(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海面下に設けられて波を減衰させる波減衰装置であって、
海底に立設された複数の杭と、この杭に移動自在に支持された傾斜板とを備え、
前記傾斜板は、岸側の方が沖側より高くなるように前記杭に支持されるとともに、沖側の一端部を海底に回動自在に連結することにより、該一端部を支点として回動可能に設けられており、
前記杭は、ほぼ円弧状をなして傾斜板の他端部を移動自在に支持していることを特徴とする波減衰装置。
【請求項２】
請求項１に記載の波減衰装置において、
前記傾斜板は、海中で浮遊可能となるように構成されていることを特徴とする波減衰装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の波減衰装置において、
前記杭の上端部には、海上に突出する標識が取り付けられていることを特徴とする波減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波を減衰させる波減衰装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
侵食されつつある海岸の保全、海洋性レクリエーションの場の開発、養殖や海洋牧場等の水産関連の開発には、沿岸域の静穏化が必要である。従来、このような場合に用いられる消波構造物のうちの一つとして、潜堤が用いられている。
潜堤は構造物全体を海面下に没して設けられた堤体であり、上記のような静穏化を必要とする場所の沿岸に設置される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、潜堤は、捨石等で海底地盤上にマウンドを形成し、その上にコンクリート構造物を設置することで構築されている。しかし、このような潜堤の設置方法によると、潜堤の施工による海域の占有面積が大きくなり、沿岸漁業へ多大な影響を及ぼすほか、施工海域の生態系を乱す原因ともなる。また、海底地盤が岩礁や軟弱地盤であれば、地盤改良等の海洋土木工事が必要となり、周囲の環境破壊を防ぐために施工条件に制約を受け、潜堤の設置が困難であった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、施工区域周辺の環境や生態系を維持しながらも、高波やうねりを消波、減衰する波減衰装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、例えば、図２に示すように、海面下に設けられて波を減衰させる波減衰装置２０であって、海底に立設された複数の杭７と、この杭７に移動自在に支持された傾斜板６とを備え、前記傾斜板６は、岸側の方が沖側より高くなるように前記杭７に支持されるとともに、沖側の一端部を海底に回動自在に連結することにより、該一端部を支点として回動可能に設けられており、前記杭７は、ほぼ円弧状をなして傾斜板６の他端部を移動自在に支持していることを特徴とする。
【０００６】
請求項１記載の発明によれば、沖から打ち寄せる波が傾斜板の表面にあたるとともに、返り波が傾斜板の裏側にも回り込んで裏面にもあたる。これによって、傾斜板は波によって上下に移動されることになる。この傾斜板の上下動によって波エネルギーが消費されるので、波を減衰することができる。また、波減衰装置は、海面下に設けられているため、景観を損なうことがない。また、杭に上下方向に移動自在に傾斜板を備えるだけの簡単な構成でありながら、従来の潜堤と同様の波減衰効果を発揮することができるとともに、着底構造物ではないことから潜堤に比べて透水性が確保でき、内海と外海の海水の循環を容易に行うことができる。また、波減衰装置は、陸上でユニット化、プレキャスト化が可能であり、上述のように傾斜板の移動は、波エネルギーで行われるため、外部からの動力設備を必要とせず、環境保全、施工工期の短縮、施工コストの低減を図ることができる。また、傾斜板は、岸側の方が沖側より高くなるように杭に支持されていることにより、波を受け止める面積が大きくなるため、波減衰効果をさらに高めることができる。さらに、波減衰装置は、波の減衰効果だけではなく、魚礁としての役割を果たすことができる。
