JP2015074913A - Inflow sediment collection and discharge device and sediment discharge method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流入土砂集排装置及び流入土砂集排装置を用いた排土砂方法に関する。 The present invention relates to an inflow earth and sand collecting and discharging device and an earth and sand collecting method using the inflow earth and sand collecting and discharging device.
治水や利水のため湖やダムを建設して上流から流入する水を堰き止めて貯水池を形成する。この場合、その上流から流れてくる水を堰き止めるだけではなく、流出して来る土砂も堰き止めていることとなる。堰き止められた土砂は湖底に堆積して貯水池から下流へは流出することができない。これにより中流部から下流部の河川の河床に粗粒化現象が表れ生態系への影響が現れてきた。また、河口へ土砂が流出しないため海岸線の砂浜への砂の供給ができなくなり砂浜の形成にも影響を与えることとなった。さらに、貯水池に堆積する土砂の影響で貯水量が減少してダムとしての目的を達成する機能にも影響が現れるようになったため、定期的に堆積土砂を取り除く浚渫作業を必要とされてきた。そこで、サイフォン作用を活用した堆積土の除去装置が開発された。例えば河川の水が流れ込む貯水池で浚渫した堆積土砂を、該貯水池から海又はその近くの河川まで輸送する浚渫土砂の輸送システムであって、大容量貯水池の浚渫土砂をサイフォン作用で水とともに吸い出すサイフォン管と、このサイフォン管の下流端に連なり、同管で吸い出された浚渫土砂及び水を含む流動体を海又はその近くの河川まで重力を利用して自然流下させる自然流下経路とを少なくとも備え、前記自然流下経路は、相互に縦列配置される複数条のパイプラインと、その相隣なるパイプライン間に介在していて、上流側のパイプラインから流下してきた流動体を一時的に貯留し下流側のパイプラインに放流可能な中継枡とを有することを特徴とする、浚渫土砂の輸送システムが開示されている。 Lakes and dams are constructed for flood control and water use, and the water flowing in from upstream is blocked to form a reservoir. In this case, not only the water flowing from the upstream side is blocked, but also the earth and sand flowing out are blocked. The dammed sediment cannot accumulate in the bottom of the lake and flow out of the reservoir downstream. As a result, coarsening phenomenon appears in the riverbed of the river from the middle stream to the downstream, and the impact on the ecosystem has appeared. In addition, sand does not flow out to the estuary, so it is impossible to supply sand to the beach along the coastline, which affects the formation of the beach. Furthermore, since the amount of stored water has been reduced due to the influence of sediment deposited in the reservoir, and the function of achieving the purpose of the dam has also appeared, it has been necessary to perform dredging work to periodically remove the sediment. Therefore, an apparatus for removing sedimentary soil using siphon action has been developed. For example, a dredged sediment transport system for transporting sediments dredged in a reservoir into which river water flows from the reservoir to the sea or a river near the sea, and a siphon tube that sucks dredged sediment from a large-capacity reservoir together with water by siphoning And at least a natural flow path that is connected to the downstream end of the siphon pipe and that naturally flows the fluid containing dredged soil and water sucked out by the pipe to the sea or a nearby river using gravity. The natural flow path is interposed between a plurality of pipelines arranged in tandem with each other and adjacent pipelines, and temporarily stores the fluid flowing down from the upstream pipeline and stores it downstream. A transport system for dredged earth and sand is disclosed, characterized in that it has a relay dredger that can be discharged into the pipeline on the side.
しかし、かかる輸送システムは、一旦堆積した土砂をパイプ状の吸水口を移動させて土砂を水とともに吸い取るタイプのものであり、排土砂作業を行う時は貯水池に浚渫船を浮かべて湖底深くまで配管して手探りで堆積土を吸引する設備を要し、湖底の堆積土を吸い込むために細かく撹拌する装置も必要となって大掛かりな排土砂用の設備を要する施設となっている。また、堆積する前に土砂を運搬する機能は全く有していないものであった。 However, such a transport system is a type in which sediment that has once accumulated is moved through a pipe-shaped water suction port, and the soil is sucked together with water. When draining sand, the dredger is floated in the reservoir and piped deep into the bottom of the lake. Therefore, it is necessary to have a facility for sucking the sedimentary soil by hand, and a device for finely agitating the soil to suck in the sediment at the bottom of the lake. Moreover, it did not have the function to convey earth and sand before depositing.
そこで本発明は、河川、池、湖又はダム湖等の貯水池(河川又は池、湖、ダム湖等の貯水池は以下総称して「貯水池等」とする。)の流入部の川床に据え置いた状態で使用することができる流入土砂集排装置及び流入土砂集排装置を用いた排土砂方法を提供することを主たる目的とする。 Therefore, the present invention is a state in which a reservoir such as a river, a pond, a lake or a dam lake (a reservoir such as a river or a pond, a lake or a dam lake is hereinafter collectively referred to as a “reservoir or the like”) is placed on the river bed. The main purpose is to provide an inflow earth and sand collecting device that can be used in the present invention and an earth and sand collecting method using the inflow earth and sand collecting and discharging device.
本発明は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。 The present invention adopts the following means in order to achieve the main object described above.
本発明にかかる流入土砂集排装置は、河川、池、湖、ダム湖等の貯水池に流入する土砂を収集及び排出するための流入土砂集排装置において、
河床表面とほぼ同じ高さに配置される流入土砂を受け入れるための上面開口部と、
前記上面開口部から流入した土砂を収集する収集容器と、
前記収集容器内の土砂を吸収するために水とともに吸収して下流へ排出する吸収口を有する排出管と、
前記排出管に設けられ、前記排出管に水を注水することができる注水合流部材と、を備え、
前記注水合流部材は、前記排出管内へ水を注水する注水装置を接続することができる注水部と、前記収集容器内へ流入してきた土砂及び水を吸水する吸収部と、吸水した土砂及び水を前記排出管の下流方向に排水する排出部と、の3方向に分岐した構造からなり、前記注水部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記吸収部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記注水部からの水を前記吸収部へ排出可能な状態とに切替えることができる開閉装置をそれぞれ前記排出部、前記注水部及び前記吸収部に備えていることを特徴とする。
The inflow sediment collection apparatus according to the present invention is an inflow sediment collection apparatus for collecting and discharging sediment flowing into a reservoir such as a river, pond, lake, dam lake,
An upper surface opening for receiving inflow sediment disposed at substantially the same height as the river bed surface;
A collection container for collecting earth and sand flowing from the upper surface opening,
A discharge pipe having an absorption port for absorbing and discharging with water to absorb the earth and sand in the collection container;
A water injection and merging member provided in the discharge pipe and capable of pouring water into the discharge pipe;
The water injection / merging member includes a water injection unit that can connect a water injection device that injects water into the discharge pipe, an absorption unit that absorbs soil and water flowing into the collection container, and the absorbed soil and water. A discharge part that drains in the downstream direction of the discharge pipe, and a structure branched in three directions, a state in which water from the water injection part can be discharged to the discharge part, and water from the absorption part to the discharge part The discharge unit, the water injection unit, and the absorption unit are respectively provided with switchgear that can be switched between a state in which the water can be discharged and a state in which water from the water injection unit can be discharged to the absorption unit. And
かかる流入土砂集排装置を使用することによって、洪水時や平水時に河川を流出して来る土砂が貯水池等に流入して堆積する前に流入部で収集装置に水とともに収集して、収集した土砂を吸収口で吸収し、それに繋がる排出管を通して収集容器に順次流れ込んでくる土砂をサイフォン作用により貯水池等の下流側へ移動することができるので、一旦貯水池等の湖底に堆積した土砂を下流側へ流す方法とは異なり、そもそも湖底や河床への土砂が堆積することを低減することができる。また、本発明にかかる流入土砂集排装置を用いれば、常時流入してくる土砂の一部を貯水池等への流入部で収集し、サイフォン作用を活かして貯水池等の下流部へ輸送することができるため、大型の作業船を浮かべて湖底などに堆積している堆積土を大容量の吸収装置で撹拌しながら吸い取り排出する大掛かりな装置を必要とすることなく、堆積土の吸収排砂装置と比較して比較的小規模なサイフォン排砂装置で土砂の一部を集排することができることとなる。 By using such an inflow sediment collection and collection device, the sediment that flows out of the river during floods or during flat water is collected together with water at the inflow part before collecting and collecting the collected sediment. Can be moved to the downstream side of the reservoir, etc. by the siphon action, so the sediment once accumulated on the bottom of the reservoir, etc. can be moved downstream. Unlike the flow method, it is possible to reduce sedimentation of sediment on the lake bottom and river bed in the first place. In addition, if the inflow sediment collection apparatus according to the present invention is used, a part of the always inflowing sediment can be collected at the inflow portion to the reservoir and transported to the downstream portion of the reservoir using the siphon action. Therefore, there is no need for a large-scale device that sucks and discharges the sediment deposited on the bottom of a lake with a large-capacity absorption device while floating a large work boat. In comparison, a part of earth and sand can be collected and discharged by a relatively small siphon sand discharging device.
