JPH09268536A

JPH09268536A - 水域排水装置

Info

Publication number: JPH09268536A
Application number: JP8102059A
Authority: JP
Inventors: Tomomichi Kawabe; 知道川辺
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】河川等においては、流量を増水状況等に応じ
て任意に調整でき、ダムにおいては強制排水によってダ
ム湖底の堆積物を効率良く排出することができる水域排
水装置を提供する。【解決手段】河川を海洋に対して隔絶するように設け
られた防潮壁あるいはダム堤体等の遮水壁を貫通するよ
うに外筒１１が取り付けられ、その内周に内筒１２が配
置され、各内筒１２の内周面にはスパイラル突条１３が
突設されている。モータ１６によってギヤ１５、ギヤ歯
１４を介して内筒１２がその中心線の周りに回転され、
これに伴うスパイラル突条１３の回転によって、外筒１
１の一端１１ａ側から他端１１ｂ側へ、もしくはその逆
方向へ強制的に排水する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、河川や運河、ある
いはダム等に設けられる排水装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、豪雨によって河川の流速・流量が
異常増大した場合の橋脚の保護方法としては、例えば橋
脚の上流側に遮蔽板を設け、この遮蔽板の高さを変化さ
せることによって、前記橋脚付近の水流を緩和する方法
が採用されているが、十分に効果的な方法とは言えない
のが現状である。

【０００３】また、運河においては、ドブ状に汚濁した
運河内の溜り水を排除して清掃したり、あるいは護岸工
事を行うために運河を強制渇水する必要がある場合は、
シートパイル等によって海水を堰き止めてから、ポンプ
を設置して運河の水を排水しているが、その工事が煩雑
で時間がかかる問題がある。

【０００４】ダムは、上流から運ばれてきた土砂等がダ
ム湖底に堆積することによって実質的な貯水容量が経年
的に減少しており、これを防止するために、従来はクラ
ムシェルやバキューム装置によるダム湖の浚渫が行われ
ているが、このような浚渫による土砂の除去は煩雑な作
業であるばかりでなく、効率が低いため、ダムの貯水能
力が年々失われるのを有効に防止することができない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情のもとになされたものであって、河川等において
は、流量を増水状況等に応じて任意に調整し、運河にお
いては容易に強制渇水を行うことができ、ダムにおいて
はダム湖底の堆積物を効率良く排出するために用いるこ
とのできる水域排水装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る水域排水装
置は、河川又は運河の両岸間を横断するように構築され
た遮水壁に上流側から下流側へ貫通して取り付けられた
外筒と、この外筒の内周に同心的に配置された内筒と、
この内筒の内周面に突設されたスパイラル突条と、前記
内筒をその中心線の周りに回転させる駆動装置とを備え
るものである。すなわちこの水域排水装置は、外筒の内
周の内筒を駆動装置によって回転させると、前記内筒と
共に回転されるスパイラル突条の螺子ポンプ作用によっ
て、内筒の内周空間に存在する水に遮水壁の一側へ向け
て強制排出力が与えられる。したがって、内筒の回転方
向及び回転速度によって、前記強制排出力を遮水壁の上
流側から下流側への自然水流に対して順方向に作用させ
たり、あるいは前記強制排出力を前記自然水流に対抗さ
せ、流量を任意に調整することができる。また、内筒の
スパイラル突条による螺子ポンプ構造としたため、水中
の異物や土砂等が前記内筒の内周を通過することができ
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の好ましい実施形態
に係る水域排水装置１０を示すもので、参照符号１１は
一端１１ａがラッパ状に開いた外筒、１２はこの外筒１
１の内周に同心的にかつ軸方向に並んで配置された複数
の内筒、１３は各内筒１２の内周面に形成されたスパイ
ラル突条である。各内筒１２の外周面にはそれぞれギヤ
歯１４が形成され、このギヤ歯１４は、それぞれ外筒１
１と内筒１２との間に円周方向所要の間隔で配置された
３個以上のギヤ１５と噛合しており、これらのギヤ１５
のうちの１個は外筒１１の外側に設置したモータ１６に
よって回転駆動される。前記外筒１１は、後述のよう
に、例えば河川を海洋に対して隔絶するように設けられ
た防潮壁あるいはダム堤体等の遮水壁に、その上流側と
下流側を貫通するように取り付けられるもので、この外
筒１１の外周面には、前記遮水壁に固定するための固定
アンカー等の固定手段（図示省略）が突設されている。
また、各内筒１２の軸方向両端外周面と、外筒１１の内
周面との間には摺動可能なパッキン等の密封装置１７が
介装されている。

