(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定海域に配置されて外海側からの波を遮る堤本体部と、この堤本体部の外海側に配置されるとともに入射する波を消散する消波部とからなる振動水柱型消波堤であって、上記消波部が、上記堤本体部から所定距離はなれて配置されるとともに多数の孔が形成された板状の透過壁体と、この透過壁体と上記堤本体部との間に形成されるとともに透過壁体の孔を介して外海に連通される遊水室と、この遊水室内に配置されて、水平板状部と鉛直板状部とからなる断面Ｌ字形の複数の隔壁とを具備し、上記各隔壁が所定間隔をおいて積層状に配置されるとともに、各隔壁の水平板状部の端部が上記透過壁体に連結され、かつ鉛直板状部の上端部が海面の上方に突出されて上記遊水室を仕切ることにより、外海と連通する断面が矩形状の流路及びＬ字形の複数の流路が形成され、さらにこれらの流路に、各流路を形成する壁面同士を連結する棒状部材が消波堤の長手方向に複数箇所でもってかつＬ字形の流路には上下複数段でもって設けられたことを特徴とする振動水柱型消波堤。
【請求項２】
内海側と遊水室とを連通させる複数の孔が堤本体部に設けられたことを特徴とする請求項１記載の振動水柱型消波堤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防波堤、護岸、海水交換システム等に用いられる振動水柱型消波堤に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、港湾内に桟橋やマリーナ等を設ける場合には、静穏海域を確保するために、波を消散する消波堤が沿岸付近に設置されるが、この消波堤に入射する波を効率よく消散、吸収するために、種々の構造が提案されている。
図３は、従来の消波堤５１を示しており、一重スリット消波堤と呼ばれている。この一重スリット消波堤５１は、沿岸付近の所定海域に配置され、外海５２側からの波を遮り内海５３側に波の影響を与えないための堤本体部５４と、この堤本体部５４の外海５２側に配置されるとともに入射する波を消散する消波部５５とから構成されている。
【０００３】
この消波部５５は、堤本体部５４から所定距離はなれて鉛直方向に配置されるとともに上半部に多数の孔５６が形成された板状の透過壁体５７と、この透過壁体５７と上記堤本体部５４との間に形成される遊水室６１と、この透過壁体５６の上端部と連結するとともに上記遊水室６１の上部を覆うように水平に配置される天板６２とから構成されている。
【０００４】
そして、上記遊水室６１は、透過壁体の孔５６を介して外海５２と連通し、また天板６２に形成された空気の流通孔６３を介して外気と連通している。なお、遊水室６１には、水底から所定高さまで、コンクリート６４が充填されている。
また、図４は、上記一重スリット消波堤５１の規則波に対する反射率特性を示したグラフであり、横軸は、遊水室の幅ｌ（波の進行方向に対する距離）と入射規則波の波長Ｌの比ｌ／Ｌ（実際の消波堤では、遊水室の幅は一定とされているので、横軸は波の波長の変化を示す）を示し、縦軸は、反射波の波高を入射波の波高で除した波の反射率ＫRを示している。このグラフにおいて、例えば、波の反射率ＫRがゼロの場合は、消波堤５１から外海５２側に向かう反射波がないこと、すなわち入射波が消波堤５１に全て吸収されたことを意味する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記グラフによると、波の反射率ＫRが小さくなる極小点が、ｌ／Ｌ＝０．１５付近に一つ存在している。すなわち、この一重スリット消波堤５１では、一の波長でのみ、波の反射率ＫRが極小となることを示しているが、実際の海の波は不規則波であり、波長の異なる波を重ね合わせたものであるから、上記グラフにおいて、波の反射率ＫRを極小とする複数の波長が存在すれば、入射波のエネルギーを大きく消散、吸収することができる。従って、反射率ＫRの極小点が複数個存在するような反射率特性を有する消波堤を設計することが望ましい。
【０００６】
このような観点から、図５に示すように、遊水室を２つ設けた二重スリット消波堤７１が提案されている。この二重スリット消波堤７１は、外海５２からの波を遮り内海５３側に波の影響を与えないための鉛直部７２と海底に設置される水平部７３とからなる断面Ｌ字形の堤本体部７４と、上記水平部７３上に配置され入射する波を消散する消波部７５とから構成されている。
【０００７】
この消波部７５は、上記水平部７３の端部から鉛直方向に配置される板状の第一透過壁体８１と、この第一透過壁体８１と鉛直部７３との間に配置される第二透過壁体８２と、第一透過壁体８１と第二透過壁体８２との間に形成される第一遊水室８３と、第二透過壁体８２と上記鉛直部７２との間に形成される第二遊水室８４とから構成されている。
