(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダム貯水池の底に堆積する土砂を排出する方法であって、
ダム貯水池に筒体を、その下端をダム貯水池の堆積土砂中に打ち込むと共にその上端を水面の上方に突出させて立設し、
前記筒体が堆積土砂中に打ち込まれた部分に複数の土砂取り入れ口を設け、
前記ダム貯水池と離れた土砂沈殿池と、前記筒体が堆積土砂中に打ち込まれた部分とを連通する土砂排出管を設け、
前記土砂排出管の前記筒体寄り部分に連通させたエアー供給管を設けると共にこのエアー供給管の上端を水面上に突出させ、
前記筒体の内部を摺動可能に移動する重りを設け、
前記土砂取り入れ口を開放させ、かつ、エアー供給管を閉塞させた状態で、前記重りを前記筒体の下部から上方に移動させることで前記土砂取り入れ口から堆積土砂を筒体の内部に流出させ、
前記重りが前記筒体の上部に位置した状態で前記土砂取り入れ口を閉塞し、重りを下降させて筒体の内部の堆積土砂を土砂排出管に移動させ、
前記筒体と土砂排出管の連通部分を遮断し、前記エアー供給管と連通された土砂排出管部分で沈殿池寄り部分に球体を挿入し、
次いで、エアー供給管から圧縮空気を土砂排出管内に供給し、前記球体を介して土砂を土砂排出管内を移動させて前記沈殿池に排出するようにした、
ことを特徴とするダム貯水池の堆積土砂の排出方法。
【請求項２】
前記球体の挿入は、エアー供給管から圧縮空気を用いて行なわれる請求項１記載のダム貯水池の堆積土砂の排出方法。
【請求項３】
前記エアー供給管と連通された土砂排出管近傍で沈殿池寄り部分に土砂排出管に連通して球体挿入管が立設され、前記球体の土砂排出管への挿入は、前記球体挿入管から圧縮空気を用いて行なわれ、球体の土砂排出管への挿入後、球体挿入管が土砂排出管部分に臨む部分が閉塞される請求項１記載のダム貯水池の堆積土砂の排出方法。
【請求項４】
前記筒体は、ダム堤体の近傍に立設される請求項１記載のダム貯水池の堆積土砂の排出方法。
【請求項５】
前記筒体と土砂排出管の連通部分の遮断は、前記重りが、前記土砂排出管が連通された筒体部分に位置することでなされる請求項１記載のダム貯水池の堆積土砂の排出方法。
【請求項６】
重りの下端には撹拌羽根が設けられ、重りの下降時に前記撹拌羽根が回転される請求項１記載のダム貯水池の堆積土砂の排出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダム貯水池の底に堆積する土砂の排出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダム貯水池の底に堆積する土砂は、ダムの貯水量を減少させ、ダムの治水利水機能を低下させるだけではなく、ダム貯水池上流の河床の上昇や、ダム下流での河床の低下などを引き起こす恐れがあり、河川にも悪影響を与える。
そこで、ダム貯水池の底に堆積する土砂を排出するため、従来、ダム貯水池の水位を下げ、ダム貯水池の底を露出させて作業車により堆積土砂を掘削したり、あるいは、渇水等で水位が下がった時に露出するダム貯水池の底を作業車により掘削し、ダム貯水池外に排出するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ダム貯水池の水位を下げ底を露出させてに堆積土砂を排出する方法では、ダム貯水池の貯水量や、各時期における水使用量等との関係からいつでも堆積土砂を排出できるとは限らず、また、渇水の場合に堆積土砂を排出する方法では、満水の状態が続くと堆積土砂を排出できない。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、ダム貯水池の貯水量や、水使用量等とは無関係にいつでも堆積土砂を排出できるダム貯水池の堆積土砂の排出方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明は、ダム貯水池の底に堆積する土砂を排出する方法であって、ダム貯水池に筒体を、その下端をダム貯水池の堆積土砂中に打ち込むと共にその上端を水面の上方に突出させて立設し、前記筒体が堆積土砂中に打ち込まれた部分に複数の土砂取り入れ口を設け、前記ダム貯水池と離れた土砂沈殿池と、前記筒体が堆積土砂中に打ち込まれた部分とを連通する土砂排出管を設け、前記土