【０００８】すなわち、モータ１６によってギヤ１５が
駆動されると、これに噛合したギヤ歯１４によって各内
筒１２がその中心線（図示省略）の周りに回転され、こ
れに伴うスパイラル突条１３の回転によって、この内周
空間内の水が外筒１１の一端１１ａ側から他端１１ｂ側
へ、もしくはその逆方向へ強制的に送水される。このと
き、前記ギヤ１５による動力伝達部への水の侵入は、密
封装置１７によって防止される。また、スパイラル突条
１３の内径φは、流木等の水中異物が通過できるように
適当な大きさが設定されている。

【０００９】図２において、参照符号２１は河川の河口
域、２２は海洋域であり、２３は河口付近の河底の堆積
物等を排出するために設置された収塵コンベアである。
遮水壁としての防潮壁２４は前記河口域２１における両
岸間を横断するように構築されており、図１に示す水域
排水装置１０は、防潮壁２４の延長方向、すなわち図示
の断面と直交する方向における所定の間隔で配置され、
その各外筒１１が、防潮壁２４の上流側（河口域２１
側）と下流側（海洋域２２側）間を貫通するように取り
付けられている。防潮壁２４の河口域２１側には河水の
水位を計測する水位計測装置２５が設置され、海洋域２
２側には潮位を計測する潮位計測装置２６が設置され、
モータ１６による内筒１２の回転方向及び回転数は、こ
れらの計測装置２５，２６からの計測データに基づい
て、制御装置（図示省略）を介して制御されている。

【００１０】すなわち、通常は外筒１１の内周の各内筒
１２は、水を河口域２１側から海洋域２２側へ向けて排
水するように回転され、排水量が通常は河口域２１へそ
の上流側から流下する流量と略同量となるように、ま
た、潮位の上昇に拘らず河口域２１の水を海洋域２２側
へ強制排水するように、回転数が制御されている。した
がって、豪雨等によって河川が増水し、河口域２１の水
位が上昇すると、内筒１２の回転数が上昇してこれによ
る河口域２１から海洋域２２への排水量が増大する。こ
のため、前記豪雨等による河川の増水と、満潮による潮
位の上昇が重なっても、内筒１２の回転数上昇によって
強制排水量が増大し、防潮壁２４によって河川への海水
の逆流を阻止するので、河川の水位上昇を抑制して氾濫
を防止することができる。

【００１１】なお、防潮壁２４は、河口域２１の川幅に
よっては図中一点鎖線で示すように可動式とし、通常は
河口域２１と海洋域２２との間を船舶等が自由に航行で
きるようにしても良い。

【００１２】図３において、参照符号３２は河川に架け
られた橋３１の橋脚、３３はこの橋脚３２の上流側にお
ける両岸間を横断して前記河川を堰き止めるように構築
された堰板であり、図１に示す水域排水装置１０は、堰
板３３の延長方向、すなわち図示の断面と直交する方向
における所定の間隔で配置され、その各外筒１１が、堰
板３３の上流域３４と下流域３５間を貫通するように、
かつラッパ状に開いた一端１１ａを前記上流域３４へ向
けて取り付けられている。堰板３３の上流域３４におけ
る所定箇所には水位計測装置３６が設置され、下流域３
５における所定箇所、例えば橋脚３２には流速計測装置
３７が設置されており、モータ１６による内筒１２の回
転方向及び回転数は、これらの計測装置３６，３７から
の計測データに基づいて、制御装置（図示省略）を介し
て制御されている。