【０００８】
そして、第一および第二透過壁体８１、８２には、多数の孔８５が形成され、各遊水室８３、８４は、上記透過壁体８１、８２の孔８５を介して外海５２と連通している。
また、図７のグラフは、上記二重スリット消波堤７１の規則波に対する反射率特性を示しており、グラフの横軸は上記２つの遊水室幅の和ｌと入射波の波長Ｌの比ｌ／Ｌを示している。このグラフによると、反射率ＫRの極小点が、ｌ／Ｌ＝０．１５と０．４５の２箇所で現れており、すなわち２種類の波長の波に対して反射波を小さくできるが、ｌ／Ｌ＝０．４５においては、例えば、水深を１０ｍ、波周期を１０秒とすると、遊水室幅の和ｌは４１．５ｍとなるため、大規模な消波堤が必要となり、従って、設置コストが非常に高くなる。
【０００９】
そこで、本発明は、構造を大規模にすることなく、入射する不規則波の反射率を小さくし得る振動水柱型消波堤の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の振動水柱型消波堤は、所定海域に配置されて外海側からの波を遮る堤本体部と、この堤本体部の外海側に配置されるとともに入射する波を消散する消波部とからなる振動水柱型消波堤であって、上記消波部が、上記堤本体部から所定距離はなれて配置されるとともに多数の孔が形成された板状の透過壁体と、この透過壁体と上記堤本体部との間に形成されるとともに透過壁体の孔を介して外海に連通される遊水室と、この遊水室内に配置されて、水平板状部と鉛直板状部とからなる断面Ｌ字形の複数の隔壁とを具備し、上記各隔壁が所定間隔をおいて積層状に配置されるとともに、各隔壁の水平板状部の端部が上記透過壁体に連結され、かつ鉛直板状部の上端部が海面の上方に突出されて上記遊水室を仕切ることにより、外海と連通する断面が矩形状の流路及びＬ字形の複数の流路が形成され、さらにこれらの流路に、各流路を形成する壁面同士を連結する棒状部材が消波堤の長手方向に複数箇所でもってかつＬ字形の流路には上下複数段でもって設けられたものである。
【００１１】
この構成によると、堤本体部と透過壁体との間の遊水室に、複数のＬ字形隔壁を積層状に配置して遊水室を仕切ることにより、複数の流路が形成されるため、入射波の反射率特性において、反射率を極小にする複数の極小点を生じさせることができ、しかも流路がＬ字形に形成されているため、波長の長い入射波に対しても、消波堤の幅を狭くしたままで、反射率を小さくすることができる。
【００１２】
また、上記各流路には、棒状部材が複数設けられているため、入射する波のエネルギーを減衰させるとともに、上記各Ｌ字形隔壁を水平方向に対して保持及び補強をすることができる。さらに、堤本体部に複数の孔を設けて遊水室と内海とを連通させたので、内海と外海との海水交換が可能となり、新鮮な海水を内海に送ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態における振動水柱型消波堤を、図１および図２に基づき説明する。
図１に示すように、本発明の振動水柱型消波堤１は、沿岸付近の所定海域に配置され、外海２からの波を遮り内海３側に波の影響を与えないための堤本体部４と、この堤本体部４の外海２側に配置され入射する波を消散、吸収する消波部５とから構成されている。
【００１４】
この消波部５は、上記堤本体部４から所定距離はなれて配置されるとともに多数の縦長孔６（以下、縦スリットという）が形成された板状の透過壁体７と、この透過壁体７と上記堤本体部４との間に形成されて上記透過壁体７の縦スリット６を介して外海２と連通する遊水室８とから構成されている。この遊水室８内には、水平板状部１１ａ、１２aと鉛直板状部１１ｂ、１２ｂとからなり、積層状に配置される２つのＬ字形隔壁、すなわち、透過壁体７側に配置される第１Ｌ字形隔壁１１と、この第１Ｌ字形隔壁１１と堤本体部４との間に配置される第２Ｌ字形隔壁１２とが設けられている。
【００１５】
ここで、上記第１及び第２Ｌ字形隔壁１１、１２は、上記透過壁体７に各水平板状部１１ａ、１２aの端部が連結されるとともに各鉛直板状部１１ｂ、１２ｂの上端部が海面より上方に突出されることにより、透過壁体７と堤本体部４の間に、透過壁体７の縦スリット６を介して外海２と連通する３つの流路を形成している。すなわち、透過壁体７と第１Ｌ字形隔壁１１との間には断面矩形状の第１流路１３、第１Ｌ字形隔壁１１と第２Ｌ字形隔壁１２との間には断面Ｌ字形の第２流路１４、及び第２Ｌ字形隔壁１２と堤本体部４との間には断面Ｌ字形の第３流路１５がそれぞれ形成されている。従って、消波部５には、長さの異なる３つの水柱（流路）が形成されたことになる。
