JP6356037B2 - Diving work method - Google Patents
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Description
本発明は、水中の濁水の停滞した濁水域内で潜水作業を行う潜水作業方法などに関連する。より詳細には、潜水作業域に清水を供給する清水供給手段の先端側に形成された放水面の全面より該放水面に対し略垂直方向に向けて清水の供給を続けることで清水の流れ場を形成することにより、濁水域内に清水域を形成し、その清水域内で潜水作業を行う潜水作業方法などに関連する。 The present invention relates to a diving work method for performing a diving work in a turbid water area where turbid water in water is stagnant. More specifically, the flow field of fresh water by continuing the supply of fresh water from the entire surface of the water discharge surface formed on the front end side of the fresh water supply means for supplying fresh water to the diving work area in a direction substantially perpendicular to the water discharge surface. This is related to a diving work method in which a clear water area is formed in a muddy water area and a diving work is performed in the clear water area.
水中調査、水中工事、水中環境保全、水中構造物の保守・メンテナンスなどにおいては、水中・水底などにおける作業、即ち潜水作業が欠かせない。 In underwater surveys, underwater construction, underwater environment conservation, maintenance of underwater structures, work in the water and at the bottom of the water, that is, diving work is indispensable.
また、近年、ダム建設に適した地点が少なくなっていることに加え、社会的・経済的要因からも、新規ダムの建設が難しくなっている。一方、既存ダムでも、老朽化が進んでおり、地震や異常出水に対する懸念が出始めている。そこで、新規にダムを建設するのではなく、ダム堤体や放流施設などの補修・改修・増強、ダムの湖底の掘削など、既存のダムを再開発することにより、治水・利水機能を強化若しくは新たに付加し、既存のダムを長期間有効に利用することが図られている。このダム再開発事業においても、潜水作業が必須であり、今後も潜水作業の重要性がより高まることが予想される。 In addition, in recent years, the number of sites suitable for dam construction has decreased, and social and economic factors have made it difficult to construct new dams. On the other hand, existing dams are also aging, and concerns about earthquakes and abnormal flooding have begun. Therefore, rather than constructing a new dam, the water control and water utilization functions are strengthened by redeveloping existing dams, such as repairing, renovating and enhancing dam bodies and discharge facilities, and excavating the bottom of dam lakes. Newly added and existing dams are used effectively for a long time. In this dam redevelopment project, diving work is indispensable, and it is expected that the importance of diving work will increase further in the future.
なお、先行文献として、例えば、特許文献1には、操縦席付近から清澄水を吐出するによって操縦席から作業用アタッチメントに至るまでの水域を確保する水流発生装置を設けた水中作業機が記載されている。
例えば、調査・工事などの事業において、水中の濁水の停滞した領域で潜水作業を行う必要がある場合、潜水作業に必要な視界が濁りにより充分に確保できないため、水中作業が困難化・非効率化する。そのため、この水中の濁りは、事業全体における工程遅延、コストの高騰の要因の一つともなっている。 For example, when it is necessary to perform diving work in a stagnation area of turbid water in a survey or construction work, the visibility required for diving work cannot be sufficiently secured due to turbidity, making underwater work difficult and inefficient. Turn into. Therefore, this turbidity in water is one of the causes of process delay and cost increase in the entire business.
そこで、本発明は、水中の濁水の停滞した領域で潜水作業を行う場合などにおいて、その作業域における視界を、簡易、有効かつ持続的に確保しうる手段を提供することなどを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a means for easily, effectively and continuously ensuring the field of view in a work area when diving work is performed in an area where turbid water in water is stagnant.
本発明は、水中の濁水の停滞した濁水域内で潜水作業を行う潜水作業方法であって、潜水作業域に清水を供給する清水供給手段の先端側に形成された放水面の全面より該放水面に対し略垂直方向に向けて清水の供給を続けることで前記清水の流れ場を形成することにより、前記濁水域内に清水域を形成し、該清水域内で潜水作業を行う潜水作業方法を提供する。 The present invention is a diving work method for performing a diving operation in a turbid water area where turbid water in water has stagnated, and the water discharge surface from the entire surface of the water discharge surface formed on the front end side of fresh water supply means for supplying fresh water to the diving work area. A diving work method for forming a fresh water flow field in the muddy water area by continuing the supply of the fresh water in a substantially vertical direction to the muddy water area and performing a diving work in the fresh water area is provided. .
