JP5555339B1 - ダム下流の構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ダムの上流側に堆積した土砂を容易に回収して処理できるとともに、ダムの規模やダムの周囲の環境に影響されることなく設置が可能なダム下流の構造を提供する。
【解決手段】 ダム2の上流から流下して、該ダム2の上流側の底部に堆積した土砂15を回収して処理するダム下流の構造1であって、前記ダム2の下流側の河川3の水底4に設けられる、該水底4よりも深く形成された掘り込み部8と、該掘り込み部8の開口部8aに取り外し可能に設けられる蓋12と、前記ダム2の上流側の底部と前記掘り込み部8との間を接続する土砂導入路6とを備えている。
【選択図】 図1
【解決手段】 ダム2の上流から流下して、該ダム2の上流側の底部に堆積した土砂15を回収して処理するダム下流の構造1であって、前記ダム2の下流側の河川3の水底4に設けられる、該水底4よりも深く形成された掘り込み部8と、該掘り込み部8の開口部8aに取り外し可能に設けられる蓋12と、前記ダム2の上流側の底部と前記掘り込み部8との間を接続する土砂導入路6とを備えている。
【選択図】 図1
Description
本発明は、ダム下流の構造に関し、特に、ダムの上流側の水底に堆積した土砂を回収して処理するのに有効なダム下流の構造に関する。
一般に、水力発電所の取水ダムにおいては、上流から流下した土砂が水底に堆積することによってダム機能が低下するため、定期的に水底を浚渫して堆積した土砂を取り除いて回収することにより、ダム機能を維持することが行われている。
この場合、浚渫によって水底から取り除いて回収した土砂を、ダムの近隣に設置した土砂捨て場や置土場等の集積場まで運搬して集積したのでは、土砂捨て場や置土場等の集積場までの土砂の運搬に手間がかかる。また、ダムの周辺の環境によっては、ダムの近隣に集積場を設置することができないことがある。
これに対して、特許文献1には、ダム貯水池の堆積土砂の排出方法に関する技術が記載されている。この堆積土砂の排出方法は、堤体の上部に配置した作業機械によってドリルパイプを支持し、このドリルパイプを回転させながら下降させることにより、ドリル部を堆積土砂の内部に圧入し、吹き出し口から圧縮空気を吐出させることにより、堆積土砂を土砂取り入れ口からドリル部内に導き、圧縮空気によるエアーリフト効果により排出パイプを通じて土砂を沈砂池へ移送して排出させるように構成したものである。
特許文献1に記載の堆積土砂の排出方法は、堤体の下流側の河川の水底に沈砂池を設置しているので、ダムの周辺の環境に影響されることなく、沈砂池を設置することができる。また、堤体の下流側の河川の水底に沈砂池を設置しているので、沈砂池までの堆積土砂の運搬に手間がかかるようなことはない。
しかし、堤体の上部に設置した作業機械によってドリルパイプを支持する構造となっているため、作業機械によって支持するドリルパイプが届く範囲内の堆積土砂の回収にしか適用することができず、ダムの規模によっては適用することができない。
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、ダムの上流側の水底に堆積した土砂を容易に回収して処理することができるとともに、ダムの規模やダムの周辺の環境に影響されることなく、ダムの下流側に設置が可能なダム下流の構造を提供することを目的とする。
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、ダムの上流から流下して、該ダムの上流側の底部に堆積した土砂を回収して処理するダム下流の構造であって、前記ダムの下流側の河川の水底に設けられる、該水底よりも深く形成された掘り込み部と、該掘り込み部の開口部に取り外し可能に設けられる蓋と、前記ダムの上流側の底部と前記掘り込み部との間を接続する土砂導入路とを備えていることを特徴とする。
すなわち、本発明は、ダムの上流から流下して、該ダムの上流側の底部に堆積した土砂を回収して処理するダム下流の構造であって、前記ダムの下流側の河川の水底に設けられる、該水底よりも深く形成された掘り込み部と、該掘り込み部の開口部に取り外し可能に設けられる蓋と、前記ダムの上流側の底部と前記掘り込み部との間を接続する土砂導入路とを備えていることを特徴とする。