ここで、送水装置としては動力により稼働する送水ポンプが一般的ではあるが、特許第5220213号にある貯水タンクを用いたサイフォン送水方法を使用しても良い。かかる構成を採用することによって、注水合流部材に設けられた開閉装置によって排水方向を変化することで、サイフォン作用を起動させることができる。 Here, although the water supply pump which operates with motive power is common as a water supply apparatus, you may use the siphon water supply method using the water storage tank in patent 5220213. By adopting such a configuration, the siphon action can be activated by changing the direction of drainage by the opening / closing device provided in the water injection / merging member.
さらに、前記注水合流部材は、前記注水部、前記吸収部、前記排出部の交点又はこれらの近傍に備えられて、前記注水部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記吸収部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記注水部からの水を前記吸収部へ排出可能な状態とに切替えることができる1つの切替式開閉装置を有することを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、注水合流部材に設けられた切替開閉装置を切り替えるという操作のみでサイフォン作用を起動させることができ、その後は、人工的な力を必要とせず、水と土砂をサイフォン作用により運搬することができる。 Further, the water injection / merging member is provided at the intersection of the water injection part, the absorption part, the discharge part or in the vicinity thereof, and is capable of discharging water from the water injection part to the discharge part, and the absorption part It has a switchable switchgear that can switch between a state in which water from the water can be discharged to the discharge part and a state in which water from the water injection part can be discharged to the absorption part. There may be. By adopting such a configuration, the siphon action can be activated only by an operation of switching the switching opening and closing device provided in the water injection / merging member, and thereafter, water and earth and sand are siphoned without requiring artificial force. Can be transported by action.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記注水部に接続する注水管は、柔軟な注水ホースからなり、前記注水装置からの強制送水を停止した時に、前記注水ホースが大気圧に押されて閉塞することで開閉機能を有することを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することで、注水合流部材に設けられた注水部の開閉装置を省略し切替え操作が必要なくなりサイフォン作用を起動させることができる。 Furthermore, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the water injection pipe connected to the water injection section is composed of a flexible water injection hose, and when the forced water supply from the water injection apparatus is stopped, the water injection hose is pushed to atmospheric pressure. It may be characterized by having an opening / closing function by being closed. By adopting such a configuration, the opening and closing device of the water injection section provided in the water injection junction member can be omitted, and the siphon action can be activated without the need for a switching operation.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記収集容器には、収集する土砂の大きさを選別するための網目を有する土砂粒径選別部材が設けられていることを特徴とするものであってもよい。網目を有する土砂粒径選別部材を設けることによって、排出管で排出する土砂の大きさを選別することができるため、排出管が詰まる可能性を低減させることができる。網目の大きさの目安としては排出管の口径の10分の5から10分の1程度の大きさのものが目安となるが、設置する河川の河床の土砂の粒径に応じてこの範囲を超えても良い。 Furthermore, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the collection container is provided with a sediment particle size sorting member having a mesh for sorting the size of the collected sediment. There may be. By providing the earth and sand particle size selection member having a mesh, it is possible to select the size of the earth and sand discharged from the discharge pipe, so that the possibility of clogging the discharge pipe can be reduced. The standard size of the mesh is about 5/10 to 1/10 of the diameter of the discharge pipe, but this range is set according to the grain size of the river bed of the river to be installed. It may be exceeded.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記収集容器に備えられた前記土砂粒径選別部材は傾斜していることを特徴とするものであってもよい。土砂粒径選別部材を斜面形状に形成することで、流出土砂が転がりやすくなるため、篩の機能を発揮させやすく、また土砂粒径選別部材を通過して収集容器に入らなかった土砂を土砂粒径選別部材上に堆積させること無く川の流れに加えて重力によって流入土砂集排装置の下流側へ排出しやすくすることができる。 Furthermore, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the sediment particle size selection member provided in the collection container may be inclined. By forming the sediment particle size sorting member into a slope shape, the spilled sediment is easy to roll, so that the function of the sieve is easily demonstrated, and the sediment that has not entered the collection container through the sediment particle size sorting member Without being deposited on the diameter selection member, it can be easily discharged to the downstream side of the inflow sediment collection device by gravity in addition to the river flow.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記土砂粒径選別部材には前記収集容器内へ流入する土砂と水の量を調節する流入量調整部材が備えられていることを特徴とするものであってもよい。土砂の量は水量の1〜3%程度が最適であり、それ以上増えると排出管が詰まる可能性がある。そこで、土砂粒径選別部材となるグレーチングの網目を通る土砂が多すぎる場合に、段階的に流入量調整部材を設けることによって、収集容器に流入する水の量に対する流入土砂の量を1〜3%程度に調整することができる。 Furthermore, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the sediment particle size selection member is provided with an inflow amount adjusting member for adjusting the amount of sediment and water flowing into the collection container. It may be a thing. The optimal amount of earth and sand is about 1 to 3% of the amount of water. Therefore, when there is too much earth and sand passing through the mesh of the grating serving as the earth and sand particle size selection member, the amount of inflow earth and sand with respect to the amount of water flowing into the collection container is set to 1 to 3 by providing an inflow amount adjusting member in stages. % Can be adjusted.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記土砂粒径選別部材の網目は下流側が開放された櫛歯形状に形成された櫛歯状土砂粒径選別部材からなり、前記網目は、流れ方向に並べて配置されていることを特徴とするものであってもよい。すなわち、前記土砂粒径選別部材の網目としては、縦横に交差する網目状ではなく、流れに対して平行して並べた櫛の歯のように下流端を繋がない櫛形状の櫛歯を形成した櫛歯状土砂粒径選別部材であっても良い。この構造によると上流から流入してきた小石や枯葉などの流出物が縦方向の流れと同じ櫛歯に沿って流れ、流出物は下流端においても引っ掛らずに収集容器の下流の貯水池へ流れて行く。横方向の網目に引っ掛ることがないため土砂粒径選別部材の上に流出物が残留して土砂流入の開口部を塞ぐことが軽減されるため、土砂が収集容器内に入る開口部を確保することができる。また、この際に、前記櫛歯状土砂粒径選別部材の櫛歯間隔は、前記排出管の口径の10分の5から10分の1程度の櫛歯間隔としたものを使用するとよい。 Furthermore, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the mesh of the sediment particle size sorting member is composed of a comb-like sediment particle size sorting member formed in a comb-teeth shape opened on the downstream side, and the mesh is a flow It may be characterized by being arranged in the direction. That is, the mesh of the earth and sand particle size selection member is not a mesh that intersects vertically and horizontally, but comb-shaped comb teeth that do not connect downstream ends, such as comb teeth arranged in parallel to the flow, are formed. It may be a comb-shaped earth and sand particle size selection member. According to this structure, effluents such as pebbles and dead leaves flowing in from the upstream flow along the same comb teeth as the vertical flow, and the effluent flows to the reservoir downstream of the collection container without being caught at the downstream end. Go. Since it does not get caught in the horizontal mesh, it is reduced that the spillage remains on the sediment particle size sorting member and plugs the sediment inflow opening, so that the sediment can enter the collection container. can do. At this time, the comb tooth interval of the comb-shaped earth and sand particle size selection member may be a comb tooth interval of about 5/10 to 1/10 of the diameter of the discharge pipe.