JP3208474B2 - 湛水排除設備 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内水位の上昇で湛
水した堤内地から自然排水による迅速な湛水排除を行う
湛水排除設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】河川を囲む堤防には、堤内地からの排水
を目的とする樋門が従来から設けられている。堤内地の
地盤高が低い場合、樋門の敷高と堤防の通常の外水位
（河川の水位）との高低差が小さくなってしまい、わず
かな外水位の上昇に対しても、堤内地への流入を防ぐた
めに樋門の扉を頻繁に閉じなければならなかった。そし
て、扉を一度閉じると、外水位が内水位（堤内地の水
位）以下に下がらないと再び開けないので、大雨などで
外水位が異常に上昇すると、堤内地の内水が長時間排水
できず、流入水等も合わさって堤内地の貯留容量を越
え、道路や住宅地、農地が湛水して堤内地での住民の生
活に悪影響を及ぼしていた。さらに、堤内地の市街化の
進展に伴う田畑の減少で内水の貯留容量も将来的に減少
し、大雨等で長時間高い湛水状態が続く懸念もあり、内
水のより迅速な排水が求められている。一方、樋門の扉
の開閉操作は、一般に地域の消防団や公的機関によって
行われている。扉の開閉は手動操作によるものがほとん
どなので、台風や大雨などの災害で操作する人が樋門に
近づけない場合は、外水位上昇に対応して樋門の扉操作
ができず、樋門から水が逆流して堤内地に大きな被害を
もたらすことがあった。これを避けるために、外水位を
感知して自動的に扉を開閉する自動開閉式の扉が導入さ
れることもあったが、外水位が上昇して扉が一度閉じら
れると、河川側の外水位が堤内地の内水位以下に下がっ
ても、扉開閉を行う基準水位を下回らない限り扉は開か
ず、外水位がこの基準水位以下に下がるまで長期間湛水
が続いてしまい、有効な対策とはいえなかった。このよ
うな内水排除を、ポンプを用いて強制排水することによ
り行う方法も従来からあり、最も確実な排除方法であっ
たが、簡易的なもの以外ではポンプの設置工費が高くな
ってしまい、また、規模にかかわらず維持・管理に大変
なコストを要するため、容易に導入できなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、上記した問題点を解消し、堤防に所要数設
けた樋門の川表側で堤内地の内水位と同じ高さから内水
の自然排水を行って、外水位の減少に合わせ内水を迅速
に排水して短時間に湛水排除でき、また、各樋門の設置
が安価にできると共に、敷高・低い樋門の場合でも川表
のみの改修正で対応できる、湛水排除設備を提供するこ
とにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決した本
発明の構成は、 １） 樋門本体が堤防下部を横断して河川と堤内地とを
結び、この樋門本体の川表側に水の堤内地への逆流を防
ぐ扉を設け、かつ、扉の後方の樋門本体とつながり且つ
堤防高さ近くまで達する通水空間を内部に備えた塔体を
設け、通水空間から塔体外部に通じる排水口を塔体側壁
の堤防高さから樋門本体底部までの高さの範囲に複数所
定間隔に設け、前記各排水口の外側にフラップゲートを
取付けた樋門を、河川の近くの地盤高が低く湛水しやす
い地域の堤防に所要数設け、同樋門の川裏側を堤内地の
排水路あるいは農業用水路と接続した、湛水排除設備 ２） 前記樋門の排水口およびフラップゲートを塔体の
河川下流側に面する位置に設けた、前記１）に記載の湛
水排除設備 ３） 前記樋門の扉を河川の水位を感知して開閉する自
動開閉式の巻上扉とした、前記１）または２）に記載の
湛水排除設備 ４） 前記樋門の排水口およびフラップゲートを樋門本
体の高さの範囲内に一つ以上設けた、前記１）〜３）い
ずれか記載の湛水排除設備 にある。本発明の巻止扉としては、水位感知の自動開閉
式の場合と、現場での手動操作の開閉方式のもの、遠隔
操作による開閉方式のものとがある。