【００１３】すなわち、通常は外筒１１の内周の各内筒
１２は、水を堰板３３の上流域３４側から下流域３５側
へ向けて排水するように回転され、排水量が通常は堰板
３３の上流域３４へ更にその上流域から流下する流量と
略同量となるように回転数が制御されている。また、上
流から流されて来た異物は、スパイラル突条１３の内周
空間を通り抜けるため、これらの異物が前記上流域３４
に滞留してしまうのを抑制することができる。

【００１４】豪雨等によって水位が上昇し、水面付近の
流れが川底との摩擦の影響を殆ど受けなくなることによ
って、橋脚３２付近の流速が所定値以上に増大した場合
は、内筒１２が通常と逆の方向へ回転され、スパイラル
突条１３による螺子ポンプ力Ｐが水を堰板３３の上流域
３４へ排水する方向に生じ、内筒１２を上流側から下流
側へ向けて流下しようとする位置エネルギによる水流Ｆ
に対抗するように作用する。したがって、堰板３３の下
流域３５の水位が低下して流速が緩和され、橋脚３２を
保護することができる。

【００１５】図４において、参照符号４１は臨海都市に
建設された運河である。遮水壁である防潮壁４２は運河
４１を開閉する一種の水門であり、図１に示す水域排水
装置１０は、防潮壁４２の延長方向、すなわち図示の断
面と直交する方向における所定の間隔で配置され、その
各外筒１１が、防潮壁４２の下部に、この防潮壁４２を
貫通するように取り付けられている。防潮壁４２の外側
４１Ｂ（海洋域側）には水位を計測する水位計測装置４
３が設置され、モータ１６による内筒１２の回転方向及
び回転数は、この水位計測装置４３からの計測データに
基づいて、制御装置（図示省略）を介して制御されてい
る。

【００１６】運河４１の護岸工事や清掃等のために、運
河４１内の水を排除して強制渇水する場合は、防潮壁４
２を運河閉鎖方向に移動させ、この防潮壁４２で仕切ら
れた渇水対象区域４１Ａ内の水を、内筒１２の回転によ
って強制排水させる。この場合、前記渇水対象区域４１
Ａ内の水位が排水によって低下して行くのに伴い、防潮
壁４２の両側の水圧による圧力差が、海水を渇水対象区
域４１Ａ内へ逆流させる方向へ作用し、また、前記圧力
差の最大値は潮位によっても異なるため、スパイラル突
条１３による螺子ポンプ力が前記圧力差よりも大きくな
るように、内筒１２の回転数が水位計測装置４３からの
計測データに基づいて制御される。なお、運河４１の底
壁４１ａにおける防潮壁４２側の端部には排水ピット４
１ｂが形成されており、水域排水装置１０の外筒１１
は、この排水ピット４１ｂ内に対応する高さに設けられ
ており、これによって前記底壁４１ａが完全に渇水状態
となるように排水することができる。したがって、ドブ
状に汚濁した運河４１内の溜り水を排除して悪臭等によ
る環境悪化も有効に防止することができる。

【００１７】図５及び図６において、参照符号５１は遮
水壁であるダム堤体、５２はこのダム堤体５１によりそ
の上流側が堰き止められて形成されたダム湖である。水
域排水装置１０は、ダム堤体５１の延長方向所定の間隔
で配置され、その各外筒１１が、ダム湖５２の湖底にお
ける土砂５２ａやヘドロ５２ｂ等の堆積領域に対応する
高さでダム堤体５１を貫通して取り付けられている。ま
た、外筒１１の内周の内筒１２を回転させるモータ１６
はダム堤体５１の上部に設置されており、このモータ１
６の駆動力は、ダム堤体５１に形成した立孔５３に挿通
したシャフト１６ａ等の動力伝達手段を介して前記外筒
１１の外周ギヤ歯１４と噛み合ったギヤ１５に与えられ
る。また好ましくは、外筒１１の端部には、通常この外
筒１１を閉塞する締切弁（図示省略）が設けられる。