また、傾斜板は、沖側の一端部を海底に回動自在に連結されているため、傾斜板が不必要に浮き上がることがなく、常に安定した波減衰効果を発揮することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、例えば、図３〜４に示すように、請求項１に記載の波減衰装置において、前記傾斜板は、海中で浮遊可能となるように構成されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、傾斜板が海中で浮遊可能となるように、具体的には、海水に近い密度となるように構成されているため、傾斜板が海底に沈んでしまうことがなく、常に多くの波エネルギーを減衰可能な状態にすることができるので、波の減衰効果を高めることができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、例えば、図２に示すように、請求項１又は２に記載の波減衰装置において、前記杭の上端部には、海上に突出する標識３が取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、杭の上端部に海上に突出する標識が取り付けられているため、海底に波減衰装置があることを付近の船舶に知らせることができ、海難事故を防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る実施の形態の波減衰装置について詳細に説明する。
〔第一の実施の形態〕
最初に、波減衰装置１０の構成について説明する。
波減衰装置１０は、沖から押し寄せる波を減衰するものであり、海岸から比較的近い位置に配置されており、図１に示すように、傾斜板１、杭２、灯浮標３等から構成されている。
傾斜板１は、例えば、コンクリートで形成された板状の構造物である。傾斜板１には、杭２を挿通するための挿通孔１１が、例えば、傾斜板１の四隅付近に形成されている。
【００１４】
挿通孔１１は、傾斜板１の厚さ方向に対して斜めに貫通するように形成されており、傾斜板１を杭２に挿通させた際には、傾斜板１が海面に対して傾斜した状態となる。また、挿通孔１１は、傾斜板１の移動が円滑に行えるよう、杭２の径に十分な余裕を持たせた大きさの径とされている。
【００１５】
杭２は、傾斜板１を支持するとともに、傾斜板１の移動を案内するものである。杭２は、例えば、鋼管杭が用いられ、挿通孔１１の間隔に対応して海底に打設されている。
【００１６】
灯浮標３は、船舶が波減衰装置１０の付近へ近づくのを防止する標識であり、海上工事で用いられる一般的なものである。また、灯浮標３は、ワイヤまたはロープによって杭２の上端部に接続されている。
【００１７】
波減衰装置１０を構築するには、杭２を施工区域に杭打ち船にて海底に打設する。その際、杭２は、傾斜板１に設けられた挿通孔１１同士の間隔に対応した間隔で海岸線に沿って打設される。杭２の打設後に、起重機船、クレーン船等によって傾斜板１を吊り上げ、挿通孔１１に杭２を挿通させる。杭２を挿通孔１１に挿通させた後は、傾斜板１を徐々に海底に沈めていく。このとき、挿通孔１１は、傾斜板１の厚さ方向に対して斜めに形成されているため、傾斜板１は海面に対して傾斜した状態で沈められていく。そして、傾斜板１の沖側の一端部が海底に着底すれば、傾斜板１の設置は完了する。その後、杭２の上端部に灯浮標３を設置し、波減衰装置１０が構築される。
【００１８】
なお、傾斜板１は、ユニット化、プレキャスト化が実現されており、施工現場で製造する必要がなく、海上での工期の短縮を図ることができる。
また、波減衰装置１０の大きさは、施工海域の環境に応じて適宜変更可能であり、対応できる海域も海岸付近からある程度の水深のある場所まで適用が可能である。
また、傾斜板１がユニット化されていることから、海岸線の長さや発注者のニーズに応じて１体の波減衰装置１０を複数並べて配置することで、あらゆる大きさ、長さに柔軟に対応することができる。
【００１９】
さらに、図５に示すように、１体の波減衰装置１０を海岸線に沿って複数並べて配置した一列の波減衰装置群を複数列にわたって配置してもよい。これにより、長周期の波が押し寄せてきても、波は複数列に並んだ波減衰装置群のいずれかによって減衰されるため、減衰あるいは消波効果の向上を図ることができる。
その際、波減衰装置群同士の間隔は、均等にしてもよいし、その海域の地形、波浪条件等に合わせてそれぞれ異なるものとしてもよい。
