な限定域波１ｃとして、後方へ広域に分散して逃がし、前段の単位消波構造配列である防波堤２００に向け進行してくる波１全体の後方への波動エネルギーを先行低減しながら、この前段の単位消波構造間航路１１を通じ広域各部に分散されてなお後方に向かう先行低減波としての限定域波１ｃのそれぞれを、これに対向する後段の単位消波構造１０１の配列での各単位消波構造１０１個々による防波、一次消波、二次消波と、その後単位消波構造１０１の端部に至る分流波１ｄを、単位消波構造１０１間に残す広い船の航路１１にて合流する低勢力な限定域波１ｃとしての合流波１ｅとして、後方へ広域に分散して逃がし、後段の消波構造配列方への波動エネルギーを後行低減し、２段階以上多段階に消波、防波することができる。
【００３８】
この結果、前段の単位消波構造配列での単位消波構造１０１による防波、一次消波、二次消波を受け単位消波構造１０１の端部に至る分流波１ａが、単位消波構造１０１間に残す広い船の航路１１にてここに直接至る限定域波１ｂと合流するも、低勢力な限定域波１ｃとして広域に分散して逃がすことで、前段の単位消波構造配列に向け進行してくる波１全体の後方への波動エネルギーを先行低減させ、また、この広域各部に分散されてなお後方に向かう先行低減波のそれぞれを、後段の単位消波構造配列での各単位消波構造１０１個々による防波、一次消波、二次消波を経て単位消波構造１０１の端部に至る分流波を、単位消波構造間に残す広い船の航路１１にて合流する低勢力な限定域波１ｃとして合流は１ｅとして、後方へ広域に分散して逃がし、後段の消波構造配列方への波動エネルギーを後行低減させる、２段階以上多段階な消波、防波を図って、船の航行を妨げることなく防波堤３００に向け進行してくる波１全体の後方への波動エネルギーを広域に亘って大幅に低減するので、津波の沿岸への影響を天端高さに応じ、遅延し、軽減し、防止するにも必要強度、必要高さをさらに低減して、防波堤規模、設置費用をより低減してより巨大な津波に対応できる。この場合も、防波必要域に対応して連続にも、不連続にも過不足なく設置しやすいことに変わりはなく、防波堤２００はその設置域端部を防波必要域と防波不要域との境界または防波不要域に対応させることで、防波必要域に対する消波、防波を、基本的特徴による作用、効果を伴い達成しきれる。
【００３９】
なお、ここでの、単位消波構造１０１の千鳥配置は、図４、図５に見られる前段２つ、後段１つの単位消波構造の単位の組み合わせとして、図１に示す単位消波構造１０１単体として、消波、防波により有効である。
【００４０】
本発明に係る防波堤の他の実施の形態としては、また、図５に示すように、波１の進行に対しカウンター方向に平面視凸に屈曲ないしは湾曲した形状の波受け面２を有して設置されて波を受け止める堤体３と、この堤体３の波受け面２に沿って構築されて、堤体３の波受け面２に衝突してくる波１を矢印Ａで示す方向に横断させながら一次消波し、かつ、堤体３の波受け面２に受け止められて波受け面２に沿って矢印Ｂで示す後方左右に分流する分流波１ａをその分流方向に沿って二次消波する消波帯４と、で単位消波構造１０１をなし、この単位消波構造１０１を、隣接間に船の航路１１を残して長手方向に並設するのに、隣接間距離が大、小異なる配置を含み、隣接間距離が小さい２以上の単位消波構造１０１間の後方には、船の航路１１を残して１つの単位消波構造１０１を平面視千鳥配置した千鳥型複合消波構造４００と、隣接間距離が大きい単位消波構造１０１間の後方には、千鳥型複合消波構造４００を配置した変形千鳥型複合消波構造５００と、を含む防波堤６００として、より特徴的に実現することができる。
【００４１】
このようにした防波堤６００では、前、後段の単位消波構造１０１の千鳥型複合消波構造４００によって、２段以上多段に消波、防波しながら、前段の単位消波構造１０１の隣接間隔距離を他より大きくするのを利用して、ここがなす航路１１への波の集中量を増大させる分他の隣接間航路１１およびこれを形成する各単位消波構造１０１に働く波のエネルギーを軽減しながら、隣接間距離の大きさに応じて航路１１に集中してくる合流波１ｆはそこに必要規模で対向させて変形千鳥型複合消波構造５００をなす千鳥型複合消波構造４００での２段以上の多段な消波、防波にて、必要に応じ隣接間距離の小さい航路１１と同程度またはそれ以上にも波の後方へのエネルギーを低減することができる。
【００４２】