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記櫛歯状土砂粒径選別部材の下流端は前記収集容器に設けられた上面開口部の下流側の外周の位置又は外周より下流側に延設して設けられていることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することで、櫛歯の上面を流れたごみや落ち葉が収集容器内に落ちることを防止することができる。 Further, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the downstream end of the comb-shaped sediment particle size selection member extends to the downstream side of the outer peripheral position or the outer periphery of the upper surface opening provided in the collection container. It may be characterized by being provided. By adopting such a configuration, it is possible to prevent dust and fallen leaves flowing on the upper surface of the comb teeth from falling into the collection container.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記土砂粒径選別部材の櫛歯間隔よりも細い櫛歯間隔を有する第2櫛歯状土砂粒径選別部材を有し、前記第2櫛歯状土砂粒径選別部材は、前記第1土砂粒径選別部材の任意の面積に重ねて設置されることを特徴とするものであってもよい。すなわち、例えば、前記排出管の直径が100mmのものを使用する場合、前記土砂粒径選別部材に設ける櫛歯土砂粒径選別部材の設置方法としては、前記櫛歯状土砂粒径選別部材の櫛歯を30mm程度の中程度の間隔で並べて構成された櫛歯状土砂粒径選別部材を前記土砂粒径選別部材載置部に載置し、その上に上流部より重ねて、より細かな櫛歯状土砂粒径選別部材を設置し、前記中程度の櫛歯の間隔を備えた櫛歯状土砂粒径選別部材の下流部分に任意の間隔を残して設置することで、水の流入量を全体の99%〜97%前後とするには影響なく、土砂の流入量を全体の2〜3%とするために調節することが可能となる櫛歯状土砂粒径選別部材となる。 The inflow sediment collection apparatus according to the present invention further includes a second comb-shaped sediment particle size selection member having a comb tooth interval that is narrower than a comb tooth interval of the sediment particle size selection member. The shaped earth and sand particle size selecting member may be installed so as to overlap an arbitrary area of the first earth and sand particle size selecting member. That is, for example, when the discharge pipe having a diameter of 100 mm is used, as a method for installing the comb-shaped soil particle size selecting member provided on the soil particle size selecting member, the comb of the comb-shaped soil particle size selecting member is used. A comb-shaped earth and sand particle size selecting member constituted by arranging teeth at a medium interval of about 30 mm is placed on the earth and sand particle size selecting member placing portion, and is piled on the upper portion from the upstream portion to make a finer comb. By installing a tooth-shaped sediment particle size sorting member and installing it at a downstream portion of the comb-shaped sand particle size sorting member having a medium comb tooth spacing, the amount of water inflow is reduced. It becomes a comb-like sediment particle size selection member that can be adjusted so that the amount of inflow of earth and sand is 2 to 3% of the whole without affecting 99% to 97% of the whole.
また、前記櫛歯状土砂粒径選別部材の櫛歯間隔よりも太い櫛歯間隔を有する第3櫛歯状土砂粒径選別部材を有し、前記第3櫛歯状土砂粒径選別部材は、前記第2土砂粒径選別部材又は前記第2櫛歯状土砂粒径選別部材の上に、上流側端部を支点として間隔を空けて設置されることを特徴とするものであってもよい。すなわち、中程度の細かな櫛歯状土砂粒径選別部材の上に、より粗い間隔の櫛歯状土砂粒径選別部材を設置することで木くずや枯葉などの流出物を前記中程度の細かな櫛歯状土砂粒径選別部材に触れさせることなく収集容器の下流側へ通過させる事ができる。これにより、木くずや枯葉などの流出物が前記中程度の間隔の櫛歯状土砂粒径選別部材に触れないため、引掛かったり詰まったりするのを防ぐことができる。設置方法としては前記土砂粒径選別部材の櫛歯の連節部となる部分を網目の上流側端部を支点として角度を上げることで徐々に間隔を開けて下流側に延伸して構成するのも良い。 Further, the third comb tooth-shaped soil particle size selecting member has a third comb tooth-shaped sand particle size selecting member having a comb tooth interval larger than the comb tooth interval of the comb tooth-shaped sand particle size selecting member, On the said 2nd earth-and-sand particle size selection member or the said 2nd comb-tooth-shaped earth-and-sand particle size selection member, it may be characterized by installing at intervals with an upstream end as a fulcrum. That is, by installing a comb-like soil particle size sorting member with a coarser spacing on a medium fine comb-like soil particle size sorting member, effluents such as wood chips and dead leaves can be removed to the above-mentioned medium fine size. It can be passed to the downstream side of the collection container without touching the comb-shaped sediment particle size selection member. Thereby, since effluents such as wood chips and dead leaves do not touch the medium-interval comb-shaped earth and sand particle size selection member, it can be prevented from being caught or clogged. As the installation method, the portion that becomes the comb joint of the earth and sand particle size selection member is formed by gradually increasing the angle with the upstream end of the mesh as a fulcrum and extending downstream to the downstream side. Also good.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記収集容器は、取り外し自在に構成された前記上面開口部を有する上枠を備えており、前記上枠は、前記上枠と前記収集容器の上端部との間に、別の上枠を載置することによって、最上部の上枠の位置を調整可能な嵩上部材としての機能を備えていることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、流入土砂集排装置の周囲の川床に土砂が堆積し、河床面が上昇した場合に、この上昇に合わせて上枠を重ね合わせることで、上面開口部の位置を調整することができる。 Furthermore, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the collection container includes an upper frame having the upper surface opening configured to be removable, and the upper frame includes the upper frame and the collection container. It may be characterized by having a function as a bulky member capable of adjusting the position of the uppermost upper frame by placing another upper frame between the upper end portion. . By adopting such a configuration, when sediment is deposited on the river bed around the inflow sediment collection device and the river bed surface rises, the upper frame is overlapped with this rise, so that the position of the upper surface opening is adjusted. Can be adjusted.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記収集容器の上流側に配置された水車を備え、前記水車は、水の流れにより回転しながら水車の羽根で流入してきた土砂を収集容器の方へ送ることを特徴とするものであってもよい。すなわち、流れにより水車が回転することで水車の羽根が河床の土砂を収集容器の方向に運ぶこととなり、効果的に土砂を収集容器へ運ぶことができる。 Furthermore, in the inflow earth and sand collecting and discharging apparatus according to the present invention, the inflow earth and sand collecting and discharging device includes a water wheel disposed upstream of the collection container, and the water wheel is configured to remove the earth and sand flowing in by the blades of the water wheel while rotating by the water flow. You may be characterized by sending to the direction. That is, when the water wheel rotates by the flow, the blades of the water wheel carry the sediment of the riverbed in the direction of the collection container, and the earth and sand can be effectively conveyed to the collection container.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記水車は、河床を掘削して河床に凹部を形成可能であり、掘削した土砂と凹部に流入してきた土砂を収集容器の方へ送ることを特徴とするものであってもよい。すなわち、洗掘された河床には土砂の凹部が形成される。その凹部の上流側斜面は勾配が急になるためその上流の河床が流れに押されて凹部に流入してくることとなる。流れにより水車が回転することで水車の羽根が河床の土砂を徐々に掘削しながら収集容器の方向に運ぶこととなり、洗掘された河床には土砂の凹部が形成される。