(57)【要約】【課題】沈砂池に流入する土砂を排砂手段の周辺に集め、通水中であっても効率的な排砂処理を可能とする。【解決手段】沈降した土砂２を排出する排砂手段７の上流側に、沈砂池１での水流の流速を一時的に高める高流速化手段８を設けた沈砂池１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路中に設けられた沈砂池であって、
前記沈砂池に沈降した土砂を排出する排砂手段の上流側に、前記沈砂池での水流の流速を一時的に高める高流速化手段を設けたことを特徴とする沈砂池。
【請求項２】
前記高流速化手段を、前記水流の方向における異なる位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の沈砂池。
【請求項３】
前記高流速化手段が、前記水流と対向し、取り外し可能に設置される角落とし材であることを特徴とする請求項１または２に記載の沈砂池。
【請求項４】
流路中に設けられた沈砂池における排砂方法であって、
前記沈砂池に沈降した土砂を排出する排砂手段の上流側所定箇所において、水流の流速を一時的に高める高流速化手段による、水流の高流速化を図り、
前記上流側所定箇所における水流の一時的な高流速化の後に当該高流速化を解除し、前記上流側所定箇所と前記排砂手段との間の排砂手段周辺箇所において、前記高流速化手段による水流の高流速化を図り、
前記排砂手段周辺箇所での水流の高流速化が図られた後、前記排砂手段による排砂処理を行うことを特徴とする排砂方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電所の取水口等から流入した土砂を沈降させる沈砂池、およびこの沈砂池における排砂方法に関し、特に、沈砂池に沈降した土砂を排砂門や渦動排砂管などの排砂手段の周辺に集め、通水中であっても効率的な排砂処理を可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川水を水力発電所に供給する水路には土砂等が流入するために、水路の途中に水路の一部分を拡幅して水の流速を低下させ、流水中の土砂等を沈下させるための沈砂池が設けられている。この沈砂池の底部に堆積した土砂等を排出するための排砂技術として、例えば、沈降した汚砂を再び舞い上げることなく、池底全体にわたって集砂ピット側へ移動させ、集砂することができる沈砂池設備の集砂装置を提供することを課題とした、噴気流発生機を池底またはその近傍に設置するとともに、この噴気流発生機の上部に砂の移動を許容し、かつ噴気流発生機作動時の砂の舞い上がりを池全体に拡散するのを防止する隔壁を設けたことを特徴とする沈砂池設備の集砂装置（特許文献１参照）などが提案されている。
【０００３】
また、沈砂池の底部に溜まった沈砂を洗い流す際に、ポンプ等の動力を使用せずに水を放出して集砂作業を進めることができるようにすることを課題とした、原水の流れ方向の下流端に沈砂の集まる集砂ピットが設けられた沈砂池と、前記集砂ピット内の沈砂を多量に含む原水を地上に搬送する揚砂装置と、この揚砂装置によって地上に搬送された原水を固液分離する沈砂分離装置と、この沈砂分離装置で分離された後オーバーフローする水を貯留する貯水タンクと、前記沈砂池の上流端に設けられて沈砂池の底部に堆積した沈砂を洗い流すために水を放流する放流装置と、前記貯水タンクと前記放流装置とを連絡し且つ必要時に貯水タンクの貯留水をその位置エネルギを利用して前記放流放置に導き放流させる配管とを備えたことを特徴とする沈砂池の集砂装置（特許文献２参照）なども提案されている。
【特許文献１】特開平９−７０５０３号公報
【特許文献２】特開２００３−１５４２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
沈砂池の中で、土砂は概ね均等に堆積するため、排砂管や排砂門などの排砂手段を設置して排砂を行うとしても、その排砂手段の周辺しか排砂できないことが多い。したがって、沈砂池に沈降した土砂のうち、排砂手段の周辺領域以外のものは排砂されずに沈砂池内に残されてしまうおそれがあった。
【０００５】
そこで本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、沈砂池に流入する土砂を排砂手段の周辺に集め、通水中であっても効率的な排砂処理を可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決する本発明の沈砂池は、流路中に設けられた沈砂池であって、前記沈砂池に沈降した土砂を排出する排砂手段の上流側に、前記沈砂池での水流の流速を一時的に高める高流速化手段を設けたことを特徴とする。