砂排出管の前記筒体寄り部分に連通させたエアー供給管を設けると共にこのエアー供給管の上端を水面上に突出させ、前記筒体の内部を摺動可能に移動する重りを設け、前記土砂取り入れ口を開放させ、かつ、エアー供給管を閉塞させた状態で、前記重りを前記筒体の下部から上方に移動させることで前記土砂取り入れ口から堆積土砂を筒体の内部に流出させ、前記重りが前記筒体の上部に位置した状態で前記土砂取り入れ口を閉塞し、重りを下降させて筒体の内部の堆積土砂を土砂排出管に移動させ、前記筒体と土砂排出管の連通部分を遮断し、前記エアー供給管と連通された土砂排出管部分で沈殿池寄り部分に球体を挿入し、次いで、エアー供給管から圧縮空気を土砂排出管内に供給し、前記球体を介して土砂を土砂排出管内を移動させて前記沈殿池に排出するようにしたことを特徴とする。
【０００５】
また、本発明は、前記球体の挿入が、エアー供給管から圧縮空気を用いて行なわれることを特徴とする。
また、本発明は、前記エアー供給管と連通された土砂排出管近傍で沈殿池寄り部分に土砂排出管に連通して球体挿入管が立設され、球体の土砂排出管への挿入は、前記球体挿入管から圧縮空気を用いて行なわれ、球体の土砂排出管への挿入後、球体挿入管が土砂排出管部分に臨む部分が閉塞されることを特徴とする。
また、本発明は、筒体が、ダム堤体の近傍に立設されることを特徴とする。
また、本発明は、筒体と土砂排出管の連通部分の遮断は、前記重りが、前記土砂排出管が連通された筒体部分に位置することでなされることを特徴とする。
また、本発明は、重りの下端に撹拌羽根が設けられ、重りの下降時に前記撹拌羽根が回転されることを特徴とする。
【０００６】
本発明では、土砂取り入れ口を開放させ、エアー供給管を閉塞させて状態で、例えば、ウィンチにより重りを筒体の下部から上方に移動させる。これにより、土砂取り入れ口から堆積土砂が筒体の内部に流出する。
重りが筒体の上部に位置したならば、土砂取り入れ口を閉塞し、ウィンチの巻き上げ力を開放して重りを、例えば、自重により下降させる。これにより、筒体の内部の堆積土砂は筒体から土砂排出管に移動される。
なお、撹拌羽根を設けて少なくとも重りの下降時に回転させておくと、堆積土砂は固まりにくく、土砂排出管へ円滑に移動される。
重りが筒体の下部に位置したならば、筒体と土砂排出管の連通部分を遮断し、エアー供給管を開放し、球体を、例えば、エアー供給管に投入し、圧縮空気により球体を土砂排出管内の堆積土砂中に挿入する。
そして、エアー供給管への更なる圧縮空気の供給により、土砂排出管内において球体を沈殿池側へと押し込み、圧縮空気、球体を介して堆積土砂を沈殿池側に移動し、沈殿池に堆積土砂、球体を排出させる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施例について説明する。
図１は本発明方法が実施されるダム貯水池の断面側面図、図２は同平面図を示す。
２はダム貯水池、４は堤体、６はダム貯水池２の上流側に設けられた沈殿池、８は沈殿池６に隣接して設けられた濁水処理設備を示す。
本発明による堆積土砂の排出方法では、筒体１２、土砂排出管１４、重り１６、エアー供給管１８、球体２０等が用いられる。
前記筒体１２として、例えば、鋼管が用いられ、筒体１２は堤体４の近傍で鉛直に立設され、堤体４との間に設けられた支持部材２２により支持されている。前記筒体１２の下部は、貯水池２の底に堆積した堆積土砂（シルト層）２４中に打ち込まれ、上端は水面上に突出している。
【０００８】
前記筒体１２が堆積土砂２４中に埋設された部分およびその近傍部分には複数の土砂取り入れ口２６が周方向及び上下方向に間隔をおいて複数設けられ、各土砂取り入れ口２６は、筒体１２の外周面に配設された蓋板（不図示）により開閉可能である。
前記土砂取り入れ口２６よりも下方の筒体１２の下端寄り部分には、前記土砂排出管１４の一端が連通口２８を介して連結されており、この土砂排出管１４はダム貯水池２の底に埋設され、連通口２８から離れるにしたがって次第に上昇しつつ沈殿池６寄りの部分で地表に露出し、他端が沈殿池６上に位置している。
【０００９】
前記重り１６は筒体１２の内部に挿入される。
本実施例では、堤体４上にウィンチとアーム３０が設けられ、ウィンチに巻装されたワイヤ３２がアーム３０に設けられた複数のプーリを介して筒体１２内に挿入され、重り１６がワイヤ３２を介して筒体１２内に吊り下げられている。