本発明では、清水供給手段の放水面の全面より該放水面に対し略垂直方向に向けて清水の供給を続けることで清水の流れ場を形成するため、清水と濁水が混じりにくく、清水の流れ場が濁水とほとんど混合しないまま維持され、一定の長さ及び大きさの透明度の高い水域(清水域)を濁水中に形成できる。これにより、潜水作業域における視界の確保を有効に実現できるため、潜水作業を行う際の負担・危険性を軽減でき、潜水作業を容易かつ効率的に行うことができる。 In the present invention, the flow of fresh water is formed by continuing the supply of fresh water from the entire surface of the water discharge surface of the fresh water supply means in a direction substantially perpendicular to the water discharge surface. The field is maintained with little mixing with muddy water, and a highly transparent water area (fresh water area) of a certain length and size can be formed in muddy water. As a result, it is possible to effectively realize the visibility in the diving work area, so that it is possible to reduce the burden and danger when performing the diving work, and to perform the diving work easily and efficiently.
そして、例えば、潜水作業中、潜水作業域に清水の供給を続けることにより、長時間持続して、濁水中に清水域を形成できる。また、例えば、潜水作業により清水の流れ場が一次的に乱れた場合でも、潜水作業域に清水の供給を続けることで流れが修復されるため、一定の長さ及び大きさの清水域を形成したまま維持できる。 Then, for example, by continuing to supply fresh water to the diving work area during diving work, the fresh water area can be formed in muddy water for a long time. In addition, for example, even if the flow field of fresh water is primarily disturbed by diving work, the flow is restored by continuing to supply fresh water to the diving work area, so a clear water area of a certain length and size is formed. Can be maintained.
加えて、例えば、深い水域で潜水作業を行う場合でも、放水面の全面からその放水面に対し略垂直方向に向けて清水の供給を続け、清水の流れ場を形成することにより潜水作業域に透明度の高い水域を形成できるため、複雑な装置・工程などを必要とせず、比較的簡易かつ低廉に潜水作業域における視界の確保を実現できる。これにより、事業全体における工程遅延、コストの高騰なども抑止できる。 In addition, for example, even when diving work in a deep water area, the supply of fresh water is continued from the entire surface of the water discharge surface in a direction substantially perpendicular to the water discharge surface, and a flow field of fresh water is formed to form a diving work area. Since a highly transparent water area can be formed, it is possible to secure visibility in a diving work area relatively easily and inexpensively without requiring complicated devices and processes. As a result, process delays and cost increases in the entire business can be suppressed.
本発明により、水中の濁水の停滞した領域で潜水作業を行う場合において、その作業領域における視界を、簡易、有効かつ持続的に確保できる。 According to the present invention, when diving work is performed in an area where muddy water in water is stagnant, the field of view in the work area can be secured simply, effectively, and continuously.
以下、本発明の実施形態の例を、図1を用いて説明する。なお、本発明は、これらの実施形態のみに狭く限定されない。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the present invention is not limited to these embodiments.
図1は、本発明に係る潜水作業方法の例を示す縦断面方向概略図である。 FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a diving method according to the present invention.
図1では、土木構造物Aの構築により水Wが堰き止められ、水面W1の高さまで水Wが貯留するとともに、濁水W2の停滞した濁水領域R1が形成されている。 In FIG. 1, the water W is blocked by the construction of the civil engineering structure A, the water W is stored up to the height of the water surface W1, and the muddy water region R1 in which the muddy water W2 is stagnant is formed.
例えば、図1のように、土木構造物Aのある程度の水深の部分における壁面A1近傍で潜水作業を行う場合、清水供給手段1により潜水作業域R2に清水W3の供給を続け、清水W3の流れ場を形成することにより、濁水域R2内に清水域R3を形成する。 For example, as shown in FIG. 1, when diving work is performed near the wall surface A1 at a certain depth of the civil engineering structure A, the fresh water W3 is continuously supplied to the diving work area R2 by the fresh water supply means 1, and the flow of the fresh water W3 By forming the field, a fresh water area R3 is formed in the muddy water area R2.
潜水作業域R2を内包するように清水域R3を形成することにより、潜水作業域R2における視界の確保を実現できるため、潜水作業を行う際の負担・危険性を軽減でき、潜水作業を容易かつ効率的に行うことができる。また、潜水作業中、潜水作業域R2に清水W3の供給を続けることにより、長時間持続して、濁水W2中に清水域R3を形成できる。 By forming the clear water area R3 so as to include the diving work area R2, it is possible to secure visibility in the diving work area R2, thereby reducing the burden and danger when performing the diving work, and making the diving work easy and Can be done efficiently. In addition, during the diving operation, by continuing to supply the fresh water W3 to the diving work area R2, the fresh water area R3 can be formed in the muddy water W2 for a long time.
