JPH01165811A - 海水交流防波堤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、港外の海水を港内に交流させる海水交流防波
堤に関する。

（従来の技術） 従来、港内の水質保全のために使用される海水交流防波
堤１のあるものは、第７図に示すように防波堤本体２を
港外３と港内４とを区画するように設け、この防波堤本
体２の下部に単なる流通路５を港外３と港内４を連通す
るように設けて、波力などにより海水交流を図るように
したものや、第８図に示すように流通路５の港外側に損
失の少ないベルマウス形部５Ａを設けるとともに港内側
に損失の大きい突出部５Ｂを設け、波力による流入・流
出量に差を生じさせて港内への流入量を多くぜんとした
もの、更に第９図に示すように流通路５の港内側の開口
部にフラッタ−バルブ６を設け、港外からの波力による
海水の侵入時には開き、港内からの流出を阻止させるよ
うにしたもの等が一般的であった。

（発明が解決しようとする問題点）　　　′しかし、第
７図に示すような構造では、水深に比べて波高が小さい
場合には１港外３の波は正弦波形となり、このため流通
路５内では流量が全く等しい往復流となり、流入量が期
待できない。また、第７図〜第９図に示すいずれのタイ
プのものも、港外３の波による圧力変化が流通路５を通
して直接港内４へ伝播するため、港内４に新たな伝速波
を生じさせ、防波堤１の本来の目的である消波の面で致
命的な問題となっている。

このような従来の問題にかんがみ１本発明は、港内を静
穏に保ちつつ港湾水域の水質保全を図ることができる海
水交流防波堤を提供することを目的としたものである。

（問題点を解決するための手段） 上述のごとき従来の問題を解決し、所期の目的を達成す
るための本発明の要旨とするところは。

港外と港内とを区画して防波堤本体が設けられ。

該防波堤本体の上部には港外側に入口が開口した海水導
入路が設けられ、該海水導入路の最奥部下側には該海水
導入路に連通した固有振動周期調整用貯留水槽が設けら
れ、該貯留水槽の下部から前記防波堤本体の下部港内側
に連通させて排水路が設けられ、前記海水導入路は水平
方向の路幅を奥部に向かうにつれて狭くする収れん側壁
を有していることを特徴としてなる海水交流防波堤に存
する。

（作用） このｊｌ’ｊ水交流防波堤は、港外より押し寄せる波が
防波ｊＪ、１本体の前面に衝突し、一部は反射し、他は
海水ト１入路の開口部から侵入する。侵入した波は収れ
ん側壁に沿って水位が高められながら奥部に侵入し、撹
乱状態となってエネルギーを消費しながら内部の貯留水
槽内に流入し、この貯留水槽の底部から排水路を通って
港内に流入される。

貯留水槽における海水の流出速度には、排水路の口径及
び貯留水槽の直径及び排水路の長さに応じて固有の振動
数があり、この半周期を予め港外の平均的な通常の波の
周期と合わせて成形しておくことにより、侵入する波に
同調して常時港内への流入がなされることとなる。

（実施例） 次に本発明の実施の一例を第１図〜第３図について説明
する。

この海水交流防波堤は、防波堤本体１１を港外３と港内
４とを区画する配置に設けている。この防波堤本体１１
にはその港外３側の面（前面１２）に海水導入路１３が
開口されている。この海水導入路１３の最奥部下に貯留
水槽１４が設けられ、この貯留水槽１４の底部と防波堤
本体１１の背面１５の下部との間に排水路１６が設けら
れている。

海水導入路１３は水平配置の天井壁１７と、奥部に向か
うに連れて高くし全体が水没している水没底ｕ１８と、
海水導入路１３の水平方向の路幅を奥部に向かうにつれ
て狭くする収れん側壁１９ａ、１９ｂとに囲まれて形成
されている。

貯留水槽１４は、その上部の前面１２側に海水導入路１
３が連通されており、その水平断面積と排水路１６の口
径と長さによって、海水が排水路１６を通じて流出入す
る際の貯留水槽１４内の水面の上下は固有の振動周期を
もっており、その固有振動周期の１７２を港外３側の通
常の波の周期と同じになるように予め設定しておく。

次に、この海水交流防波堤の作用について説明する。

一般に、第４図に示すように管２８Ａで連通された２つ
の水槽Ａｌ、Ａ２において、水槽Ａ１の水面を時刻１＝
０において強制的に約１０１程度上昇させた後の水面自
由振動波形は第５図（イ）に示す如くであり、また、そ
の際の管内流速波形は第５１７］（ロ）に示す如くであ
る。