前記重り１６の輪郭は筒体１２の内径に対応した平面視円状で、重り１６の外周が筒体１２の内周面を摺動する大きさで形成され、重り１６が筒体１２内を下降し前記連通口２８に臨んだ状態で、連通口２８を閉塞する上下寸法で形成されている。
前記重り１６の下端面の下方には、撹拌羽根３４が設けられている。
前記撹拌羽根３４は、重り１６の内部に設けられたモータや歯車機構等の駆動機構により回転されるように構成されている。なお、モータへの電源の供給は堤体４上から電源コードを介して行なってもよく、あるいは、重り１６の内部に設けたバッテリから行なってもよい。
【００１０】
前記エアー供給管１８は、土砂排出管１４の前記筒体１２寄り部分に連通させて鉛直に立設され、堤体４との間に設けられた支持部材により支持されている。エアー供給管１８が土砂排出管１４に連通される箇所の上方部分に、このエアー供給管１８の開閉を行なう開閉弁３６が設けられている。この開閉弁３６は、駆動手段によりエアー供給管１８内に位置してエアー供給管１８内を遮断し、また、エアー供給管１８内から退避してエアー供給管１８内を開放するように構成されている。
前記球体２０は、例えば、スポンジ等のような拡縮可能な材料から球状に形成されたもので、前記エアー供給管１８内に挿入され、前記球体２０は、エアー供給管１８及び土砂排出管１４内を摺接しつつ圧縮空気により移動する寸法で形成され、例えば、図１に示すように、エアー供給管１８の内径が土砂排出管１４の内径よりも大きい場合には、図１に（ホ）で示すように、圧縮空気によりエアー供給管１８内で圧縮された球体２０が、図１に（へ）で示すように、土砂排出管１４内で更に圧縮され小径となる。
また、エアー供給管１８が連結された土砂排出管１４部分の内面の底面部分には凸部３８が膨出形成され、エアー供給管１８に挿入された球体２０が圧縮空気により土砂排出管１４内に移動する際に、この凸部３８により土砂排出管１４内でエアー供給管１８の軸心よりも沈殿池６側に偏位するように構成されている。
【００１１】
次に、上述のような筒体１２、土砂排出管１４、重り１６、エアー供給管１８、球体２０等を用いて、貯水池の底に堆積した土砂を排出する手順について説明する。
まず、土砂取り入れ口２６を開放させ、かつ、エアー供給管１８を開閉弁３６により閉塞させた状態で、図１に（ハ）、（ロ）、（イ）で示すように、ウィンチにより重り１６を筒体１２の下部から上方に移動させる。
これにより、前記土砂取り入れ口２６から、流動状あるいは半流動状の堆積土砂２４が筒体１２の内部に流出する。すなわち、筒体１２の下部は土砂排出管１４により大気に連通していることから、堆積土砂２４にかかる水圧により、また、重り１６の上方への移動による吸い込み力により、堆積土砂２４が筒体１２の内部に流出する。
次に、図１に（イ）で示すように、重り１６が筒体１２の上端に位置した状態で土砂取り入れ口２６を閉塞し、ウィンチの巻き上げ力を開放して重り１６を自重により下降させる。
これにより、筒体１２の内部に流出した堆積土砂２４は連通口２８から土砂排出管１４に移動される。
なお、撹拌羽根３４は、少なくとも重り１６の下降時には回転させておく。これにより、筒体１２の内部に吸い込まれた堆積土砂２４は、撹拌されるので固まることなく連通口２８から土砂排出管１４に円滑に移動される。
【００１２】
次に、図１に（ハ）で示すように、重り１６が筒体１２の下部に位置したならば、ウィンチにより重り１６の下降を停止する。
この状態で、重り１６が連通口２８に臨んで連通口２８を閉塞し、筒体１２と土砂排出管１４の連通部分が遮断される。
また、撹拌羽根３４は筒体１２の内部で筒体１２の底面上に位置している。
次に、開閉弁３６を開放し、球体２０をエアー供給管１８に投入し、圧縮空気により球体２０をエアー供給管１８の下方に移動させ、更に、土砂排出管１４内の堆積土砂２４中に挿入する。この場合、凸部３８が設けられているので、球体２０は土砂排出管１４内において、エアー供給管１８の軸心よりも沈殿池６寄りに偏位した箇所に挿入される。
そして、エアー供給管１８への更なる圧縮空気の供給により、土砂排出管１４内において球体２０は沈殿池６側へと押し込まれ、これにより圧縮空気、球体２０を介して堆積土砂２４が沈殿池６側に移動され、沈殿池６に堆積土砂２４、球体２０が排出される。