なお、本発明は、水中の濁水の停滞した領域で行う潜水作業であればよく、図1のようなダムなどの土木構造物のほか、例えば、港湾施設・堤防・橋脚などにおける潜水作業などにも広く適用できる。また、波浪など、水の流れの比較的大きい場所で潜水作業を行う場合でも、例えば、潜水作業域R2の全周囲又はその一部に囲いなどを設置して水の流れを軽減させることにより、清水域R3を濁水W2中に形成することができ、潜水作業域R2における視界の確保を実現できる。その他、本発明における潜水作業は、潜水士Pなどによる作業のほか、重機・器具などを利用した水中作業全般についても広く包含される。 The present invention only needs to be a diving operation performed in a stagnation area of turbid water in the water. For example, in addition to a civil engineering structure such as a dam as shown in FIG. 1, for example, a diving operation in a port facility, a dike, a pier, or the like. Is also widely applicable. In addition, even when diving work is performed in a place where the flow of water is relatively large, such as a wave, for example, by installing an enclosure or the like around the entire diving work area R2 to reduce the flow of water, The clear water area R3 can be formed in the muddy water W2, and the visibility in the diving work area R2 can be ensured. In addition, the diving work in the present invention includes a wide range of underwater work using heavy machinery / equipment as well as work by the diver P or the like.
図1では、清水供給手段1は、清水W3を貯留する貯留手段11と、その清水W3を水中へ導入する管路12と、先端側に形成され、水W中に清水W3を放出する放水面13とを備えている。
In FIG. 1, the fresh water supply means 1 includes a storage means 11 for storing fresh water W3, a
用いる清水W3は、水中の濁水W2の停滞した領域R1よりも透明度が高く、水中作業における視界を確保できる水であればよく、特に限定されない。例えば、潜水作業を行う地域の近隣の湧水などを利用してもよいし、潜水作業を行う水域の水を用いてもよい。また、採取した水をそのまま用いてもよいし、浄化処理などを施して透明度を高めてから用いてもよい。その他、ポンプなどの動力手段を用いて清水W3を採取・供給してもよい。 The fresh water W3 to be used is not particularly limited as long as it has higher transparency than the region R1 in which the turbid water W2 in the water is stagnant and can secure a field of view in underwater work. For example, spring water in the vicinity of the area where the diving work is performed may be used, or water in the water area where the diving work is performed may be used. In addition, the collected water may be used as it is, or may be used after increasing the transparency by performing a purification treatment or the like. In addition, fresh water W3 may be collected and supplied using power means such as a pump.
貯留手段11は、潜水作業域R2に供給する清水W3を貯留する部位である。用いる清水W3を貯留手段11に貯留し、管路12を介して放水面13へ清水W3を供給する。なお、貯留手段11の設置は任意であり、例えば、貯留手段11などで貯留させずに、湧水などの清水採取位置から直接又は浄化処理後、管路12などを介して清水W3を放水面13に供給する構成なども本発明に広く包含される。
The storage means 11 is a part for storing the fresh water W3 supplied to the diving work area R2. The fresh water W3 to be used is stored in the storage means 11, and the fresh water W3 is supplied to the
例えば、貯留手段11の設置位置を水面W1よりも高い位置にすることにより、水位差で、無動力で清水W3を貯留手段11から潜水作業域R2に供給することができる。また、この水位差を調整することにより、送水流量を調整できる。その他、ポンプなどの動力手段を用いて潜水作業域R2に清水W3を供給したり、弁などの水量調整手段を用いて送水流量を調整したりしてもよい。 For example, by setting the installation position of the storage means 11 higher than the water surface W1, the fresh water W3 can be supplied from the storage means 11 to the diving work area R2 with no power due to a difference in water level. Moreover, the water supply flow rate can be adjusted by adjusting the water level difference. In addition, the fresh water W3 may be supplied to the diving work area R2 using a power unit such as a pump, or the water supply flow rate may be adjusted using a water amount adjusting unit such as a valve.