その凹部の上流側斜面は勾配が急になるためその上流の河床が流れに押されて凹部に流入してくることとなる。この土砂を水車の回転により羽根で同様に収集容器の方向へ移動させる作業を続けることとなる。 Furthermore, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the water wheel is capable of excavating the river bed to form a recess in the river bed, and sending the excavated sediment and the sediment flowing into the recess to the collection container. It may be a feature. In other words, earth and sand recesses are formed in the scoured riverbed. Since the slope on the upstream side of the recess becomes steep, the upstream river bed is pushed by the flow and flows into the recess. As the water turbine rotates due to the flow, the blades of the water turbine carry the sediment on the river bed while gradually excavating the sediment on the river bed, and a concave portion of earth and sand is formed in the scoured river bed. Since the slope on the upstream side of the recess becomes steep, the upstream river bed is pushed by the flow and flows into the recess. The operation of moving the earth and sand in the direction of the collecting container with the blades by the rotation of the water wheel is continued.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記水車は、上下に移動可能であることを特徴とするものであってもよい。河床の土砂は洪水時には押し流されて流入してくるが、平水位時の流れになると河床が安定して土砂の流入現象が減少するため、河床の土砂が収集容器内へ流入して来る量が大幅に減少する。すなわち、土砂集排作業が行えなくなる。このような場合に前述の如く水車を収集容器の上流側に備え羽根を土砂の流入状況に応じて順次上下に移動できる状態で設置することで平水時でも河床高の変化の状況に応じて土砂の集排作業を行えることとなる。この作業により河床に凹部が形成されることで、洪水が起きた際に一気に土砂が流入して来ても河床の凹部がポケットとなって収集容器より下流の貯水池に土砂が大量に流入することを軽減することができる。尚、洪水時においては水車を上部方向へ移動させることにより洪水の直撃を受けることを防止できる。再び土砂集排作業を行う際には水車を回転させながら順次下部方向へ移動させることで、徐々に河床の土砂を掘削しながら掘り下げ収集容器の方向へ土砂を移動して凹部をつくることができるので集排作業の再始動が容易にできることとなる。 Furthermore, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the water wheel may be movable up and down. The sediment on the riverbed is swept away and flows in at the time of flooding, but the riverbed stabilizes and the inflow phenomenon of the sediment decreases at the level of the flat water level, so the amount of sediment on the riverbed flows into the collection container. Decrease significantly. That is, sediment collection and discharge work cannot be performed. In such a case, as described above, the water wheel is installed on the upstream side of the collection container, and the blades are installed in such a manner that the blades can be sequentially moved up and down according to the inflow situation of the earth and sand. It will be possible to collect and discharge. By forming a recess in the riverbed as a result of this work, even if sediment flows in at a time in the event of a flood, the recess in the riverbed becomes a pocket and a large amount of sediment flows into the reservoir downstream from the collection container. Can be reduced. In the case of a flood, it is possible to prevent a direct hit from the flood by moving the water wheel upward. When performing sediment collection and discharge work again, by moving the water wheel sequentially downward while rotating the water wheel, it is possible to create a recess by gradually moving the sediment toward the collection container while excavating the sediment on the riverbed. Therefore, the collection and discharge work can be easily restarted.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記注水合流部材は、注水部と吸水部との間に形成された分岐部を備えており、前記注水装置からの水を下流側又は上流側への流れを切り替える切替弁が設けられていることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、収集容器内に溜まった砂礫を効率よく収集容器外へ排出することができ、収集容器が土砂等によって詰まる可能性を未然に防止することができる。 Furthermore, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the water injection / merging member includes a branch part formed between the water injection part and the water absorption part, and the water from the water injection apparatus is supplied to the downstream side or the upstream side. There may be provided a switching valve for switching the flow to. By adopting such a configuration, gravel accumulated in the collection container can be efficiently discharged out of the collection container, and the possibility that the collection container is clogged with earth and sand can be prevented.
さらに、本発明にかかる流入土砂集排装置において、前記注水合流部材は、分岐部と吸水部との境界において、自動戻式開閉弁を備えており、前記自動戻式開閉弁は、力がかかっていない状態においては、分岐部と吸水部の境界の開口を閉口するように付勢されていることを特徴とするものであってもよい。かかる構成を採用することによって、中止装置の水を上流側へ流したい場合に下流側へ流れてしまう可能性を防止することができる。また、サイフォンを再稼働させた場合にも自動で元の位置に戻るので、サイフォン作用による流れを妨げることもない。 Further, in the inflow sediment collection apparatus according to the present invention, the water injection / merging member is provided with an automatic return on-off valve at a boundary between the branch portion and the water absorption portion, and the automatic return on-off valve is applied with force. In a state where it is not, it may be characterized by being biased so as to close the opening at the boundary between the branch portion and the water absorption portion. By adopting such a configuration, it is possible to prevent the possibility that the water of the stop device will flow downstream when it is desired to flow upstream. Further, when the siphon is restarted, it automatically returns to the original position, so that the flow due to the siphon action is not hindered.
かかる流入土砂集排装置を使用することによって、流入土砂集排装置に設けた水や土砂の流入口又は粒径選別部が埋設地の河床表面に現れるように埋設して設けられ、収集容器内へ流入した土砂を排出部から水とともに排出管を通して自然流下又はサイフォン機能により貯水部等の下流側へ排出することが可能になる。 By using such an inflow sediment collection device, the water or sediment inlet or particle size selector provided in the inflow sediment collection device is embedded so as to appear on the riverbed surface of the buried land, It is possible to discharge the earth and sand that has flowed into the downstream of the water storage section and the like through the discharge pipe together with water from the discharge section through natural discharge or siphon function.
さらに本発明にかかる流入土砂集排装置を設置する方法は、前記収集容器は、河川を流れる水が貯水池に流入する箇所又は手前の上流側に設置されることを特徴とするものであってもよい。また、その際に、前記収集容器の下流側河床を掘削して土砂溜めを形成するか又は河川構造物の水通し部の高さに収集容器の開口部の高さが同じになるように収集容器を配置して河川構造物の下流側に段差部を設けることにより形成した土砂溜めを設けてなることを特徴とするものであってもよいし、前記収集容器の下流部に床止工など河川構造物を設けて河川構造物により段差部を設けて土砂溜めを形成することを特徴とするものであってもよい。 Furthermore, the method for installing the inflow sediment collection apparatus according to the present invention is characterized in that the collection container is installed at a location where the water flowing through the river flows into the reservoir or upstream upstream. Good. At that time, excavate the downstream bed of the collection container to form a sediment reservoir, or collect the collection container so that the height of the opening of the collection container is the same as the height of the water passage of the river structure. The container may be characterized in that it is provided with a sediment reservoir formed by providing a step portion on the downstream side of the river structure, and a floor stop or the like in the downstream portion of the collection container. A river structure may be provided, and a step portion may be provided by the river structure to form a sediment reservoir.