【００１８】ダム湖５２の湖底には、上流から運ばれて
来た土砂５２ａやヘドロ５２ｂが経年的に堆積するが、
内筒１２を回転させることによってダム湖水をダム堤体
５１の下流側へ強制放流すると、ダム湖５２の水位に応
じた水圧と内筒１２の回転により与えられるポンプ圧力
によって、前記ダム湖水と共に、前記土砂５２ａやヘド
ロ５２ｂが排出される。

【００１９】新設のダムにおいては、ダム堤体５１の構
築の際にこのダム堤体５１内に立坑５３を介して作業員
が出入り可能な機械室５４を形成し、モータ１６をこの
機械室５４に位置して外筒１１に取り付けることができ
る。この場合は、外筒１１、内筒２１等のメンテナンス
も可能となる。また、例えば図６に示すように、外筒１
１から放水された水の落下経路の途中にホッパ５５を配
置し、排水中の土砂を採取して運搬することによって、
ダム堤体５１の下流側へ土砂が流れて堆積するのを防止
することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明の水域排水装置によると、次のよ
うな効果が実現される。 (1) 豪雨等による河川の増水と、満潮による潮位の上昇
が重なっても、河川の水位上昇を抑制して氾濫を防止す
ることができる。 (2) 河川の増水による橋脚付近の流速増大を緩和し、激
流から橋脚を保護することができる。 (3) ドブ状に汚濁した運河内の溜り水を排除して悪臭等
による環境悪化を有効に防止することができ、また、運
河の護岸工事も容易になる。 (4) ダム湖の湖底に堆積した土砂等の堆積物を、浚渫に
よらずに排水によって効率良く排出することができるの
で、前記堆積物によるダムの貯水能力の低下を有効に防
止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施形態に係る水域排水装置
を示す断面図である。

【図２】上記実施形態の水域排水装置を、河川の河口域
を海洋に対して隔絶する防潮壁に設けた例を示す概略的
な説明図である。

【図３】上記実施形態の水域排水装置を、橋脚の上流側
で河川を堰き止めるように構築された堰板に設けた例を
示す説明図である。

【図４】上記実施形態の水域排水装置を、運河を海洋に
対して隔絶する防潮壁に設けた例を示す説明図である。

【図５】上記実施形態の水域排水装置を、ダム堤体に設
けた例を示す断面図である。

【図６】上記実施形態の水域排水装置を、ダム堤体に設
けた例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０水域排水装置１１外筒１２内筒１３スパイラル突条１６モータ（駆動装置）２４，４２防潮壁（遮水壁）３３堰板（遮水壁）５１ダム堤体（遮水壁）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】河川又は運河の両岸間を横断するように
構築された遮水壁に上流側から下流側へ貫通して取り付
けられた外筒と、この外筒の内周に同心的に配置された内筒と、この内筒の内周面に突設されたスパイラル突条と、前記内筒をその中心線の周りに回転させる駆動装置と、
を備えることを特徴とする水域排水装置。
【請求項２】遮水壁が河川又は運河を海洋に対して隔
絶する防潮壁であることを特徴とする請求項１に記載の
水域排水装置。
【請求項３】遮水壁が橋脚の上流側で河川を堰き止め
るように構築された堰板であることを特徴とする請求項
１に記載の水域排水装置。
【請求項４】遮水壁がダム堤体であり、外筒がこのダ
ム堤体の上流側におけるダム湖底の堆積物の堆積領域に
対応して取り付けられたことを特徴とする請求項１に記
載の水域排水装置。
【請求項５】遮水壁がその上流側と下流側との間を開
閉可能に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の
水域排水装置。
【請求項６】駆動装置による内筒の回転方向及び回転
速度が、遮水壁近傍の水位又は流速を計測する計測手段
からの計測データに基づいて制御されることを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれかに記載の水域排水装置。