【００１６】
さらに、各流路１３、１４、１５には、それぞれの流路の両壁同士を連結する棒状部材２１が、消波堤１の長手方向に所定間隔をおいて複数個設けられており、また、上下方向に複数段設けることもできる。これにより、入射波のエネルギーを減衰させるとともに、上記各Ｌ字形隔壁１１、１２を水平方向に対して保持（補強）することができる。
【００１７】
なお、堤本体部４の下方には、第３流路１５と内海３側とを連通させる複数の孔２２が形成され、内海３と外海２との間で海水交換が行われる。
上記構成によると、外海２側から入射した波は、透過壁体７の縦スリット６を介して上記各流路内の水柱の一端を加振する。
ここで、上記各水柱の断面長さはそれぞれ異なるため、各水柱の振動の固有周期はそれぞれ異なっている。従って、各流路内の水柱の一端が加振されると、各水柱はそれぞれの固有周期に一致する周期で激しく振動し、透過壁体７の縦スリット６及び棒状部材２１付近に大きい渦が生じるため、入射波のエネルギーが大きく減じられる。
【００１８】
すなわち、３つの水柱の固有周期において、波の反射率がそれぞれ小さくなるため、図２に示すように、この消波堤における波の反射率特性を示す曲線には、波の反射率の極小点が３箇所現れ、従って、不規則波に対して、消波効果を高めることができる。
また、第２及び第３流路１４、１５における水柱はＬ字形であるため、遊水室の幅（波の進行方向に対する距離）を狭くしたままで、水柱を長くすることができ、波長の長い入射波に対しても反射率を小さくすることができる。従って、消波堤を大きくする必要がなく、設置コストを抑えることができる。
【００１９】
なお、上記実施の形態では、透過壁体７に縦スリット６を形成したが、これに限られず、横長孔（横スリット）、丸形の孔、または矩形の孔であってもよい。
さらに、堤本体部４の下部に複数の孔２２を設けて第３流路１５と内海３とを連通させたので、内海３と外海２との海水交換が可能となり、外海２からの波を消散させた状態で、新鮮な海水を内海３に送ることができる。例えば、内海側に養殖場を設ける場合には、静穏海域が確保されるとともに、新鮮な海水を養殖場内に供給することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明の振動水柱型消波堤の構成によると、堤本体部と透過壁体との間の遊水室に、複数のＬ字形隔壁を積層状に配置して遊水室を仕切ることにより、複数の流路が形成されるため、入射波の反射率特性において、反射率を極小にする複数の極小点を生じさせることができ、しかも流路がＬ字形に形成されているため、波長が長い入射波に対処する場合に、消波堤の幅を短くすることができ、従ってその設置コストの低減化を図ることができる。
【００２１】
また、上記各流路には、棒状部材が複数設けられているため、入射する波のエネルギーを減衰させるとともに、上記各Ｌ字形隔壁を水平方向に対して保持することができる。さらに、堤本体部に複数の孔を設けて遊水室と内海とを連通させたので、内海と外海との海水交換が可能となり、外海からの波を消散させた状態で、新鮮な海水を内海に送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における振動水柱型消波堤の断面図である。
【図２】同振動水柱型消波堤の規則波に対する反射率特性を示すグラフである。
【図３】従来の一重スリット消波堤の概略構成を示す断面図である。
【図４】一重スリット消波堤の規則波に対する反射率特性を示すグラフである。
【図５】従来の二重スリット消波堤の概略構成を示す断面図である。
【図６】二重スリット消波堤の規則波に対する反射率特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１      振動水柱型消波堤
２      外海
３      内海
４      堤本体部
５      消波部
６      縦スリット
７      透過壁体
８      遊水室
１１    第１Ｌ字形隔壁
１２    第２Ｌ字形隔壁
１３    第１流路
１４    第２流路
１５    第３流路
２１    棒状部材
２２    堤本体部孔
【図１】
0003744752.tif 000002
【図２】
0003744752.tif 000003
【図３】
0003744752.tif 000004
【図４】
0003744752.tif 000005
【図５】
0003744752.tif 000006
【図６】
0003744752.tif 000007