本発明の実施例の防波堤においても、このような連通２
水槽の水の運動原理に基づいており、水槽Ａ２を港内４
水域（断面積無限大）とすると水槽Ａ１は貯留水槽１４
に対応し、その水面固有振動周期（Ｓｔ）は次式で近似
される。

Ｓ　ｔ＝２π　（Ａ□／Ａ）・（Ｑ／ｇ）　　・・・・
・・（１）ここに　Ａ□；Ａ１水槽（貯留水槽１４）の
断面積 Ａ；管路Ａ（排水路１６）の断面積 Ｑ；管路Ａ（排水路１６）の長さ ｇ；重力加速度 式（１）で求められる本実施例の防波堤本体１１の貯留
水槽１４の水面固有振動周期Ｔｓの１７２が１港外３か
ら海水導入路１３に導入される入射波の周期と一致する
と、貯留水槽１４の水面振動時系列波形を模式的に示せ
ば第６図（イ）のようになり、またその際の排水路１６
内の流速時系列波形は第６図（ロ）のようになる６ 即ち、貯留水槽１４の水面自由振動により水面が最下位
になったとき（Ｔｓ／２時）に入射波が一来襲すると瞬
間的に水位が最大となり、その後は再び自由振動に移行
する。従って排水路１６内の流速はＴ　ｓ　／　４時に
最大に、Ｔ　ｓ　／　２時にゼロとなり、流速は常時正
側、即ち流入側で変動することとなり、常に海水の流入
を得ることができる。

なお、この実施例の防波堤の波高伝達率と反射率につい
て検討したところ、前述したように貯留水槽１４の水面
固有振動周期１／２と入射波の周期が同期したときの波
高伝達率は５％以下、反射率３０％程度となることが実
験により確かめられた。また、この種の防波堤の能力を
評価する指標として、次式で示されるエネルギーロス（
Ｋｌｏｓｓ）がある。

Ｋ１ｏｓｓ＝　　ｌ−Ｋ　ｒ”−Ｋ　ｔ”−・−・・（
２）ここに　Ｋｒ；反射率 Ｋｔ；波高伝達率 本実施例の防波堤では、海水交換効果が最大のとき、Ｋ
ｒ＝°０．３０．Ｋｔ＝０．０５とすると、Ｋ１ｏｓｓ
＝　０　、９５３となり、波のエネルギーの９５％が流
れのエネルギーに変換されると考えられ。

波浪低減及び低伝達波の効果を有する。

（発明の効果） 本発明の海水交流防波堤は上述の如く構成され、収れん
側壁を有する海水導入路を設け、その奥部に固有振動周
期調整用貯留水槽が設けられていることにより、港外か
ら打ち寄せる波浪の大部分が海水導入路における流れの
エネルギーに変換されて消費されることとなり、また、
貯留水槽に導入される波は自然流過によって港内側に排
出されるため、港内の静穏が維持されつつ海水の交流が
なされることとなり、また、貯留水槽の水面固有振動周
期の１／２を入射波の周期に合わせることにより、常時
港外側の海水が港内側に導入されることとなり、活溌な
海水交流がなされることとなったものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の一例の防波堤を示す縦断面図
、第２図は同正面図、第３図は第１図中のｍ−ｍ線断面
図、第４図は同実施例の作用を説明するための連通２水
槽を示す断面図、第５図（イ）は第４図の連通２水槽の
水面自由振動波形を示すグラフ、同（ロ）は管内流速波
形を示すグラフ、第６図（イ）は貯留水槽の水面振動時
系列波形を示すグラフ、同（ロ）は排水路の流速時系列
波形を示すグラフ、第７図〜第９図は従来の防波堤の３
種類の例を示す縦断面図である。 １１・・・・・・防波堤本体、１３・・・・・・海水導
入路、１４・・・・・・貯留水槽、１６・・・・・・排
水路、１８・・・・・・水没底壁、１９ａ、１９ｂ・・
・・・・収れん側壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 港外と港内とを区画して防波堤本体が設けられ、該防波
   堤本体の上部には港外側に入口が開口した海水導入路が
   設けられ、該海水導入路の最奥部下側には該海水導入路
   に連通した固有振動周期調整用貯留水槽が設けられ、該
   貯留水槽の下部から前記防波堤本体の下部の港内側に連
   通させて排水路が設けられ、前記海水導入路は水平方向
   の路幅を奥部に向かうにつれて狭くする収れん側壁を有
   していることを特徴としてなる海水交流防波堤。