【０００７】
また、前記沈砂池において、前記高流速化手段を、前記水流の方向における異なる位置に設ける、としてもよい。
【０００８】
また、前記沈砂池において、前記高流速化手段が、前記水流と対向し、取り外し可能に設置される角落とし材であるとしてもよい。
【０００９】
また、本発明の排砂方法は、流路中に設けられた沈砂池における排砂方法であって、前記沈砂池に沈降した土砂を排出する排砂手段の上流側所定箇所において、水流の流速を一時的に高める高流速化手段による、水流の高流速化を図り、前記上流側所定箇所における水流の一時的な高流速化の後に当該高流速化を解除し、前記上流側所定箇所と前記排砂手段との間の排砂手段周辺箇所において、前記高流速化手段による水流の高流速化を図り、前記排砂手段周辺箇所での水流の高流速化が図られた後、前記排砂手段による排砂処理を行うことを特徴とする。
【００１０】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明の実施の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、沈砂池に流入する土砂を排砂手段の周辺に集め、通水中であっても効率的な排砂処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
−−−沈砂池の構造−−−
以下、本発明に係る好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１〜３は本実施形態に係る沈砂池１の例１〜３を示す図である。本実施形態における沈砂池１は、例えば、水力発電所の取水口から流入する水流を発電機まで導く流路３に設けられるものである。こうした沈砂池１は、前記流路３を流れる水流の流速を適宜抑制して土砂２の沈降を促す作用を発現するものであるから、その底部には土砂２が堆積することとなる。水流の流速を抑制するためには、流路３よりも沈砂池１の水深を深くすればよいから、沈砂池１に接続する流路３より底部の深度が適宜大きくなっている。したがってこの沈砂池で水流は流速を落とし、前記水流が搬送してきた土砂は沈砂池１の底部に沈降することとなる。
【００１３】
沈砂池１の底部に沈降する土砂２は、排砂門４あるいは渦動排砂管５などの排砂手段７により排砂しないと、時間経過と共に沈砂池内に堆積しその範囲を広げていく。そこで、本実施形態における沈砂池１においては、前記排砂手段７の上流側に、水流の流速を一時的に高める高流速化手段８を設ける。本実施形態において想定した高流速化手段８は、角落とし材である。この角落とし材８は、例えば鋼材などで構成された板状の部材であり、前記水流と対向してその流れを遮る格好で流路３の上方から投入され、所定高さ分の流路を残して係止される。
【００１４】
このように、角落とし材８が沈砂池１の底部で流路３を狭めることで、狭められた流路３、つまり沈砂池１の底部における水流の流速は、角落とし材８の設置以前より高速化する。図１において、位置Ａに設けた角落とし材８の下端付近における矢印（水流を示し、長さが流速を示す）を、角落とし材８の前後の矢印より大きくし、高流速化の様子を示している。図１下段の図に示すように、位置Ａに設置の角落とし材８の下端付近における水流が高流速化されたことで、前記角落とし材８の下端付近の沈砂池底部に堆積していた土砂２は、水流によって、より下流側に運び去られることとなる。
【００１５】
また、前記角落とし材８の下端付近から、高流速化した水流で運ばれた土砂２は、前記位置Ａから前記排砂手段７の間に堆積する。その場合、前記角落とし材８を、位置Ａから下流側、図２の例では位置Ｂに移動する。すると、図１に基づき説明したのと同様に、位置Ｂにおける角落とし材８の下端付近の水流が高流速化し、その付近に堆積していた土砂２は、より下流へと運ばれる。
【００１６】
このように、高流速化手段たる角落とし材８は、土砂２を排砂手段７の周辺まで段階的に移動させる役割を担う。そのためには、前記角落とし材８を位置Ａから位置Ｂに移設させる必要がある。したがって、前記角落とし材８は、取り外し可能に設置されるものである。図４の平面図において前記角落とし材８の沈砂池１への設置構造を示している。ここで前記沈砂池１は、例えば戸溝２０を前記位置Ａ〜Ｃの対応箇所に備えている。この戸溝２０は、例えば、沈砂池１の底部と所定距離を残して角落とし材先端が止まるよう、沈砂池１の躯体天端２５から下方に伸び、沈砂池底部から前記所定距離の位置まで達する溝構造をなしている。