本発明にかかる流入土砂集排装置100の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。各図において対応する構成要素には同一又は類似の符号が付されている。
An embodiment of an inflow
(第1実施形態)
図1には、第1実施形態にかかる流入土砂集排装置100の斜視図が示されている。第1実施形態にかかる流入土砂集排装置100は、流入した土砂を収集する収集容器10と、収集容器10内に配置されている誘導用傾斜部20と、収集容器10の内部から外部まで連通する排出管30と、収集容器10の上面に配置される土砂粒径選別部材40と、排出管30に連結された注水合流部材50と、を主として備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a perspective view of an inflow soil collecting and discharging
収集容器10は、河川において、河川の湛水部、池、湖、ダム等の貯水部へ流入する土砂を収集及び排出するための容器であり、その形態は特に限定するものではなく、円筒形であっても、直方体であってもよい。また、排出管そのものに収集用開口部を設け収集容器の機能をもたせたものであっても良い。第1実施形態においては、直方体の収集容器10を用いて説明する。収集容器10は、流入土砂を収集するために、上方が開放された上面開口部11が形成されており、上面開口部11には、後述する土砂粒径選別部材40を載置するために載置部12が設けられている。収集容器10の内部には、排出管30へ効率よく土砂を誘導するための誘導用傾斜部20が設けられている。
The
誘導用傾斜部20は、図1に示すように、収集容器10内に落下した土砂等を中央に集めるために端から中央に向かって低くなるように傾斜した2つの第1傾斜板21及び第2傾斜板22からなる。一方の第1傾斜板21は、底面まで傾斜した板からなり、他方の第2傾斜板22は、途中まで傾斜した後、排出管30を連結可能なように垂直面に形成されてなる。この誘導用傾斜部20の配置は排出管30の先端の吸水口30Sの位置により変化する。例えば、吸水口30Sの位置が収集容器10の下端部10bに設ける場合は、誘導用傾斜部20は第1傾斜板21を収集容器10の下端部10b付近まで伸ばすことで誘導用傾斜機能を1枚で発揮することができる。
As shown in FIG. 1, the guiding
土砂粒径選別部材40は、網目を有するグレーチング状からなり、この網目の大きさによって収集容器10内に落下して収集される土砂とそれ以外の大きな石又はゴミ等を分別することができる。網目の大きさの目安として排出管の口径の10分の5から10分1程度の大きさの範囲とし、設置する河川の土砂の粒径の状態にもよるが、排出管の口径の10分の3の大きさを基本形として考えるとよい。土砂粒径選別部材40の網目部分の面積を変更可能な流入量調整部材29a、29bを取り付けることによって、水と土砂の流入量を調整することができる。土砂の量は水と土砂の合計を100とした場合に対する土砂の比率が1〜3%程度が最適であり、3.5%以上増えると排出管30が詰まる可能性がある。そこで、グレーチングの網目を通過して収集容器10内に入る土砂が多すぎる場合に、段階的に流入量調整部材29a、29bを設けることによって、流入土砂が収集容器10内へ入るのを調整することができる。なお、本実施形態においては2種類の形状が異なる大きさの流入量調整部材を設けるものとしたが、勿論、3種類以上の形状が異なる大きさのものを使用してもよい。
The earth and sand particle
排出管30は、金属製、化学樹脂・化学繊維系等の管からなり、サイフォン作用或いは自然流下により管内部を土砂及び水が流れるものであり、排出管30の下流端の吐出口方向の配管途中には、注水合流部材50が連結されている。
The
注水合流部材50は、排出管30内へ強制的に水を注水可能なポンプ等の注水装置90と連結されている注水部51と、前記収集容器10内へ流入してきた土砂及び水を吸水する吸収部52と、吸水した土砂及び水を排出管30の下流方向に排水する排出部53と、の3方向に分岐した構造を有する。また、注水合流部材50は、注水部51、吸収部52及び排出部53の全てに開閉装置を設けても良いし、図2に示すように、注水部51からの流れと、吸収部52からの流れを切替えることができる切替開閉装置55を有していて、図2Aに示すように、注水部51からの流れを排出部53へ流せる状態と、図2Bに示すように吸収部52からの土砂及び水を排出部53へ流せる状態と、図4Aに示すように注水部51からの流れを吸水口30Sへ流せる状態と、に切替えることができる。
The water injection / merging
注水装置90から注水部51に連結される管材としては、特に限定するものではないが、図2Bに示すように、サニーホース等の柔軟な素材からなる注水管60を使用するとよい。注水装置90等からの強制送水が止まった場合に、大気圧により押されてしぼむことによって、開閉弁を設けなくても空気の侵入を防止する開閉弁の代わりにすることができるからである。
Although it does not specifically limit as a pipe material connected with the
以上のようにして作製された流入土砂集排装置100は、以下のようにして使用される。まず、図2Aに示すように、流出土砂が溜まりやすい場所に収集容器10の上面開口部11が河床の表面と同じ高さになるように埋設する。一方、排出管30の吐出口(図示しない。)となる下流端を収集容器10を設置する箇所の水面より低い位置で土砂を排出したい任意の場所まで配管する。さらに排出管30の途中に注水合流部材50を設置する。注水合流部材50の注水部51にサニーホース等の柔軟な注水管60を取付け、その反対側には強制的に水を注水可能な貯水タンクや水中ポンプ等の注水装置90を取り付ける。こうして流入土砂集排装置100の設置が完了する。
The inflow
この状態から、図2Aのように、まず注水装置90からの水を注水部51から排出部53に流れるように注水合流部材50の切替開閉装置55をセットし、注水装置90を使用して強制的に水を注水する。こうして注水装置90から注水された水は、注水管60、注水合流部材50及び下流側排出管30bに流れていく。そして、注水装置90を使用して注水された水が排出管30の下流端の吐出口(図示しない。)から吐出されたのを確認した後、注水装置90の強制注水を停止すると同時に、切替開閉装置55の位置を、水が吸収部52から排出部53へ流れるように切替える。これにより、下流側排出管30bの水はそのまま落下していく過程で、注水管60は、図2Bに示すように、注水装置90からの強制注水が止まることにより、大気圧に押されてしぼむことになる。これにより、注水部51からは、水及び空気の流入が妨げられ、注水部51を閉鎖した状態となる。その後、下流側排出管30b内の水が呼び水となって、下流側に流れると同時に収集容器10内の水と土砂が上流側排出管30aへ引き込まれる。そして、河川等の水は、収集容器10、上流側排出管30a、注水合流部材50を介して下流側排出管30bに流れていき、後は、サイフォン作用によって、何ら人為的な力を与えることなく、水を下流側に流すことになる。この流れにより収集容器10内に流入してきた土砂も巻き込んで水とともに排出管30を介して下流側へ流すことになる。
From this state, as shown in FIG. 2A, first, the switching opening /
次に、河川等の流量が低下して流入土砂集排装置100が停止し、収集容器10内に土砂が堆積している場合にサイフォンを再起動する方法について説明する。一旦、河川等の流量が減少し、サイフォンによる流れが停止すると、図3Aに示すように、収集容器10内に土砂が堆積する場合がある。停止状態では、排出管30及び注水管60のいずれにも水がない状態になっている。この状態から、河川の流れが復活した場合には、以下の手順でサイフォン機能を復活させる。まず、切替開閉装置55を切替えて、まず注水装置90からの水を注水部51から排出部53に流れるように注水合流部材50の切替開閉装置55をセットする。注水装置90から強制的に水を注水し、注水管60及び下流側排出管30b内の下流端の排出口までを水を流しながら充填する。この状態から、図4Aに示すように、注水装置90からの水が上流側排出管30aへ流れるように切替開閉装置55を切替える。すると、収集容器10の内部に堆積していた土砂が巻き上げられ、土砂が拡散する。この状態で、切替開閉装置55を切り替え、河川等からの水が上流側排出管30aを通過し吸収部52から排出部53、下流側排出管30bへ流れるように切替えるとともに、注水装置90の強制注水を停止する。これにより、下流側排出管30bの水が落下していく過程で、注水管60は、図4Bに示すように、注水装置90からの強制注水が止まることにより、大気圧に押されてしぼむことになる。これにより、注水部51からは、水及び空気の流入が妨げられ、注水部51を閉鎖した状態となる。その後、下流側排出管30b内の水が呼び水となって、下流側に流れると同時に収集容器10内の水と土砂が吸収口30sから上流側排出管30aへと引き込まれる。つまり、河川等の水と巻き上げられた土砂は、収集容器10、上流側排出管30a、注水合流部材50を介して下流側排出管30bに流れていき、後は、サイフォン作用によって、何ら人為的な力を与えることなく、水及び土砂を下流側に流すことになる。なお、収集容器10内に溜まった土砂を撹拌或いは収集容器10から排出する場合は、図5に示すように、収集容器10の土砂粒径選別部材40が上流側で、蝶番29cによって開閉可能に固定することで、注水装置90からの強制送水により土砂粒径選別部材40が、蝶番29cを支点として下流側が開くことにより、収集容器10内に溜まった土砂が収集容器10の外に吐き出し易くすることができる。