放水面13は、水W中に清水W3を放出する部位である。放水面13は、その全面より、全体として放水面13に対し略垂直方向(例えば、図1では符号X1と同じ方向)に向けて清水の供給を続けることで清水W3の流れ場を形成できる構造であればよく、公知の技術を広く採用でき、特に限定されない。例えば、整流板、パンチングメタルなどで放水面13の全体に略均一に水が分配されるようにしたり、網状部材などの各隙間から水を放出する構造にしたりするとともに、一つの管又は束ねられた多数の細管で管路12を形成して放水面13に清水W3を供給する構造にすることで、放水面13の全面よりその放水面13に対し略垂直方向に向けて清水W3を供給する構成にすることができる。
The
放水面13の向き、即ち、清水W3の流れ方向X1は、目的などに応じて適宜設計可能であり、特に限定されない。例えば、図1のように、放水面13を潜水作業域R2の下側に上向きに設置してもよいし、潜水作業域R2の上側に下向きに設置してもよい。例えば、清水W3の水温が濁水W2の水温よりも低い場合、清水W3の比重の方が高くなるため、潜水作業域R2の上側に下向きに設置し、流れを下向き方向にすることにより、より簡易に安定した清水の流れ場を形成することができる。同様に、例えば、清水W3の水温が濁水W2の水温よりも高い場合、清水W3の比重の方が低くなるため、潜水作業域R2の下側に上向きに設置し、流れを上向き方向にすることにより、より簡易に安定した清水の流れ場を形成することができる。その他、放水面13を横向きに設置し、略水平方向の清水W3の流れ場を形成するようにしてもよい。
The direction of the
清水W3の流れ場を形成する際、放水面13に対し略垂直方向に向けて、かつ放水面13の全面から略均一に清水W3が供給されることが好ましい。その際、例えば、清水W3の供給を略均一な流速で行う構成にしてもよい。これにより、放水面13に対して略垂直方向の清水W3の流れ場を安定的に形成することができる。また、例えば、放水面13の周縁近傍の水の流速が同中心付近の水の流速と異なるように設定する場合も、放水面13に対して略垂直方向の清水W3の流れ場を形成するように調整されている限り、放水面13の全面から略均一に清水W3が供給される範囲内に含まれる。放水面13に対して略垂直方向に、かつ放水面13の全面から略均一に清水W3を供給するように適宜設定することにより、濁水と混ざりにくい清水W3の流れ場を形成することができる。
When the flow field of the fresh water W3 is formed, it is preferable that the fresh water W3 is supplied in a substantially vertical direction with respect to the
例えば、図1のように、土木構造物Aの壁面A1に沿って清水域R3を形成することにより、その周辺水域の流れの影響を限定できるため、より簡易かつ安定的に潜水作業域における視界を確保できる。 For example, as shown in FIG. 1, by forming the fresh water area R3 along the wall surface A1 of the civil engineering structure A, the influence of the flow in the surrounding water area can be limited. Can be secured.
その他、例えば、濁水域R1内に複数の放水面13を並列して設置してもよい。濁水域R1内に放水面13を複数並列することにより、透明度の高い水域をより広く形成でき、より広い範囲の潜水作業域R2を確保できる。 In addition, for example, a plurality of water discharge surfaces 13 may be installed in parallel in the muddy water region R1. By arranging a plurality of water discharge surfaces 13 in parallel in the muddy water region R1, a water region with high transparency can be formed more widely, and a wider range of diving work regions R2 can be secured.
本発明では、清水供給手段1の放水面13の全面から放水面13に対し略垂直方向に向けて清水W3を供給するため、原則的には、清水域R3の流れ方向に対する横断面の大きさ(符号X2)が放水面13の大きさと略同一である。
In the present invention, since the fresh water W3 is supplied from the entire surface of the
従って、放水面13の形状は、形成したい清水域R3の横断面の形状に基づいて、適宜設計でき、特に限定されない。例えば、放水面13の形状を略円形、略楕円形、略矩形、略多角形などにすることにより、略円柱、略楕円柱、略直方体、略多角柱の形状の清水域R3を形成できる。放水面13の形状は、例えば、放水面13を設置した際に、土木構造物Aの壁面A1や水底などとの隙間を少なくできる点から、略矩形が好適である。放水面13の最長幅(例えば、放水面13を略円形状にした場合はその直径)は、0.5〜20mの範囲であることが好適であり、0.8〜15mの範囲であることがより好適であり、1.0〜10mの範囲であることが最も好適である。
Therefore, the shape of the
濁水域R1は、水中の濁水の停滞した領域をいい、透明度が充分でなく、潜水作業を行うために必要な視界を充分には確保できない水域をいう。濁水域R1は、全水域又は全水深に亘って透明度が充分でない場合のみに狭く限定されるのではなく、潜水作業を行う特定の水域又は特定の水深において透明度が充分でない場合を広く包含する。本発明は、濁水域R1内の特定領域において潜水作業を行う場合に適用される。 The muddy water area R1 refers to an area where the muddy water in the water is stagnant, and is a water area where the transparency is not sufficient and the field of view necessary for performing the diving work cannot be sufficiently secured. The turbid water area R1 is not limited to a narrow area only when the transparency is not sufficient over the entire water area or the entire water depth, but widely includes a case where the transparency is not sufficient in a specific water area or a specific water depth where the diving operation is performed. The present invention is applied when a diving operation is performed in a specific area within the muddy water area R1.