したがって、本発明における波減衰装置１０は、その配置を自在に変えることにより、あらゆる周期の波に対応可能である。
【００２０】
次に、波減衰装置１０の作用について説明する。
沖から波が押し寄せ、波減衰装置１０の傾斜板１に波があたると、波の水粒子が持つ運動エネルギーが傾斜板１に作用し、杭２に固定されていない傾斜板１は杭２に沿って上下に移動することになる。これにより、波の水粒子が持つ運動エネルギーは傾斜板１を移動させることによって損失し、すなわち、波を減衰させることになる。また、波の水粒子の運動エネルギーは、海面に近いほど大きく、海底に近いほど小さくなる性質があるため、海面付近の波の減衰が不可欠となる。波減衰装置１０は、傾斜板１が海面に対して傾斜した状態で設置されているため、海面付近の大きな水粒子の運動エネルギーを減衰させることができる。また、傾斜板１が固定されていないため、高波時のように大きな運動エネルギーを持つ波が押し寄せても、傾斜板１の移動量が大きくなることで、運動エネルギーは相殺されるため、傾斜板１は必要以上に強度を高めなくて済む。
【００２１】
したがって、本発明の波減衰装置１０によれば、沖から打ち寄せる波が傾斜板１の表面にあたるとともに、返り波が傾斜板１の裏側にも回り込んで裏面にもあたる。これによって、傾斜板１は波によって上下に移動されることになる。この傾斜板１の上下動によって波エネルギーが消費されるので、波を減衰することができる。
また、波減衰装置１０は、海面下に設けられているため、景観を損なうことがない。
また、杭２に上下方向に移動自在に傾斜板１を備えるだけの簡単な構成でありながら、従来の潜堤と同様の波減衰効果を発揮することができるとともに、着底構造物ではないことから潜堤に比べて透水性が確保でき、内海と外海の海水の循環を容易に行うことができる。
【００２２】
また、波減衰装置１０は、陸上でユニット化、プレキャスト化が可能であり、上述のように傾斜板１の移動は、波の水粒子の運動エネルギーで行われるため、外部からの動力設備を必要とせず、環境保全、施工工期の短縮、施工コストの低減を図ることができる。
また、傾斜板１は、岸側の方が沖側より高くなるように杭２に支持されていることにより、波を受け止める面積が大きくなるため、波減衰効果をさらに高めることができる。
【００２３】
さらに、波減衰装置１０は、傾斜板１や杭２等に生物が付着することで生態系を多様化させることができる。特に、海浜のような生物種の少ない砂地盤においてはその効果は大きい。そして、傾斜板１の下側は影となるため、魚礁としての役割を果たすことができる。
また、杭２の上端部に海上に突出する灯浮標３が取り付けられているため、海底に波減衰装置１０があることを付近の船舶に知らせることができ、海難事故を防止することができる。
【００２４】
なお、傾斜板１は、本実施の形態に限定されるものではない。例えば、集魚効果を増すために、傾斜板１の一部をメッシュ状に形成したり、表面を凹凸に形成することも可能である。
【００２５】
〔第二の実施の形態〕
最初に、波減衰装置２０の構成について説明する。
なお、上述の第一の実施の形態と同様の構成を有するものには同一符号を付して説明を省略する。
本実施の形態における波減衰装置２０は、第一の実施の形態の波減衰装置１０において、沖側の杭２を取り外して沖側の一端部を海底に回動自在に連結したものである。波減衰装置２０は、図２に示すように、傾斜板６、杭７、連結金具８、灯浮標３等から構成されている。
【００２６】
傾斜板６は、傾斜板１と同様、例えば、コンクリートで形成された板状の構造物である。図２に示す構成により、波が静穏なときは傾斜板６が海底に着底した状態となる可能性がある。そして、大きな運動エネルギーを持った波が押し寄せると、その返り波によって傾斜板６が回動し、波を減衰することができる。しかし、傾斜板６は常に海中で浮遊している方が波の減衰効果が高いため、傾斜板６が海水に近い密度を有するように、例えば、図３に示すように、傾斜板６内部が中空６２とされている。また、傾斜板６には、杭７を挿通するための挿通孔６１が、例えば、傾斜板６の岸側の二隅付近に形成されている。ここで、傾斜板６の沖側の一端部は海底に連結されているため、挿通孔６１は岸側の２ヵ所だけでよい。