Next, a method of restarting the siphon when the flow rate of a river or the like is reduced, the inflow
以上説明したように、本第1実施形態にかかる流入土砂集排装置100によれば、サイフォン作用を利用して貯水池へ順次流入しようとする河床の土砂を貯水池等の手前で収集して貯水池の下流側へ流すことができるので、湖底などに一旦堆積した土砂を貯水池の下流側へ流す方法とは異なり、そもそも貯水池の湖底への土砂の堆積を低減することができる。この際に、本第1実施形態にかかる流入土砂集排装置100は注水部51に開閉装置を設けるか、注水部51に接続される注水管60に柔軟な素材を使用することによって、注水合流部材50に設けられた切替開閉装置55を切替えるという操作を行うことでサイフォン作用を起動させることができる。また、収集容器10が流出土砂で詰まった場合の土砂除去方法として作業する場合は、注水装置90を用いて、注水部51から収集容器10側へ勢いよく注水する水によって収集容器10内に溜まった土砂を除去する場合は注水部51、吸収部52、排出部53に開閉弁等を設け適時開閉することで詰まった土砂の除去作業性が向上する。
As described above, according to the inflow
また、第1実施形態にかかる流入土砂集排装置100によれば、上面開口部11に網目部材を有する土砂粒径選別部材40が設けられているので、排出管30で排出する土砂の大きさを選別することができ、網目の大きさの目安としては排出管の口径の10分の5から10分の1程度の大きさの範囲とし、設置する河川の土砂の粒径の状態にもよるが、排出管の口径の10分の3の大きさを基本形として考えるとよい。併せて流入量調整部材29a、29bを使用して収集容器内への水の流入量をも調節できるため、サイフォン作用により水と共に移動させる水と土砂を合わせて100%とした場合、土砂が占める割合を2〜3%程度とする調節ができることで作業効率が向上し、排出管30が詰まる可能性を低減させることができる。
Moreover, according to the inflow
また、第1実施形態にかかる流入土砂集排装置100によれば、収集容器10内に誘導用傾斜部20を備えているので、効率よく排出管の吸入口に土砂を誘導することができる。
Moreover, according to the inflow earth and sand collecting and discharging
また、一旦水位が低下し、サイフォン作用が停止した場合であっても、注水装置90からの水を逆流させることができるので、収集容器10内に堆積した土砂が少量の場合は効率よく巻き上げて撹拌することができるので、撹拌した状態で水と共に下流側の吐出し口へ排出することで収集容器10内の土砂を排出する作業を行うことなく再稼働させることができる。また、土砂が収集容器10内へ大量に堆積して詰まった場合は土砂粒径選別部材40から吐き出すか、水圧により土砂粒径選別部材40を押し開いてその開口部から土砂を排出して除去する方法をとることができ、その後は通常のサイフォン作用により収集容器内へ水と共に流入してくる土砂を貯水池の下流側へ移動し排出することができる。
In addition, even when the water level is once lowered and the siphon action is stopped, the water from the
(第2実施形態)
第2実施形態にかかる流入土砂集排装置100が図6に示されている。図6は、第2実施形態にかかる流入土砂集排装置100の側面から視た模式図である。第2実施形態にかかる流入土砂集排装置100は、図6に示すように、上面開口部11が斜面に形成されている。その他の構成は第1実施形態と同様である。このように土砂粒径選別部材40を斜面に形成することで、流出土砂が転がりやすくなるため、後述する土砂粒径選別部材40で篩の機能を発揮させやすく、また土砂粒径選別部材40の網目を通過しなかった土砂を川の流れの後押しに加えて重力によって下流側へ排出しやすくすることができる。このため、土砂粒径選別部材40の網目を通らず収集容器10内へ入らなかった土砂が、土砂粒径選別部材40の網目の上に留まって網目が埋まる可能性を低減することができる。
(Second Embodiment)
An inflow soil collecting and discharging
土砂粒径選別部材40の網目が大きく洪水などで土砂の流入が多い場合は、水量に対する土砂の量の割合である1〜3%のバランスが崩れて土砂が多く流入するため収集容器10内が土砂で詰まってしまうこととなる。また、上流から流入する枯葉や小枝などが土砂粒径選別部材40の網目に詰まるため上面開口部11でゴミが覆ってしまう現象が起きる。これらの現象を防ぐための設置部材及び設置方法としては、土砂粒径選別部材40の網目を縦横に交差する網目状ではなく、図7Aに示すように、流れに対して縦方向にのみ並行して並べた櫛歯状のように下流端を繋がない櫛歯41、すなわち、下流側を開放して形成した櫛歯状土砂粒径選別部材40aを用いると良い。この構造によると上流から流入してきた小石や枯葉などの流出物が縦方向の流れと同じ櫛歯41に沿って流れ、流出物は櫛歯41の下流端においても引っ掛らずに収集容器の中に吸収されずに下流へ流れて行く。横方向の網目に引っ掛ることがないため網目の土砂粒径選別部材40のように上に流出物が収集容器10内への水の吸収作用により土砂流入の上面開口部11に残留して上面開口部11を塞ぐことにはならず、流出物の残留が軽減されるため、土砂が収集容器10内に入る開口を確保することができる。
If the mesh size of the sediment particle
また、土砂粒径選別部材として設ける櫛歯状土砂粒径選別部材40aの設置方法としては、櫛歯状土砂粒径選別部材40aの櫛歯41の間隔を排出管30の口径の10分の5から10分の1程度の範囲とし、設置する河川の土砂の粒径にもよるが排出管30の口径の10分の3程度を基本間隔として基本の櫛歯状土砂粒径選別部材40aとし、基本の櫛歯状土砂粒径選別部材40aを櫛歯状土砂粒径選別部材の載置部12に載置した上に、図7Bに示すように、基本の櫛歯間隔より細い間隔の第2櫛歯状土砂粒径選別部材40bを基本の櫛歯状土砂粒径選別部材40aに任意の面積を重ねて設置すること(図8参照)で、流入量を水が99%〜97%に対して土砂が1%〜3%前後の割合とするための調節をすることが可能となる。
In addition, as a method of installing the comb-shaped sediment particle
また、基本の櫛歯状土砂粒径選別部材40a等の上に、図7Cに示すように、基本の櫛歯41より太い間隔の粗い櫛歯を有する第3櫛歯状土砂粒径選別部材40cを設置することで、木くずや枯葉などの流出物を、基本の櫛歯状土砂粒径選別部材40aに触れさせることなく収集容器10の下流側へ通過させることができる。これにより、木くずや枯葉などの流出物が収集容器10の上面開口部11に設置する基本の櫛歯状土砂粒径選別部材40aの表面に引掛かったり詰まったりするのを防ぐことができる。設置方法としては基本の櫛歯状土砂粒径選別部材40aの上に間隔を空けて設置する方法(図示しない)や、図8に示すように、基本の櫛歯状土砂粒径選別部材40aの上流側端部を支点として下流側の角度を上げることで下流側へ徐々に間隔を開いて延伸する構成とするのも良い。尚、この場合の櫛歯41を排出管30の口径の10分の3程度を基本の間隔として表現し易くしたが、基準とする櫛歯41の間隔の大きさは排出管30の口径の10分の3に拘らず流入土砂集排装置100を設置しようとする河川の河床を構成する土砂の粒径などの特有の流出物の大きさに対応可能な任意の大きさに設定しても良い。なお、櫛歯状土砂粒径選別部材40a及び40cは、図7に示すように、前記櫛歯状土砂粒径選別部材の下流端は前記収集容器に設けられた上面開口部の下流側の外周の位置又は外周より下流側に延設して設けてもよい。かかる構成を採用することで、木くずや枯葉などの流出物が収集容器内に落ちる可能性を低減し、効率よく下流へ運ぶことができる。