【０００５】

【作用】本発明の湛水排除設備は、外水位が樋門の敷高
より低い通常の場合は、堤防に設けた各樋門の川表側の
扉は巻き上げて開いたままとして従来と同様堤内地から
の排水ができるようにしておく。大雨等による増水で外
水位が上昇し、樋門に水が逆流をし始める水位に達した
ら扉を閉じ、堤内地への流入を防ぐ。外水位がこのまま
上昇して堤内地の水位すなわち内水位を越えると、堤内
地からの排水ができず内水位が上昇し、堤内地での排水
路等の貯留水量を超えて低い土地にあふれ、湛水した状
態となる。一方、樋門本体を介して堤内地の排水路や農
業用水路とつながっている塔体内の通水空間にも内水が
入っており、堤内地の内水位と同じ水位が保たれてい
る。この後、外水位が内水位より高い間は、内水の堤外
への排除はできず、堤内地が湛水した状態が続くが、外
水位が低下して内水位より下がると、塔体の複数の排水
口のフラップゲートのうち、外水位の高さまたはその直
下にあるものが、フラップゲート内外の水位差により外
側に押し開かれ、内水を堤外に排除する。内水位が外水
位とほぼ等しくなるまで内水を排除させることができ
る。外水位がさらに低下していくと、より下方のフラッ
プゲートが水位差により開いて内水を排除していき、自
然排水のみで内水位を外水位低下に追従させて迅速に減
らし、堤内地の湛水を短時間で解消する。この他、樋門
の扉が閉じて通常の排水が行えない場合で、外水位があ
まり上昇せず堤内地における最低の湛水水位を下回って
いれば、フラップゲートから内水排除が行えて、堤内地
の内水量が増加せず、湛水から免れる。

【０００６】排水口およびフラップゲートを川の下流側
に面するようにした構成では、フラップゲートは川の流
れの影響を受けにくい位置にあり、川が増水して勢いよ
く流れても、フラップゲートは流れの圧力に左右されず
内外水位差のみで開閉し、排水速度の低下や排水の滞り
もなく、また川を流下する異物が引っ掛かってフラップ
ゲートの開閉ができなくなる危険もほとんどない。

【０００７】樋門の扉に自動開閉式の巻上扉を用いる構
成では、外水位が、あらかじめ設定した巻上扉の開閉を
行う基準水位以下の場合には、巻上扉は上昇した位置に
保持されて開いたままの状態であり、そのまま堤内地か
らの排水が続く。外水位が上昇して基準水位に達した
ら、巻上扉は自動的に下降して樋門を閉じ、堤内地への
水の流入を防ぐ。

【０００８】排水口およびフラップゲートを樋門本体の
高さの範囲内に一つ以上設けた構成では、外水位が樋門
の扉位置まで下がった際に扉が閉まったままでも、内水
位が外水位より高ければ、排水口およびフラップゲート
を通じて内水排除が行え、堤内地の内水位を低下させら
れる。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明において、樋門に設けた塔
体は、扉後方の樋門本体とつながり堤防高さ近くまで達
する内部の通水空間と排水口となる開口とを形成したコ
ンクリート製または鉄筋コンクリート製のものを一般的
に用いる。その平面形状は矩形が望ましいが、他の形で
もよく、内部の通水空間の平面形状も塔体と相似形であ
る必要はなく、円形孔などを用いてもかまわない。ま
た、この塔体を門柱部と連結して一体化させた構造とし
てもよい。

【００１０】本発明で樋門の塔体に複数設けられる排水
口は、堤内地からの内水を十分流出させられるよう余裕
をもった大きさの矩形に設けるのが望ましいが、形状に
ついては円形など他の形でもよい。また、内水の流出を
スムーズにするため横に複数並列させて設けるようにし
てもかまわない。この排水口を開閉するフラップゲート
は、排水口より少し大きい形状で排水口を外側からふさ
ぐように上端のヒンジ部を介して開閉可能に取付けた鋼
製のものが一般的に用いられるが、通水空間側からの圧
力に対してのみ開き、内外水位差がなくなれば閉じて外
水を流入させない構造であれば、形状や構成が異なるも
のを用いてもかまわない。

【００１１】本発明の樋門を開閉する扉としては、閉止
が確実でスペース的にも有利な巻上扉を用いるのが望ま
しいが、観音開き式のものや横スライド式のものなど、
別の方式の扉でもかまわない。扉を自動開閉式とする場
合は、水位変化をフロートの上下動で検知して扉を開閉
させるフロート制御式の扉開閉機構が一般的に用いられ
るが、他の検知手段のものを用いてもよい。本発明で
は、フラップゲートの外側及び樋門の飲み口部付近に、
流木・植物・ゴミ等の進入を防ぐスクリーンを設けるこ
とが望ましく、スクリーンを設けることでフラップゲー
トの開閉の空間に流木等が入り込まないようにすること
ができ、フラップゲートが確実に作動させることができ
る。更に塔体の上流側の部分は丸味を与えて水の流れ及
び流木・板・ゴミが滞留しないようにするのが好まし
い。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本実施例は、扉を自動開閉式の巻上扉とし、塔体の排水
口およびフラップゲートを川の下流側に面するようにし
た樋門を、湛水しやすい地域の堤防に四ヶ所に渡って設
けた例である。図１は実施例の樋門の河川流域における
配置図、図２は実施例の樋門を示す平面図、図３は実施
例の樋門の要部を示す断面図、図４は実施例の樋門の塔
体を示す断面図、図５は実施例の樋門による堤内地から
の排水状態を示す説明図、図６は実施例の樋門の塔体の
他の例を示す断面図である。