潜水作業域R2は、水中における潜水作業を行う領域をいう。本発明では、潜水作業域R2は濁水域R1内の特定の領域に設定され、潜水作業域R2が清水域R3の中に内包されるように、清水W3の流れ場を形成する。 The diving work area R2 refers to an area where diving work in water is performed. In the present invention, the diving work area R2 is set to a specific area in the muddy water area R1, and the flow field of the fresh water W3 is formed so that the diving work area R2 is included in the fresh water area R3.
清水域R3は、清水供給手段1の放水面13の全面より放水面13に対し略垂直方向に向けて清水の供給を続けることで清水W3の流れ場を形成することにより濁水域R1内に形成された、濁水域R1よりも透明度の高い水域である。
The fresh water area R3 is formed in the muddy water area R1 by forming the flow field of the fresh water W3 by continuing the supply of the fresh water from the entire surface of the
清水域R3は、清水W3の供給により形成されるものであり、清水W3と濁水W2との多少の混合は生じるため、清水域R3とその周りの濁水域R1との境界は厳密には必ずしも明確にならない場合がある。しかし、本発明では、清水供給手段1の放水面13の全面より放水面13に対し略垂直方向に向けて清水の供給を続けることで清水W3の流れ場を形成することにより、周囲の濁水域R1とは透明度の異なる水域が実際に形成されており、かつ、少なくとも、周りの濁水域R1と比較して透明度が高く、潜水作業を行うために必要な視界が確保されている水域の範囲を清水域R3とする。
The fresh water area R3 is formed by the supply of the fresh water W3, and since some mixing of the fresh water W3 and the muddy water W2 occurs, the boundary between the fresh water area R3 and the surrounding muddy water area R1 is not necessarily clear. It may not be. However, in the present invention, the continuous turbid water area is formed by forming the flow field of the fresh water W3 by continuously supplying the fresh water from the entire surface of the
原則的には、清水供給手段1の放水面13の全面より放水面13に対し略垂直方向に向けて清水を供給することにより、放水面13に対して略垂直方向(例えば、図1では符号X1と同じ方向)の清水W3の流れ場が形成され、放水面13より放水面13に対し略垂直方向(例えば、図1では符号X1と同じ方向)に向けて清水域R3が形成される。なお、本発明では、全体として放水面13に対し略垂直方向に向けて清水W3が供給されていればよく、例えば、清水W3を供給する水域における水の流れの影響などによって、清水W3の流れ場又は清水域R3が形成された方向が変動した場合も広く包含される。
In principle, by supplying fresh water from the entire surface of the
清水域R3の流れ方向に対する横断面(流れ方向X1に対して垂直となる面)の最長幅X2は、清水供給手段1の放水面13の形状や供給水W3の流速などにより、放水面13の大きさより多少変化する場合はあるものの、上述の通り、原則的には、放水面13の大きさと略同一となる。そのため、潜水作業の内容・目的に応じて放水面の大きさを適宜設計することにより、調整できる。
The longest width X2 of the cross section (surface perpendicular to the flow direction X1) with respect to the flow direction of the fresh water area R3 is determined by the shape of the
清水域R3の流れ方向X1の長さX3(清水W3と濁水W2の混合の度合いが低く、濁水域R1と比較して高い透明度が維持されている範囲の長さ)は、潜水作業の内容・目的に応じ、適宜設定でき、特に限定されない。例えば、放水面13から、少なくとも、好適には0.5〜8m、より好適には0.8〜10m、最も好適には1.0〜15mの範囲で、濁水域R1と比較して高い透明度が保持されていることが好ましい。
The length X3 in the flow direction X1 of the fresh water area R3 (the length of the range in which the degree of mixing of the fresh water W3 and the muddy water W2 is low and high transparency compared to the muddy water area R1) is maintained. It can be set as appropriate according to the purpose and is not particularly limited. For example, from the
清水域R3の流れ方向X1の長さX3は、清水W3を潜水作業域R2に供給する際の流速及びレイノルズ数を適宜設定することにより、調整できる。例えば、潜水作業域R2に清水W3を供給する際、放水面13から乱流を吐出しても、放水面13の近傍の範囲で清水域R3を形成させることができる。また、例えば、放水面13から放出する清水W3の流れのレイノルズ数を小さくすることにより、清水W3と濁水W2とを混じりにくくし、清水域R34の流れ方向X1の長さX3を長くすることができる。また、さらにレイノルズ数を小さくすることにより、清水域R3を帯状にさらに長く形成することが可能である。なお、