挿通孔６１は、傾斜板６が海底に連結された沖側の一端部を支点に回動した時に描く円弧と同様の曲率で傾斜板６の厚さ方向に形成されている。
【００２７】
杭７は、第一の実施の形態の杭２と同様の鋼管杭等が用いられるが、その形状は、傾斜板６が海底に連結された沖側の一端部を支点に回動した時に挿通孔６１が描く円弧と同様の曲率に曲げられた状態で海底に打設されている。また、杭７の上端部には、灯浮標３が設置されている。
連結金具８は、傾斜板６の沖側の一端部を海底に連結するものであり、例えば、ヒンジ等で傾斜板６が回動自在となるように傾斜板６と海底に連結されている。
【００２８】
波減衰装置２０を構築する際は、第一の実施の形態と同様、杭７の打設後に傾斜板６の挿通孔６１に杭７を挿通させ、傾斜板６を沈めていく。傾斜板６の裏面が海底に着底した時点で連結金具８によって海底と傾斜板６は連結され、波減衰装置２０が構築される。
【００２９】
波減衰装置２０の作用及び効果については、第一の実施の形態と同様である。ただし、傾斜板６の移動を案内する杭７の形状が異なるため、第一の実施の形態では上下に移動するのに対し、本実施の形態では傾斜板６の沖側の一端部を支点に円弧を描くように移動することになる。
【００３０】
なお、傾斜板６は、本実施の形態に限定されるものではない。例えば、傾斜板６は、中空６２のコンクリート構造物としたが、海中で浮遊可能となる構造であれば、自由に変更できる。具体的には、図４に示すように、傾斜板６の岸側の端部に軽量の部材６３を取り付けて浮力を高めることも可能である。また、傾斜板６の製造に発泡剤等を混入した軽量コンクリートを用いてもよい。さらには、傾斜板６の岸側の端部にストッパを設けて傾斜板６の裏面が海底に着底しないようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、沖から打ち寄せる波が傾斜板の表面にあたるとともに、返り波が傾斜板の裏側にも回り込んで裏面にもあたる。これによって、傾斜板は波によって上下に移動されることになる。この傾斜板の上下動によって波エネルギーが消費されるので、波を減衰することができる。また、波減衰装置は、海面下に設けられているため、景観を損なうことがない。また、杭に上下方向に移動自在に傾斜板を備えるだけの簡単な構成でありながら、従来の潜堤と同様の波減衰効果を発揮することができるとともに、潜堤に比べて透水性が確保でき、内海と外海の海水の循環を容易に行うことができる。また、波減衰装置は、陸上でユニット化、プレキャスト化が可能であり、外部からの動力設備を必要とせず、環境保全、施工工期の短縮、施工コストの低減を図ることができる。また、傾斜板は、岸側の方が沖側より高くなるように杭に支持されていることにより、波を受け止める面積が大きくなるため、波減衰効果をさらに高めることができる。さらに、波減衰装置は、波の減衰効果だけではなく、魚礁としての役割を果たすことができる。
また、傾斜板が不必要に浮き上がることがなく、常に安定した波減衰効果を発揮することができる。
【００３３】
請求項２記載の発明によれば、傾斜板が海底に沈んでしまうことがなく、常に多くの波エネルギーを減衰可能な状態にすることができるので、波の減衰効果を高めることができる。
【００３４】
請求項３記載の発明によれば、海底に波減衰装置があることを付近の船舶に知らせることができ、海難事故を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態における波減衰装置を説明するための側面図及び平面図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態における波減衰装置を説明するための側面図である。
【図３】上記実施の形態における傾斜板の一例を説明するための図である。
【図４】上記実施の形態における傾斜板の一例を説明するための図である。
【図５】上記実施の形態における波減衰装置の設置の一例を説明するための側面図及び平面図である。
【符号の説明】
１      傾斜板
２      杭
３      灯浮標
１０    波減衰装置
【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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