【００１７】
また、この戸溝２０の内面には、例えば、前記角落とし材８を戸溝２０に沿って摺動させるローラーなどの摺動手段１３が備わるとしてもよい。また、この摺動手段１３を駆動するモータなどの駆動手段１５および当該駆動手段１５を制御して、前記角落とし材８の戸溝２０への投入・係止をコントロールする制御装置１０が、例えば、沈砂池１（の躯体など）に備わるとすれば、人力で角落とし材８を上下させる手間から解放され、作業の効率化が図れる。
【００１８】
−−−排砂処理−−−
次に、上述した沈砂池１における排砂方法について説明する。図５は、本実施形態に係る排砂方法の例を示す図である。ここでは図１〜３および図５を用いつつ説明を行う。図１の上段図で示したように、沈砂池１の底部にほぼ均等に堆積した土砂２を排出すべく、まずは、前記排砂手段７の上流側における位置Ａの前記戸溝２０に、前記角落とし材８を落とし込んで係止する（ｓ１００）。この角落とし材８は、前記水流と対向してその流れを遮る格好で流路３の上空から戸溝２０に沿って投入され、沈砂池底部から所定高さ分の流路を残して戸溝下端で係止される。角落とし材８が沈砂池１の底部で流路３を狭めることで、狭められた流路３、つまり沈砂池１の底部における水流の流速は、角落とし材８の設置以前より高速化する。そのため、位置Ａに設けた角落とし材８の下端付近に堆積していた土砂２は、水流によって、より下流側に運び去られる。
【００１９】
また、前記角落とし材８の下端付近から、高流速化した水流で運ばれた土砂２は、前記位置Ａから前記排砂手段７の間に堆積する。そこで、前記角落とし材８を、位置Ａの戸溝２０から引き上げて、当該位置Ａにおける高流速化を解除する（ｓ１０１）。また、前記戸溝２０から引き上げた角落とし材８を、前記位置Ａより下流側、図２の例では位置Ｂの戸溝２０に投入する（ｓ１０２）。すると、図１に基づき説明したのと同様に、位置Ｂにおける角落とし材８の下端付近の水流が高流速化し、その付近に堆積していた土砂２は、より下流へと運ばれる。
【００２０】
前記位置Ｂの戸溝２０に設置した前記角落とし材８の下端付近から、高流速化した水流で運ばれた土砂２は、前記位置Ｂから前記排砂手段７の間に堆積する。そこで、また、前記角落とし材８を、位置Ｂの戸溝２０から引き上げて、当該位置Ｂにおける高流速化を解除する（ｓ１０３）。更に、前記戸溝２０から引き上げた角落とし材８を、前記位置Ｂより下流側、図３の例では位置Ｃの戸溝２０に投入する（ｓ１０４）。すると、図１、２に基づき説明したのと同様に、位置Ｃにおける角落とし材８の下端付近の水流が高流速化し、その付近に堆積していた土砂２は、図３の下段に示すように、排砂手段７の周辺へと運ばれる。このように前記角落とし材８の移設を上流から下流（＝排砂手段７）に向かって行うことで、沈砂池底部にほぼ均等に堆積していた土砂２を、排砂手段７の周辺まで段階的に移動させることができる。
【００２１】
前記排砂手段７の周辺に土砂２が集積されたならば、排砂手段７である排砂門４のゲートを開いたり、或いは渦動排砂管５を動作させて、前記排砂手段周辺の土砂２の排砂処理を行う（ｓ１０５）。排砂手段周辺には、沈砂池全体に堆積していた土砂２が集められているから、前記排砂処理を行うことで、沈砂池内の堆積土砂は効率的に排出される。
【００２２】
こうして、本実施形態によれば、沈砂池内に均等に堆積した土砂を、排砂管や排砂門などの排砂手段の周辺に集めて、通水中であっても前記排砂手段からの効率的な排砂処理が可能となる。
【００２３】
以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態に係る沈砂池の例１を示す図である。
【図２】本実施形態に係る沈砂池の例２を示す図である。
【図３】本実施形態に係る沈砂池の例３を示す図である。
【図４】本実施形態に係る沈砂池を示す平面図である。
【図５】本実施形態に係る排砂方法の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  沈砂池
２  土砂等
３  流路
４  排砂門
５  排砂管
７  排砂手段
８  角落とし材（高流速化手段）
１０  制御装置
１３  摺動手段
１５  駆動手段
２０  戸溝
【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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