本発明のダム下流の構造によれば、ダムの上流側の底部に堆積した土砂は、土砂導入路を通じて掘り込み部に導かれ、掘り込み部の内部に堆積されることになる。また、掘り込み部の内部に堆積された土砂は、掘り込み部の開口部から蓋を取り外して河川の水の流れに晒すことにより、河川の水の流れによって下流側に排出されることになる。
また、本発明において、ダムの上流から流下して、該ダムの上流側に設けられた沈砂池の底部に堆積した土砂を回収して処理するダム下流の構造であって、前記ダムの下流側の河川の水底に設けられる、該水底よりも深く形成された掘り込み部と、該掘り込み部の開口部に取り外し可能に設けられる蓋と、前記ダムの上流側の沈砂池の底部と前記掘り込み部との間を接続する土砂導入路とを備えていることとしてもよい。
本発明のダム下流の構造によれば、ダムの上流側の沈砂池の底部に堆積した土砂は、土砂導入路を通じて掘り込み部に導かれ、掘り込み部の内部に堆積されることになる。また、掘り込み部の内部に堆積された土砂は、掘り込み部の開口部から蓋を取り外して河川の水の流れに晒すことにより、河川の水の流れによって下流側に排出されることになる。
また、本発明において、前記土砂導入路の前記ダムの上流側の開口部には、該開口部を開閉させるバルブが設けられていることとしてもよい。
本発明のダム下流の構造によれば、土砂導入路のダムの上流側の開口部のバルブを開くことにより、ダムの上流側の底部又はダムの上流側の沈砂池の底部に堆積された土砂が土砂導入路内に流入し、土砂導入路を通じて掘り込み部に導かれ、掘り込み部の内部に堆積されることになる。
また、本発明において、前記掘り込み部は、前記ダムの下流の河川の全幅に亘って設けられ、又は前記ダムの下流の河川の全幅に亘って所定の間隔ごとに複数箇所に設けられていることとしてもよい。
本発明のダム下流の構造によれば、ダムの下流側の河川の全幅に亘って設けられている掘り込み部、又は河川の全幅に亘って所定の間隔ごとに複数箇所に設けられている掘り込み部の内部に土砂が堆積されることになる。
また、本発明において、前記掘り込み部の内面のうち、河川の流れ方向の前後面は河川の流れ方向に傾斜する傾斜面に形成されていることとしてもよい。
本発明のダム下流の構造によれば、掘り込み部の内面のうち、河川の流れ方向の前後面は河川の流れ方向に傾斜する傾斜面に形成されているので、掘り込み部の内部に堆積した土砂を河川の下流方向に排出させ易くすることができる。
また、本発明において、前記掘り込み部の開口部には複数の桁からなる支持部が設けられ、該支持部の上部に前記蓋が設けられていることとしてもよい。
本発明のダム下流の構造によれば、複数の桁からなる支持部の上部に蓋が設けられているので、水圧によって蓋が掘り込み部の内部に落下するのを防止できる。
また、本発明において、前記蓋は、鋼製又はコンクリート製であることとしてもよい。
本発明のダム下流の構造によれば、鋼製又はコンクリート製の蓋によって掘り込み部の開口部が開閉されることになる。
以上、説明したように、本発明のダム下流の構造によれば、ダムの上流側の水底に堆積した土砂を容易に回収して処理することができる。また、ダムの規模やダムの周辺の環境に影響されることなく、ダムの下流側の河川の水底に土砂を回収して処理する掘り込み部を形成することができる。
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図1には、本発明によるダム下流の構造の一実施の形態が示されている。本実施の形態のダム下流の構造1は、例えば、水力発電所の取水ダム2に適用され、上流から流下する土砂15を回収して処理するのに有効なものである。
図1には、本発明によるダム下流の構造の一実施の形態が示されている。本実施の形態のダム下流の構造1は、例えば、水力発電所の取水ダム2に適用され、上流から流下する土砂15を回収して処理するのに有効なものである。
本実施の形態のダム下流の構造1は、ダム2の下流の河川3の水底4に設けられる、河川3の水底4よりも一段深く形成された掘り込み部8と、掘り込み部8の開口部8aに取り外し可能に設けられる蓋12と、掘り込み部8とダム2の上流側に設けられた沈砂地5との間を接続する土砂導入路6とを備えている。
掘り込み部8は、ダム2の下流側の河川3の水底4を所定の深さで掘削して凹状に形成したものであって、ダム2の下流側の河川3の水底4に河川3の全幅に亘るように設けられている。なお、掘り込み部8は、河川3の全幅に亘って所定の間隔ごとに複数箇所に設けるように構成してもよい。