Further, as shown in FIG. 7C, the third comb-tooth-shaped sediment particle
(第3実施形態)
第3実施形態にかかる流入土砂集排装置100が図9に示されている。図9は第3実施形態にかかる流入土砂集排装置100の断面図である。第3実施形態にかかる流入土砂集排装置100は、収集容器10の上面開口部11を別部材である上枠13に作製してある点が第1実施形態と異なる。その他の構成は第1実施形態と同様である。上枠13は、収集容器10の上方に取り外し可能に形成されている。この上枠13の上面には、土砂粒径選別部材40を載置するために載置部13aが設けられている。さらに、上枠13は、上枠13同士を重ねて固定することが可能に形成されている。そのため、上枠13は土砂粒径選別部材40の位置(高さ)を調整可能な嵩上部材としての機能を有する。
(Third embodiment)
An inflow soil collecting and discharging
かかる上枠13を設けることで、流入土砂集排装置100の周囲の川床に土砂が堆積し、河床面が上昇した場合に、この上昇に合わせて上枠13を重ね合わせることで、上面開口部11の位置を調整することができるようにしたものである。かかる構成を採用することによって、河床に土砂が堆積しても収集容器10の位置を変更することなく使用することができる。
When the
(第4実施形態)
第4実施形態にかかる流入土砂集排装置100を設置した状態が図10に示されている。図10に示すように、収集容器10の上流側に水車70を備えることで、水の流れにより水車70が回転することで水車70の羽根70aが河床の土砂及び上流から流れてきた土砂を収集容器10の方向に運ぶことができる。また、この際に洗掘により河床に凹部73を形成し、その上流側は勾配が急になる水車70により洗掘されてできる河床面72が形成されるため上流側の河床が流出して凹部73に流入しやすくなる。この土砂を水車70の回転により羽根70aで同様に収集容器10の方向へ移動させる作業を続けることで継続的に土砂を排出しやすくすることができる。河床の土砂は洪水時には水に押し流されて流入してくるが、平水位の流れになると流速流量も減少するため河床が安定して流入する土砂も減少するため、収集容器10内へ流入する量も減少し土砂集排作業が行えなくなる。このような場合に前述の如く水車70を収集容器10の上流側に備え羽根70aを河床の高さより低くなるように設置することで回転により河床に掘削による凹部73が形成される。形成された凹部73の上流側の勾配が安定勾配ではなくなるため、流入してくる流れにより洗掘され順次上流側に流出が進んで、その土砂が凹部73に流れ込んでくる。そのため、その土砂は水車70の回転により凹部73から収集容器10の方向に移動させる作業が続けられる。この作用により平水時でも河床の土砂の集排作業を行えることとなる。この作業により形成された凹部73と凹部73より上流部にあった河床の土砂が流出したことにより形成された洗掘部も含めて河床の凹部73となり、次に洪水が起きた際に上流から一気に土砂が流出して来たとしても、河床の凹部73がポケットとなって流入土砂をくい止め堆積させるため、収集容器10より下流の貯水池に土砂が流入することを軽減することができる。なお、土砂の凹部73の下がり具合に応じて水車70を順次下方向へ移動することで土砂の収集作業を継続することができ、洪水時においては水車70を上方向へ移動させることにより水車70が洪水の直撃を受けることを防止できる。再び土砂集排作業を行う際には水車70を回転させながら順次下方向へ移動させることで、徐々に河床の土砂を掘削しながら掘り下げて河床に凹部73をつくることができるので集排作業の再始動が容易にできることとなる。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 shows a state where the inflow
(第5実施形態)
第5実施形態にかかる流入土砂集排装置100の注水合流部材50を設置した状態が図11に示されている。第5実施形態にかかる注水合流部材50は、注水部51と、吸水部52との間に分岐部56を備えている。さらに注水部51と分岐部56との間には、手動又は自動で注水装置(図示しない。)から注水部51に注水された水を下流側と上流側、すなわち、注水部51から排水部53へと流れる流れと、注水部51から分岐部56を介して吸水部52へとの流れる方向へと切り替えることができる切替弁57を備えている。さらに、分岐部56と注水部51との境界には、バネ等によって力がかかっていない場合には、分岐部56と吸水部52との境界において分岐部56の開口50aを閉口する状態に付勢されており、分岐部56から吸水部52への水の流れがある場合に開口50aを開口可能に取り付けられている自動戻式開閉弁58を備えている。
(Fifth embodiment)
FIG. 11 shows a state in which the water injection / merging
この第5実施形態にかかる注水合流部材50は、図12Aに示すように前述したように土砂粒径選別部材40の網目が大きく洪水などで土砂の流入が多い場合は、水量に対する土砂の量の割合である1〜3%のバランスが崩れて土砂が多く流入するため収集容器10内が土砂で詰まってしまうこととなるため、このような場合に稼働される。こうした状況の場合に、図12Bに示すように、注水合流部材50の切替弁57が注水部51側を閉口し、注水装置90からの水を上流側、すなわち、注水部51から分岐部56を介して吸水部52へとの流れる方向へと切り替えておいた状態で、注水装置90から水を注水する。すると、自動戻式開閉弁80は水圧によって、分岐部の開口50aが開口され、下流側へ流れる方向を堰き止めて水を上流側へ送水される。これにより、収集容器10内の砂礫等が水圧によって収集容器10の外へ排出されることになる。収集容器10内の砂礫を収集容器の外に排出したら、注水作業を停止する。この注水作業を停止することで、押し広げられていた自動戻式開閉弁80は、バネにより再度元状態、すなわち、分岐部56の開口50aを閉口する。そのため、図12Cに示すように、再度サイフォン作用により収集容器10から水及び砂礫を流すことができるようになる。
As shown in FIG. 12A, the water injection / merging
第5実施形態にかかる流入土砂集排装置100によれば、注水装置90から容器器10内へ注水作業を行い収集容器10内に溜まった土砂を収集容器10から排出することができる。一時的な注水作業により収集容器10内の土砂を排出するための注水作業をする時間的な間隔は定期でも不定期でも良い。特に洪水時においては収集容器10内への土砂の流入が増加するため、流水量に対する土砂の量の良好な割合である1〜3%のバランスが崩れて、収集容器10内に土砂が溜まることでサイフォン作用が止まることがあるため、間隔を短くして定期的に注水作業を行うことが望ましい。この定期、不定期に行う注水作業をするための注水装置90を起動する方法としては、人による作業でも良いが、河川の水位センサーを使用することで、一定水位以上の場合を感知した場合に定期又は不定期な間隔を短くして土砂排出作業を行うことで流入する土砂が収集容器10内に溜まり過ぎてサイフォン作用を止めることなくサイフォンによる排砂作業を継続することが可能となる。
According to the inflow earth and sand collecting and discharging
(第6実施形態)
第6実施形態にかかる流入土砂集排装置100を設置した状態が図13に示されている。図11に示すように、収集容器10を河川構造物81の水通し部内に入れて設置することで河川構造物の下流側に段差部80を設けることで、第2実施形態と同様に土砂粒径選別部材40の網目を通過して収集容器10内へ入らなかった土砂を土砂粒径選別部材40の下流側へ排出しやすくすることができる。すなわち、土砂粒径選別部材40の網目を通らず収集容器10内へ入らなかった土砂が、土砂粒径選別部材40の下流側まで流されれば河川構造物の下流側に形成される段差部80に落下するため、流れてきた土砂が土砂粒径選別部材40の上に滞る土砂に阻まれて同様に網目の上に留まって網目が塞がれてしまう可能性を低減することができる。また、図14に示すように、収集容器10の下流側に河川構造物81を設けることで収集容器10の下流側に段差部80を設けて土砂粒径選別部材40上面を下流側へ通り過ぎた土砂を溜める土砂溜め部82を形成することができる。
(Sixth embodiment)
FIG. 13 shows a state where the inflow
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present invention.