【００１３】
土砂排出管１４内の堆積土砂２４、球体２０が沈殿池６に排出されたならば、前記と同様な手順により、土砂取り入れ口２６を開放させエアー供給管１８を閉塞させて状態で、ウィンチにより重り１６を筒体１２の下部から上方に移動させ、土砂取り入れ口２６から堆積土砂２４を筒体１２の内部に流出させ、次に、土砂取り入れ口２６を閉塞して重り１６を自重により下降させて堆積土砂２４を土砂排出管１４に移動させ、球体２０をエアー供給管１８に投入し、圧縮空気、球体２０を介して堆積土砂２４を沈殿池６に排出させる。
そしてこのような手順を繰り返すことで堆積土砂２４を沈殿池６に排出する。なお、沈殿池６の濁水は濁水処理設備８により浄化され、浄化された水が貯水池２の上流箇所に放流される。
【００１４】
従って、本実施例によれば、筒体１２、土砂排出管１４、重り１６、エアー供給管１８、球体２０等を用いて貯水池２の底に堆積した土砂２４を排出するので、ダム貯水池２の貯水量や、水使用量等とは無関係に、いつでも堆積土砂２４を確実に排出することが可能となる。
そして、堆積土砂２４を排出するための前記筒体１２、土砂排出管１４、重り１６、エアー供給管１８等からなる設備は、ダムの新設時に設置してもよく、或は、既存のダムにも簡単に設置することができ、新設、既存を問わずに全てのダムに広く適用可能である。
【００１５】
なお、実施例では、球体２０をエアー供給管１８から投入した場合について説明したが、前記エアー供給管１８と連通された土砂排出管１４近傍で沈殿池６寄り部分に土砂排出管１４に連通させて球体挿入管を立設し、この球体挿入管から圧縮空気を用いて球体２０を土砂排出管１４に挿入するようにしてもよく、球体２０を土砂排出管１４へ挿入した後は、球体挿入管が土砂排出管１４部分に臨む部分を開閉弁により閉塞する。この球体挿入管を用いる場合には前記凸部３６は省かれる。
また、実施例では、圧縮空気により堆積土砂２４を土砂排出管１４内で移動する間、重り１６により連通口２８を閉塞させた場合について説明したが、連通口２８を開閉する開閉弁を設け、この開閉弁により連通口２８を閉塞するようにしてもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明は、ダム貯水池の底に堆積する土砂を排出する方法であって、ダム貯水池に筒体を、その下端をダム貯水池の堆積土砂中に打ち込むと共にその上端を水面の上方に突出させて立設し、前記筒体が堆積土砂中に打ち込まれた部分に複数の土砂取り入れ口を設け、前記ダム貯水池と離れた土砂沈殿池と、前記筒体が堆積土砂中に打ち込まれた部分とを連通する土砂排出管を設け、前記土砂排出管の前記筒体寄り部分に連通させたエアー供給管を設けると共にこのエアー供給管の上端を水面上に突出させ、前記筒体の内部を摺動可能に移動する重りを設け、前記土砂取り入れ口を開放させ、かつ、エアー供給管を閉塞させた状態で、前記重りを前記筒体の下部から上方に移動させることで前記土砂取り入れ口から堆積土砂を筒体の内部に流出させ、前記重りが前記筒体の上部に位置した状態で前記土砂取り入れ口を閉塞し、重りを下降させて筒体の内部の堆積土砂を土砂排出管に移動させ、前記筒体と土砂排出管の連通部分を遮断し、前記エアー供給管と連通された土砂排出管部分で沈殿池寄り部分に球体を挿入し、次いで、エアー供給管から圧縮空気を土砂排出管内に供給し、前記球体を介して土砂を土砂排出管内を移動させて前記沈殿池に排出するようにした。
そのため、ダム貯水池の貯水量や、水使用量等とは無関係に、いつでも堆積土砂を確実に排出することができ、また、筒体、土砂排出管、重り、エアー供給管等を用いて堆積土砂を排出するので、堆積土砂排出のための設備は、ダムの新設時に設置してもよく、或は、既存のダムにも簡単に設置することができ、全てのダムに広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法が実施されるダム貯水池の断面側面図である。
【図２】本発明方法が実施されるダム貯水池の平面図である。
【符号の説明】
２  ダム貯水池
４  堤体
１２  筒体
１４  土砂排出管
１６  重り
１８  エアー供給管
２０  球体
【図１】
0003791990.tif 000002
【図２】
0003791990.tif 000003