掘り込み部8は、ダム2の下流側の河川3の水底4を掘削したままの状態としてもよいし、掘削した部分の内面に所定の厚さでコンクリートを打設する等によってコンクリート構造としてもよい。
掘り込み部8の内面のうち、河川3の流れ方向の前後に位置する前面8b及び後面8cは所定の角度の傾斜面に形成され、河川3の幅方向に位置する左側面8d及び右側面8eは上下方向を向く鉛直面に形成され、底面8fは水平方向を向く水平面に形成されている。掘り込み部8の河川3の前後に位置する前面8b及び後面8cを傾斜面とすることにより、掘り込み部8の内部に集積した土砂15を河川3の流れによって掘り込み部8から排出させ易くすることができる。
掘り込み部8の開口部8aの前面8b及び後面8cの上端間には、H型鋼等からなる縦桁10が河川3の幅方向に所定の間隔ごとに複数箇所に架設されるとともに、隣接する縦桁10、10間にはH型鋼等からなる横桁11が河川3の流れ方向に所定の間隔ごとに複数箇所に架設され、これらの複数本の縦桁10と横桁11とによって蓋12を支持する格子状の支持部9が構成されている。
蓋12は、鋼板、コンクリート板等からなる板状をなすものであって、複数枚の蓋12を支持部9の上部に隣接する蓋12、12間に隙間が形成されないように載置させることにより、掘り込み部8の開口部8aを閉塞することができる。また、支持部9の上部から複数枚の蓋12を取り外すことにより、掘り込み部8の開口部8aを開放させることができる。蓋12によって掘り込み部8の開口部8aを閉塞することにより、掘り込み部8によって河川3の流れが影響を受けるのを防止できる。
なお、支持部9の上部に複数枚の蓋12を載置させて掘り込み部8の開口部8aを閉塞したときに、複数枚の蓋12の上面と河川3の水底4とが面一となるように、支持部9の縦桁10及び横桁11を架設する高さを調整するのが好ましい。このような構成とすることにより、河川3の水底4に蓋12によって段差が形成されるのを防止でき、蓋12によって河川3の流れが影響を受けるのを防止できる。
ダム2の上流側には、上流側の河川4を流下する土砂15を導いて沈殿させる沈砂池5が設けられ、この沈砂池5の底部5aと掘り込み部8の内面の右側面8eとの間に、沈砂池5から土砂15を掘り込み部8に導く土砂導入路6が設けられている。
土砂導入路6の沈砂池5側の開口部6aには、開口部6aを開閉するバルブ7が設けられ、このバルブ7を開くことにより、沈砂池5に溜まった土砂15を土砂導入路6に導くことができ、この土砂15を土砂導入路6を通じて掘り込み部8の内部に導くことができる。
掘り込み部8の内部には、掘り込み部8の内部から水16を排出させるための水中ポンプ17が設けられ、沈砂池5から土砂導入路6を通じて掘り込み部8の内部に土砂15を導く際に、水中ポンプ17で掘り込み部8の内部から水16を排出させることにより、掘り込み部8の内部に所定量の土砂15を集積させる容積を確保することができる。
上記のように構成した本実施の形態のダム下流の構造1により、ダム2の上流から流下する土砂15を回収して処理するには、ダム2の上流から流下する土砂15を沈砂池5に導き、沈砂池5の底部5aに所定量の土砂15を堆積させる。
そして、沈砂池5に所定量の土砂15を堆積させた後に、土砂導入路6の開口部6aのバルブ7を開くことにより、沈砂池5の底部5aの土砂16を土砂導入路6内に流入させ、土砂導入路6を通じて掘り込み部8の内部に流入させる。これにより、沈砂池5の底部5aに堆積したほぼ全量の土砂15を掘り込み部8の内部に移動させることができる。
そして、沈砂池5の底部5aからほぼ全量の土砂15を掘り込み部8の内部に移動させた後に、バルブ7を閉じることによって沈砂池5から土砂導入路6への土砂15の流入を停止させ、この状態を所定の期間保つことにより、沈砂池5の底部5aに所定量の土砂15を堆積させる。
そして、沈砂池5の底部5aに所定量の土砂15を堆積させた後に、上述した手順によって沈砂池5の底部5aの土砂15を掘り込み部8の内部に移動させ、このような作業を繰り返すことによって掘り込み部8の内部に土砂15が満杯に溜まったときに、掘り込み部8の開口部8aを閉塞している蓋12を取り外して、掘り込み部8の開口部8aを開放させることにより、掘り込み部8の内部の土砂15を河川3の水16の流れに晒す。
これにより、河川3の水16の流れによって掘り込み部8の内部の土砂15が河川3の下流側に排出される。この場合、河川3の掘り込み部8に対応する部分は、水叩き現象によって流れが速くなるので、掘り込み部8の内部の土砂15を効率よく河川3の下流側に排出させることができる。