したがって前、後段の単位消波構造１０１の千鳥型複合消波構造４００によって、２段以上多段に消波、防波しながら、前段の単位消波構造１０１の隣接間隔距離を他より大きくするのを利用して、ここがなす航路１１への波の集中量を増大させる分他の隣接間航路１１およびこれを形成する各単位消波構造１０１に働く波１のエネルギーを軽減して、防波堤の必要高度、必要高さをさらに低減できるようにしながら、隣接間距離の大きさに応じて航路１１に集中してくる合流波１ｆはそこに必要規模で対向させて変形千鳥型複合消波構造５００での千鳥型複合消波構造４００での２段以上の多段な消波、防波にて、必要に応じ隣接間距離の小さい航路１１と同程度またはそれ以上にも波の後方へのエネルギーを低減することができるので、さらに巨大な津波に強度上、設置費用上より対応しやすい。この場合も、防波堤６００は防波必要域に対応して連続にも、不連続にも過不足なく設置しやすいことに変わりはなく、防波堤６００はその設置域端部を防波必要域と防波不要域との境界または防波不要域に対応させることで、防波必要域に対する消波、防波を、基本的特徴による作用、効果を伴い達成しきれる。
【００４３】
防波堤１００、２００、３００、６００のいずれにおいても、完全な超波を目的としない場合、消波帯４は図２に示すように堤体３の天端近くを残して、かつ、天端側で帯域幅が小さくなる形態に構築することにより、堤体３に衝突してくる波１の波動エネルギーを上方後方に無理なく逃がして緩衝を図ることができる。
【００４４】
また、防波堤１００、２００、３００、６００のいずれも、図３に示すように堤体３の波受け面２は、進行してくる波を跳ね返すようにカウンターにせり出す波返し面５を少なくとも有しているものとすることができる。これにより、堤体３が波受け面２で進行してくる波１を受けるのに、波受け面２の波返し面５の波１のカウンター方向へせり出した形態により、波受け面２に衝突してくる波を抑え込みながら反進行方向に跳ね返すので、波１の堤体３に対する嵩の盛り上がり勢力、超波勢力を低減することができる。
【００４５】
結果、堤体３が波受け面２で進行してくる波１を受けるのに、波返し面５が波１のカウンター方向へのせり出し形態により、波受け面２に衝突してくる波１を抑え込みながら反進行方向に跳ね返すようにすることで、波１の堤体３に対する嵩の盛り上がり勢力、超波勢力を低減して、津波の沿岸への影響を遅延し、軽減し、防止するにも、必要天端高さをさらに低減し、防波堤のさらなる低規模化、低コスト化、工期短縮が図れる。なお、波返し面５は、波受け面２の縦方向全域に亘っていわゆるフレア型に湾曲するなど、特許文献１０、１１などで既にしられる種々の形態を採って波１の盛り上げと抑え込みとによる干渉消波を併せ図るなどすることができる。
【００４６】
以下、図６〜図８を参照して、本願発明を適用する場合の３つの実施例について説明する。図６に示す実施例は、図４に示す３つの単位消波構造１０１を千鳥配置した防波堤３００を、沿岸の既設港施設７００を必要防波域対象として設置しており、既設港施設７００への津波の影響を遅延、軽減、防止するようにしている。図７に示す実施例は、図６に示す実施例での防波堤３００を、既設港施設７００に対応するものに加え、その両側にも配した防波堤８００として、既設港施設７００である重要施設を中心とした人口密集地域を必要防波対象として、防波効果が得られるようにしている。しかも、各防波堤３００の設置間隔を、各防波堤３００での単位消波構造１０１の隣接間隔よりも大きくして、その大きくした分そこに波１のエネルギーを広域に分散集中させて、波１の防波堤８００に向かってくる波動エネルギーを有効に低減できるようにしている。図８に示す実施例は、図５に示す防波堤６００を、港施設７００を中心に人口密集地域に対向して設置し、防波するようにしている。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、長周期な巨大津波に低強度にて対向できる有効な防波堤の実現に貢献する。
【符号の説明】
【００４８】
１  波
２  波受け面
３  堤体
４  消波帯
５  波返し面
１００、２００、３００、６００、８００  防波堤
１０１  単位消波構造
１１  航路
４００  千鳥型複合消波構造
５００  変形千鳥型複合消波構造
７００  港施設
【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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