The length X3 in the flow direction X1 of the fresh water area R3 can be adjusted by appropriately setting the flow velocity and the Reynolds number when supplying the fresh water W3 to the diving work area R2. For example, when the fresh water W3 is supplied to the diving work area R2, the fresh water area R3 can be formed in the range near the
例えば、レイノルズ数が6,000〜16,000になるように、より好適には、レイノルズ数が8,000〜14,000になるように調整しながら清水W3の供給を行う構成にすることにより、清水W3と濁水W2とを混じりにくくすることができ、潜水作業に必要な長さ・大きさの清水域R3を有効に形成・維持することができる。なお、一般的に、放水口幅(例えば、放水面13の最長幅X2)や流速を大きくするとレイノルズ数は大きくなる。例えば、所定の流速においてレイノルズ数が上記の範囲よりも大きい値になるまで放水口幅を大きくした場合、潜水作業域R2への清水W3の供給量を増大させる必要があるため、潜水作業域R2における視界確保という当初の目的を充分に達成できる範囲を超えて、清水W3の確保・供給の負担が過剰となる。また、例えば、所定の放水口幅においてレイノルズ数が上記の範囲よりも大きい値になるまで流速を大きくした場合、上記の負担の増大に加え、潜水作業域R2の流れが速くなることで、潜水士Pの作業負担も過剰に大きくなる。 For example, the fresh water W3 and the turbid water W2 can be supplied by adjusting the Reynolds number to 6,000 to 16,000, more preferably by adjusting the Reynolds number to 8,000 to 14,000. It can be made difficult to mix, and a fresh water area R3 having a length and size necessary for diving work can be formed and maintained effectively. In general, the Reynolds number increases as the water discharge port width (for example, the longest width X2 of the water discharge surface 13) or the flow velocity is increased. For example, when the outlet width is increased until the Reynolds number becomes larger than the above range at a predetermined flow velocity, it is necessary to increase the supply amount of the fresh water W3 to the diving work area R2, and thus the diving work area R2 The burden of securing and supplying fresh water W3 becomes excessive beyond the range where the initial purpose of securing the visibility in can be sufficiently achieved. In addition, for example, when the flow velocity is increased until the Reynolds number becomes a value larger than the above range at a predetermined outlet width, in addition to the increase in the above-described load, the flow of the diving work area R2 becomes faster. The work burden on the person P also becomes excessive.
その他、上述の通り、潜水作業によりその水域R2の流れが一次的に乱れた場合でも、潜水作業域R2に清水W3の供給を続けることで流れが修復されるため、潜水作業中、一定の長さ(符号X3)及び大きさ(符号X2)の清水域R3を形成したまま維持できる。 In addition, as described above, even when the flow of the water area R2 is primarily disturbed by the diving work, the flow is restored by continuing the supply of the fresh water W3 to the diving work area R2, so that a certain length of time is maintained during the diving work. It is possible to maintain the fresh water area R3 having the size (reference X3) and the size (reference X2).
実施例1では、1/10スケールで実証実験を行った。 In Example 1, a verification experiment was performed on a 1/10 scale.
ダム湖のモデルとして、水槽に500Lの水を入れた。 As a model of the dam lake, 500 L of water was put into the aquarium.
