JP4904574B2 - 港湾内における長周期波高低減構造物設置工法 - Google Patents
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Description
計算領域 6000m
計算格子間隔ΔX 5m
有効計算時間 1200s
計算時間間隔Δt 0.05s
計算条件は、周期60s、波高0.5m、波長725mの規則波を入射波とし、水深を15mとした。
消波構造物前後の有意義波高(H)を入射波高(Hin)で割ったH/Hinの分布は図3に示すグラフの如くであった。尚、図中破線は潜堤型消波構造物11aの場合、実線は掘り込み設置型消波構造物11bの場合を示している。
潜堤型 0.74
掘り込み設置型 0.94
であり、これにより掘り込み設置型は潜堤型に比べて波高低減効果は少ないが、長周期波の波高低減効果があることが認められた。
図4に示すように水深15mの一様水深の2次元水路を想定し、入射波は、波高0.5m、周期60sの規則波(波長:725m)、消波構造物は、長さ50m×高さ10mの潜堤型消波構造物(以下潜堤と記す)11b、反射壁cから潜堤11bの長さ方向の中央部分までの距離Xを変化させて計算した。
潜堤11bの沖側(入射境界側)での反射率を算出した。また、図5に示すように、横軸は距離Xを波長Lで割って無次元化した。(重複波の腹はX/L=0、0.5、1.0であり、節はX/L=0.25、0.75の位置である。)
イ.先ず、港内における長周期波を考慮できる波浪場計算を行う。
ロ.次いでこの波浪場の計算結果における長周期波成分の重複波の節の位置(流速振幅の大きい位置)を把握する。
ハ.この長周期波成分の重複波の節の位置の水底面に透水性消波構造物の配置を設計する。
ニ.上記設計に基づいた計画位置に透水性消波構造物を設置したと仮定した場合の、港内の波浪場計算を行い、効果を検証する。
ホ.上記効果を検証の結果、効果が充分でない場合、即ち、所望の波高低減効果が得られるとの結果が出なかった場合にはハに戻り、再度配置の設計を行う。
ヘ.所望の効果が認められた場合にはその位置に決定する。
次にモデル港湾を用いて前記フローに沿って検討を行った例について説明する。
図9に示すモデル港湾を使用した。図において、縦軸、横軸は距離、Krは護岸や岸の反射率を表している。また、水深の単位はmである。
ブシネスク方程式を用い、長周期波を考慮した多方向不規則波に関する波浪場の計算を行った。計算条件は次の通りとした。
計算時間間隔Δt 0.2s
方向集中度Smax 25
波の反射角θ 0゜
有義波周期T1/3 8.0s
計算時間Cal time 1.0h
計算時間間隔(横軸方向)ΔX 10m
計算格子間隔(縦軸方向)ΔY 10m
計算結果
この計算によって得られた周期40〜63sの長周期波の有義波高分布を図10に示す。この分布図において、有義波高の小さいところが重複波の節となる。尚、図10は、波浪場計算によって得た水位の時系列データより、周期が40s〜63sの有義波高を算出し、分布を表示したものである。
前述した計算によって得られた港湾内における重複波の節になる位置の内、図12に示す2箇所の水底に透水性消波構造物(潜堤式)11a,11aを設置する計画とし、比較例として透水性消波構造物(潜堤式)11a,11aを設置しないで、護岸の前面に従来の消波ブロック積み上げ式の消波工14,14 を図12に示すように2箇所に配置する計画とした。透水性消波構造物11a及び従来の消波工14に用いた消波ブロック数の数量は同じとした。
前述と同様の式を用いて消波構造物設置後の波浪場の計算を行い、護岸前面の長周期波成分の有義波高により、従来の消波ブロック方式と本発明による潜堤式の消波構造物及び消波対策なしの場合を比較した。計算方法は、前述と同様のブシネスク方程式を使用した。結果は図13に示すグラフの如くであった。
11a,11b 透水性消波構造物
12 入射境界
13 吸収層
14 消波工
Claims (3)
- 港内における周期が30秒以上の長周期波を考慮できる波浪場計算を行い、その波浪場の計算結果における長周期波成分の波高分布より上記長周期波の重複波の節の位置を把握し、該節の位置の水底面に、水粒子が透過することによってエネルギーを消費させる透水性消波構造物の水底への配置を設計し、該設計に基づいた配置に透水性消波構造物を設置した場合を仮定して港内の波浪場計算を行うことによって上記長周期波の波高低減効果の検証を行い、該検証の結果、所望の波高低減効果が認められなかった場合には、再度上記透水性消波構造物の水底への配置を設計し直すとともに上記波高低減効果の検証を行う作業を繰り返し、上記所望の波高低減効果が認められた設計に基づいて、前記透水性消波構造物を設置することを特徴としてなる港湾内における長周期波高低減構造物設置工法。
- 前記透水性消波構造物を、消波ブロック又は礫を水底面に積み上げることによって水粒子が透過できる潜堤状に造成する請求項1に記載の長周期波高低減構造物設置工法。
- 前記透水性消波構造物は、その頂面を水底面と同高さ又はそれより低く造成する請求項1に記載の長周期波高低減構造物設置工法。
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