【００１３】本実施例の湛水排除設備では、堤防１１に
設ける樋門１として、排水路１８があらかじめ接続して
いる既設の樋門を利用し、川表側１１ａを改修して迅速
な湛水排除が行えるようにしている。樋門１には、川表
側１１ａの外水（河川水）１４の堤内地１２への流入を
防ぐ扉として、外水位１４ａをフロートで感知して自動
開閉する一般的な自動降下式の鋼製の巻上扉２を設け、
操作の手間と、樋門１に近付けず扉閉止できない場合の
逆流の危険をなくしている。この巻上扉２を支えるコン
クリート製の門柱部４を樋門１川表側１１ａに改修して
設けている。この門柱部４の後方には、門柱部４と一体
化した同じコンクリート製の塔体６を、その内部に巻上
扉２の後側の樋門本体５から上方へ向かって堤防１１と
ほぼ同じ高さまで達する通水空間７を備えるように設け
る。塔体６の最上部は開口させ、巻上扉２を閉めた場合
に堤内地１２の内水位１５ａと同じ高さまで内水１５が
入る仕組みとする。各樋門１につながるそれぞれの排水
路１８の流域で過去の湛水事例から求めたそれぞれの最
高内水位位置に合わせて、各樋門１の通水空間７におけ
る内水１５の排水基準高さを各々設定し、各樋門１にお
いて、この排水基準高さから４５ｃｍ下に、通水空間７
から塔体６の河川１３下流側に向いた側面に通じる、各
辺６０ｃｍの矩形形状の排水口８を設ける。この排水口
８を最上段として、同じ形状の排水口８を塔体６の同じ
側面に下方に各４０ｃｍ間を空けながら、樋門本体５底
部の直上位置まで計四段設ける。各排水口８の外側に
は、内水位１５ａより外水位１４ａが下がった際に４０
ｃｍ以内の内外水位差でも内水１５の圧力で外へ開いて
内水１５を流出させる鋼製のフラップゲート９を取付け
ている。

【００１４】本実施例の樋門１の塔体６の他の例とし
て、排水口８およびフラップゲート９を横に二列並列さ
せて設けたものを示す。これらを二つ並列させた分、塔
体６の奥行きが増すが、その他の構造は前記の例と同様
である。排水口８が横に増えた分、一段あたりの排水量
が増加し、より短時間に内水１５を排水可能となる。

【００１５】本実施例の湛水排除設備では、外水位１４
ａが樋門１の敷高１７より低い場合には、堤防１１の各
樋門１の巻上扉２が上昇して開いた状態となっており、
内水１５をそのまま堤防１１外に排除できる。大雨等に
よる増水で外水位１４ａが上昇し、あらかじめ設定した
巻上扉２閉止水位に達したら、巻上扉２が自動的に降下
して樋門１を閉じ、外水１４の堤内地１２への進入を防
ぐ。外水位１４ａがこのまま上昇すると、堤内地１２か
らの排水も滞ってしまうので内水位１５ａも上昇し、排
水路１８での貯留水量を超えたら湛水した状態となる。
この時、樋門本体５を介して排水路１８とつながってい
る塔体６内の通水空間７には、堤内地１２の内水位１５
ａと同じ水位まで内水１５が入った状態となっている。
外水位１４ａが内水位１５ａより高い間は、内水１５の
排除ができず、堤内地１２は湛水状態が続くが、外水位
１４ａが低下し、通水空間７内の内水位１５ａより下が
ると、五段設けた排水口８のフラップゲート９のうち、
外水位１４ａ直下のものが内外水位差により外側に押し
開かれて内水１５を堤防１１外に排水する。堤内地１２
の内水１５が、排水路１８から樋門本体５、さらに通水
空間７を通って堤防１１外に排除されることにより、内
水位１５ａも外水位１４ａと共に低下し、速やかに湛水
状態が緩和される。外水位１４ａがさらに低下していく
と、より下方のフラップゲートが外水位１４ａに対応し
て前記同様に次々と開放されていき、外水位１４ａ低下
に追従して内水１５の自然排水が迅速に行え、外水位１
４ａが樋門の敷高１７より下がって巻上扉２が自動的に
上昇して開き、従来通りの堤内地１２からの排水を行え
るようになるより早く、内水位１５ａを低下させて短時
間の湛水排除が可能である。なお、フラップゲート９
は、内水１５側からの圧力に対してのみ開き、内外水位
差がなくなった時点で自重により排水口８を閉じるの
で、ここからの外水１４の流入はない。また、排水口８
およびフラップゲート９は、塔状体６の河川下流側を向
いた側面にあるので、河川の増水時に流下してくる流木
やゴミなどの異物が引っ掛かってフラップゲート９の開
閉をさまたげることもなく、これらの接触・衝突による
損傷もほとんどない。そして、流れの圧力によってフラ
ップゲート９が開きにくくなることもなく、排水速度を
低下させずに内水１５を滞りなく排水できる。