そして、掘り込み部8の内部の土砂15をほぼ全量排出させた後に、掘り込み部8の開口部8aを蓋12で閉塞し、沈砂池5の底部5aへの土砂15の堆積、沈砂池5の底部5aの土砂15の土砂導入路6を通じての掘り込み部8の内部への移動、掘り込み部8の開口部8aの蓋12の取り外し作業を繰り返し行う。これにより、ダム2の上流側から流下する土砂15を河川3の下流側に連続して排出させることができる。
上記のように構成した本実施の形態のダム下流の構造1にあっては、ダム2の下流側に土砂15を堆積させる掘り込み部8を設けたことにより、土砂捨て場や置土場等の集積場のように設置場所が制限されることはなく、各種のダム2に適応することができる。
また、ダム2の上流側の沈砂池5の底部5aに堆積させた土砂15を、土砂導入路6を通じてダム2の下流側に設けた掘り込み部8に移動させて、掘り込み部8で河川3の水16の流れに晒すことにより河川3の下流側に排出させるように構成したので、沈砂池5の底部5aに堆積させた土砂15を浚渫して土砂捨て場や置土場等の集積場に運搬する必要がなく、沈砂池5の底部5aに堆積させた土砂15の処理に要する手間を大幅に削減することができる。
なお、上記の説明においては、沈砂池5の底部5aに堆積させた土砂15を土砂導入管6を通じて掘り込み部8に導いたが、沈砂池5のないダム2の場合には、図1に想像線で示すように、ダム2の上流側の底部と掘り込み部8との間を土砂導入路6で接続し、ダム2の上流側の底部から土砂導入路6を通じて直接に掘り込み部8に土砂15を移動させるように構成すればよい。
1 ダム下流の構造
2 ダム
3 河川
4 水底
5 沈砂池
5a 底部
6 土砂導入路
6a 開口部
7 バルブ
8 掘り込み部
8a 開口部
8b 前面
8c 後面
8d 左側面
8e 右側面
8f 底面
9 支持部
10 縦桁
11 横桁
12 蓋
15 土砂
16 水
17 水中ポンプ
2 ダム
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9 支持部
10 縦桁
11 横桁
12 蓋
15 土砂
16 水
17 水中ポンプ
Claims (7)
- ダムの上流から流下して、該ダムの上流側の底部に堆積した土砂を回収して処理するダム下流の構造であって、
前記ダムの下流側の河川の水底に設けられる、該水底よりも深く形成された掘り込み部と、該掘り込み部の開口部に取り外し可能に設けられる蓋と、前記ダムの上流側の底部と前記掘り込み部との間を接続する土砂導入路とを備えていることを特徴とするダム下流の構造。 - ダムの上流から流下して、該ダムの上流側に設けられた沈砂池の底部に堆積した土砂を回収して処理するダム下流の構造であって、
前記ダムの下流側の河川の水底に設けられる、該水底よりも深く形成された掘り込み部と、該掘り込み部の開口部に取り外し可能に設けられる蓋と、前記ダムの上流側の沈砂池の底部と前記掘り込み部との間を接続する土砂導入路とを備えていることを特徴とするダム下流の構造。 - 前記土砂導入路の前記ダムの上流側の開口部には、該開口部を開閉させるバルブが設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のダム下流の構造。
- 前記掘り込み部は、前記ダムの下流の河川の全幅に亘って設けられ、又は前記ダムの下流の河川の全幅に亘って所定の間隔ごとに複数箇所に設けられていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のダム下流の構造。
- 前記掘り込み部の内面のうち、河川の流れ方向の前後面は河川の流れ方向に傾斜する傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のダム下流の構造。
- 前記掘り込み部の開口部には複数の桁からなる支持部が設けられ、該支持部の上部に前記蓋が設けられていることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のダム下流の構造。
- 前記蓋は、鋼製又はコンクリート製であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載のダム下流の構造。
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