清水供給手段として、以下のものを作製した。まず、水入れ容器に着色した水を入れ、貯留手段とした。次に、内径15mmのホースを11本束ねて管路とし、一端を水入れ容器に浸し、他端に、放水面が形成されたヘッド部材を取り付けた。ここで、ヘッド部材は、内部にパンチングメタル3枚を入れ、さらにその上にメッシュを重ね、メッシュの側を放水面とすることにより、放水面の全面から略均一に水が吐出されるようにしたものである。放水面を直径約80mmの円形に形成した。 The following were produced as fresh water supply means. First, colored water was put into a water container and used as a storage means. Next, 11 hoses with an inner diameter of 15 mm were bundled to form a pipe line, one end was immersed in a water container, and a head member having a water discharge surface was attached to the other end. Here, the head member has three punching metals inside, and a mesh is stacked on it, and the mesh side is used as a water discharge surface so that water is discharged almost uniformly from the entire surface of the water discharge surface. It is a thing. The water discharge surface was formed in a circular shape with a diameter of about 80 mm.
水槽に清水供給手段の放水面を下向きに入れて固定した後、水入れ容器の位置を高くすることにより、水位差で、水入れ容器内の着色水を、放水面から水槽に緩徐に吐出させた。 After fixing the water discharge surface of the fresh water supply means downward in the water tank, the colored water in the water container is slowly discharged from the water discharge surface to the water tank due to the difference in water level by raising the position of the water container. It was.
その結果、着色水は水槽内の水とほとんど混合しないまま、放水面の大きさとほぼ同じ幅の水域を形成した。また、放水面からの着色した水の吐出を続けることにより、その着色水の水域は、水槽内の水とほとんど混合しないまま長時間維持された。 As a result, the colored water formed a water area having almost the same width as the size of the water discharge surface while being hardly mixed with the water in the water tank. Further, by continuing to discharge the colored water from the water discharge surface, the water area of the colored water was maintained for a long time with little mixing with the water in the water tank.
本実施例により、例えば、ダム湖内のように濁水の停滞した濁水領域において、放水面の全面から略均一に清水の流れ場が形成されるように濁水中に清水を供給することにより、透明度の高い領域が濁水とほとんど混合しないまま維持され、一定の長さ及び大きさの透明度の高い水域を濁水中に形成できること、さらには、濁水中に清水の供給を続けることにより、長時間持続して、濁水中に透明度の高い水域を形成できることが実証された。 According to the present embodiment, for example, in the turbid water area where the turbid water is stagnant as in the dam lake, the clear water is supplied to the muddy water so that the flow field of the clear water is formed almost uniformly from the entire surface of the water discharge surface. The area of high water is maintained with little mixing with muddy water, and a highly transparent water area of a certain length and size can be formed in muddy water. It was proved that a highly transparent water area can be formed in muddy water.
実施例2では、濁水中で透明度の高い水域を形成するために適したレイノルズ数を検討した。 In Example 2, the Reynolds number suitable for forming a highly transparent water area in muddy water was examined.
スモールスケールモデルとして、深さ1,600mmの水槽内に水を入れ、カオリンが約50〜60mg/Lの濃度になるように懸濁し、濁水域を形成した。 As a small scale model, water was put into a 1,600 mm deep water tank and suspended so that kaolin had a concentration of about 50 to 60 mg / L to form a muddy water region.
清水供給手段として、200mm角、高さ300mmの直方体の容器の下面側に200mm角のパンチングメタルを1枚敷き、ホースを差込むための切欠きを形成した同寸法のパンチングメタルを上面に達するまで切欠き部分を揃えてさらに重ね入れた後、最も下面側のパンチングメタルの表面近くにまで先端部分が達するように、容器の上面側よりその切欠き部分にホースを挿し込んだものを作製した。この清水供給手段では容器の上面(即ち、一番上のパンチングメタルの上面部分)が放水面であり、放水面は200mm角の正方形に形成された。予備実験において、この清水供給手段をモデル水槽の底面に設置し、清水供給手段に清水を供給した結果、清水は複数のパンチングメタルを通過後、放水口(容器の上面側)より排出され、その際、流速を略均一にすることにより、放水口の全面から略垂直方向の清水の流れを形成し、かつ清水域の流れ方向に対する横断面の大きさが放水口の面の大きさ・形状と略同一で、一定の長さを定常的に保持した清水域を形成し維持することができた。 As a means for supplying fresh water, lay a sheet of 200mm square punching metal on the bottom side of a 200mm square, 300mm high rectangular container, and form the same size punching metal with a notch for inserting the hose up to the top surface After aligning the notch portions and further overlapping, a hose was inserted into the notch portion from the upper surface side of the container so that the tip portion reached the surface of the punching metal on the lowermost side. In this fresh water supply means, the upper surface of the container (that is, the upper surface portion of the uppermost punching metal) was the water discharge surface, and the water discharge surface was formed into a 200 mm square. In the preliminary experiment, this fresh water supply means was installed on the bottom surface of the model water tank, and the fresh water was supplied to the fresh water supply means. As a result, the fresh water passed through a plurality of punching metals and was discharged from the water outlet (upper side of the container). At that time, by making the flow velocity substantially uniform, a flow of fresh water in a substantially vertical direction is formed from the entire surface of the water discharge port, and the size of the cross section with respect to the flow direction of the fresh water area is the size and shape of the surface of the water discharge port. It was able to form and maintain a fresh water area that was almost the same and maintained a constant length.