【００１６】本実施例の湛水排除設備の導入により、堤
内地の湛水が続く時間は、内水位や各地区の地盤高によ
って異なるが、従来に比べ４割から８割程度になり、住
民生活への影響も小さくなる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は上記した構成を採用することに
より、外水位の低下に追従して内水を迅速に排除でき、
堤内地の湛水をより短時間に解消して住民生活への影響
を最小限にとどめられる。また、樋門の川表側の改修の
みで安価に設置でき、内外水位差に基づいた自然排水と
して内水排除経費が不要であり、簡単な構造で維持・管
理も低コストで行え、湛水対策として導入しやすい。

【００１８】排水口およびフラップゲートを川の下流側
に面する位置に設けた構成を採用すると、フラップゲー
トおよび排水口に川を流下する流木やゴミなどの異物が
引っ掛かってフラップゲートの開閉を妨げるのを防止で
き、排水不能や逆流などのトラブルが起こらず、損傷の
発生も少なく、保守コストを低減できる。また、フラッ
プゲートの開閉が河川の流れの圧力の影響を受けずに行
え、内外水位差で敏感に作動して内水排出が常にスムー
ズに行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の樋門の河川流域における配置図であ
る。

【図２】実施例の樋門を示す平面図である。

【図３】実施例の樋門の要部を示す断面図である。

【図４】実施例の樋門の塔体を示す断面図である。

【図５】実施例の樋門による堤内地からの排水状態を示
す説明図である。

【図６】実施例の樋門の塔体の他の例を示す断面図であ
る。

【図７】従来の樋門の動作を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 樋門 ２ 巻上扉 ２ａ 昇降軸 ２ｂ 昇降装置 ３ 操作室 ４ 門柱部 ５ 樋門本体 ６ 塔体 ７ 通水空間 ８ 排水口 ９ フラップゲート ９ａ ヒンジ部 １０ 水たたき １１ 堤防 １１ａ 川表側 １１ｂ 川裏側 １２ 堤内地 １３ 河川 １４ 外水 １４ａ 外水位 １５ 内水 １５ａ 内水位 １６ 川床 １７ 敷高 １８ 排水路 １９ 低地

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樋門本体が堤防下部を横断して河川と堤
   内地とを結び、この樋門本体の川表側に水の堤内地への
   逆流を防ぐ扉を設け、かつ、扉の後方の樋門本体とつな
   がり且つ堤防高さ近くまで達する通水空間を内部に備え
   た塔体を設け、通水空間から塔体外部に通じる排水口を
   塔体側壁の堤防高さから樋門本体底部までの高さの範囲
   に複数所定間隔に設け、前記各排水口の外側にフラップ
   ゲートを取付けた樋門を、河川の近くの地盤高が低く湛
   水しやすい地域の堤防に所要数設け、同樋門の川裏側を
   堤内地の排水路あるいは農業用水路と接続した、湛水排
   除設備。
2. 【請求項２】 前記樋門の排水口およびフラップゲート
   を塔体の河川下流側に面する位置に設けた、請求項１に
   記載の湛水排除設備。
3. 【請求項３】 前記樋門の扉を河川の水位を感知して開
   閉する自動開閉式の巻上扉とした、請求項１または２に
   記載の湛水排除設備。
4. 【請求項４】 前記樋門の排水口およびフラップゲート
   を樋門本体の高さの範囲内に一つ以上設けた、請求項１
   〜３いずれか記載の湛水排除設備。