上述した実施の形態で示すように、河川等における土砂が河川を横断する河川構造物の下流側に運搬する装置として使用することができる。 As shown in the above-described embodiment, it can be used as an apparatus for transporting sediments in rivers and the like to the downstream side of river structures that cross rivers.
10…収集容器、10b…下端部、11…上面開口部、12…載置部、13…上枠、13a…載置部、20…誘導用傾斜部、21…第1傾斜板、22…第2傾斜板、29a…流入量調整部材、29c…蝶番、30…排出管、30S…吸水口、30a…上流側排出管、30b…下流側排出管、30s…吸収口、40…土砂粒径選別部材、40a…櫛歯状土砂粒径選別部材、40b…第2櫛歯状土砂粒径選別部材、40c…第3櫛歯状土砂粒径選別部材、41…櫛歯、50…注水合流部材、51…注水部、52…吸収部、53…排出部、55…切替開閉装置、60…注水管、70…水車、70a…羽根、72…河床面、73…凹部、80…段差部、81…河川構造物、82…部、90…注水装置、100…流入土砂集排装置
DESCRIPTION OF
Claims (21)
河床表面とほぼ同じ高さに配置される流入土砂を受け入れるための上面開口部と、
前記上面開口部から流入した土砂を収集する収集容器と、
前記収集容器内の土砂を吸収するために水とともに吸収して下流へ排出する吸収口を有する排出管と、
前記排出管に設けられ、前記排出管に水を注水することができる注水合流部材と、を備え、
前記注水合流部材は、前記排出管内へ水を注水する注水装置を接続することができる注水部と、前記収集容器内へ流入してきた土砂及び水を吸水する吸収部と、吸水した土砂及び水を前記排出管の下流方向に排水する排出部と、の3方向に分岐した構造からなり、前記注水部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記吸収部からの水を前記排出部へ排出可能な状態と、前記注水部からの水を前記吸収部へ排出可能な状態とに切替えることができる開閉装置を備えていることを特徴とする流入土砂集排装置。 In inflow sediment collection and collection equipment for collecting and discharging sediment flowing into reservoirs such as rivers, ponds, lakes, dam lakes,
An upper surface opening for receiving inflow sediment disposed at substantially the same height as the river bed surface;
A collection container for collecting earth and sand flowing from the upper surface opening,
A discharge pipe having an absorption port for absorbing and discharging with water to absorb the earth and sand in the collection container;
A water injection and merging member provided in the discharge pipe and capable of pouring water into the discharge pipe;
The water injection / merging member includes a water injection unit that can connect a water injection device that injects water into the discharge pipe, an absorption unit that absorbs soil and water flowing into the collection container, and the absorbed soil and water. A discharge part that drains in the downstream direction of the discharge pipe, and a structure branched in three directions, a state in which water from the water injection part can be discharged to the discharge part, and water from the absorption part to the discharge part An inflow soil collecting and discharging apparatus comprising an opening / closing device capable of switching between a state in which the water can be discharged and a state in which water from the water injection unit can be discharged to the absorption unit.
前記注水装置からの強制送水を停止した時に、前記注水ホースが大気圧に押されて閉塞することで開閉機能を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の流入土砂集排装置。 The water injection pipe is connected to the water injection section, the water injection pipe is composed of a flexible water injection hose,
The inflow earth and sand according to any one of claims 1 to 3, wherein when the forced water supply from the water injection device is stopped, the water injection hose has an opening / closing function by being blocked by being pushed by atmospheric pressure. Collection and collection device.
前記櫛歯は、流れ方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項5又は6のいずれか1項に記載の流入土砂集排装置。 The earth and sand particle size sorting member is composed of a comb-like earth and sand particle size sorting member formed in a comb-teeth shape opened on the downstream side,
The inflow earth and sand collecting and discharging apparatus according to any one of claims 5 and 6, wherein the comb teeth are arranged side by side in the flow direction.
前記第2櫛歯状土砂粒径選別部材は、前記第1土砂粒径選別部材の任意の面積に重ねて設置されることを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の流入土砂集排装置。 A second comb-shaped earth and sand particle size selecting member having a comb tooth interval finer than the comb tooth interval of the comb-shaped earth and sand particle size selecting member;
The inflow according to any one of claims 7 to 9, wherein the second comb-shaped sediment particle size sorting member is installed so as to overlap an arbitrary area of the first soil particle size sorting member. Earth and sand collection device.
前記第3櫛歯状土砂粒径選別部材は、前記第1土砂粒径選別部材又は前記第2櫛歯状土砂粒径選別部材の上に、上流側端部を支点として間隔を空けて設置されることを特徴とする請求項7から10のいずれか1項に記載の流入土砂集排装置。 A third comb-like earth and sand particle size selecting member having a comb tooth interval coarser than the comb tooth interval of the comb-like earth and sand particle size selecting member;
The third comb-shaped sediment particle size selecting member is installed on the first or second comb-shaped particle size selecting member or the second comb-shaped soil particle size selecting member with an upstream end as a fulcrum. The inflow earth and sand collecting and discharging apparatus according to any one of claims 7 to 10, wherein:
前記上枠は、前記上枠と前記収集容器の上端部との間に、別の上枠を載置することによって、最上部の上枠の位置を調整可能な嵩上部材としての機能を備えていることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の流入土砂集排装置。 The collection container includes an upper frame having the upper surface opening formed detachably,
The upper frame has a function as a bulky member capable of adjusting the position of the uppermost upper frame by placing another upper frame between the upper frame and the upper end of the collection container. The inflow earth and sand collecting and discharging apparatus according to any one of claims 1 to 12, wherein
前記水車は、水の流れにより回転しながら水車の羽根で流入してきた土砂を収集容器の方へ送ることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の流入土砂集排装置。 Comprising a water wheel arranged upstream of the collection container;
The inflow soil and sand collecting and discharging apparatus according to any one of claims 1 to 13, wherein the water wheel feeds the earth and sand flowing in with the blades of the water wheel toward the collection container while rotating by the flow of water.
掘削した土砂と凹部に流入してきた土砂を収集容器の方へ送ることを特徴とする請求項14に記載の流入土砂集排装置。 The water wheel can excavate the river bed and form a recess in the river bed,
15. The inflow sediment collection apparatus according to claim 14, wherein the excavated sediment and the sediment flowing into the concave portion are sent toward the collection container.
前記注水装置からの水を下流側又は上流側への流れを切り替える切替弁が設けられていることを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載の流入土砂集排装置。 The water injection and merging member includes a branch portion formed between the water injection portion and the water absorption portion,
The inflow earth and sand collecting and discharging apparatus according to any one of claims 1 to 16, further comprising a switching valve that switches a flow of water from the water injection apparatus to a downstream side or an upstream side.
前記自動戻式開閉弁は、力がかかっていない状態においては、分岐部と吸水部の境界の開口を閉口するように付勢されていることを特徴とする請求項1から17のいずれか1項流入土砂集排装置。 The water injection and merging member is provided with an automatic return on-off valve at the boundary between the branch portion and the water absorption portion,
The automatic return type on-off valve is urged so as to close the opening at the boundary between the branching portion and the water absorbing portion in a state where no force is applied. Inflow sediment collection and discharge device.
21. The method for installing an inflow soil collection apparatus according to claim 19 or 20, wherein a river structure such as a floor stop is installed in the downstream portion of the collection container.
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