続いて、本実験では、清水の供給流量又は放水口での平均流速を調整することで、所定のレイノルズ数の清水の流れを形成した。レイノルズ数は、流速と代表長さ(放水口幅)を乗じ、その値を動粘性係数で除すことで算出した値とした。そして、放水口の設置された高さを基点とした場合の各計測高さにおける濁りの度合いを測定した。ここで、濁りの度合いは、清水供給開始前の水槽内の濁度を基準とした場合における清水供給開始後の各計測高さにおける濁りの程度を表し、清水供給開始後の各計測高さにおける濁度を清水供給開始前の水槽内の濁度で除して100を乗ずることにより取得した。 Subsequently, in this experiment, a flow of fresh water having a predetermined Reynolds number was formed by adjusting the supply flow rate of fresh water or the average flow velocity at the outlet. The Reynolds number was a value calculated by multiplying the flow velocity by the representative length (water outlet width) and dividing the value by the kinematic viscosity coefficient. And the degree of turbidity in each measurement height when the height at which the water outlet was installed was used as a base point was measured. Here, the degree of turbidity represents the degree of turbidity at each measured height after the start of fresh water supply when the turbidity in the water tank before the start of fresh water supply is used as a reference, and at each measured height after the start of fresh water supply. The turbidity was obtained by dividing the turbidity by the turbidity in the water tank before starting the supply of fresh water and multiplying by 100.
結果を図2に示す。図2は、清水の流れを各レイノルズ数に調整した場合において、各計測高さにおける清水供給開始後の濁りの度合い、即ち濁り具合の鉛直分布を示すグラフである。同グラフの縦軸は放水口の設置された高さを基点とした場合の計測高さを放水口の幅(200mm)で除した値(計測高さを放水口の幅に対する比率で表した値)を、横軸は清水供給開始前の水槽内の濁度を基準とした場合の濁りの度合い(%)を表し、各折れ線は各レイノルズ数での結果を表わす。 The results are shown in FIG. FIG. 2 is a graph showing the degree of turbidity after starting fresh water supply at each measurement height, that is, the vertical distribution of turbidity when the flow of fresh water is adjusted to each Reynolds number. The vertical axis of the graph is the value obtained by dividing the measured height when the outlet is installed at the base point by the width of the outlet (200 mm) (the value representing the measured height as a ratio to the width of the outlet. ), The horizontal axis represents the degree of turbidity (%) based on the turbidity in the water tank before starting the supply of fresh water, and each broken line represents the result at each Reynolds number.
図2に示す通り、レイノルズ数が8,000〜14,000になるように調整して清水を供給した場合、放水口幅の5倍の計測高さの位置(本モデルでは計測高さ1,000mmの位置)においても、濁りの度合いを、清水供給開始前の30%以下に抑制することができ、濁水中で透明度の高い水域を形成し維持することができた。また、レイノルズ数が6,000〜16,000になるように調整して清水を供給した場合も、放水口幅の5倍の計測高さの位置(本モデルでは計測高さ1,000mmの位置)において、濁りの度合いを、清水供給開始前の40%程度に抑制することができた。一方、レイノルズ数が4,000以下になるように調整して清水を供給した場合、計測高さの比較的低い位置においても、濁りの度合いが上昇する傾向があり、濁水中で透明度の高い水域を形成し維持することが充分にできなかった。 As shown in Figure 2, when fresh water is supplied with the Reynolds number adjusted to 8,000 to 14,000, at a measurement height of 5 times the outlet width (measurement height of 1,000 mm in this model) However, the degree of turbidity could be suppressed to 30% or less before the start of supply of fresh water, and a highly transparent water area could be formed and maintained in turbid water. In addition, when fresh water is supplied with the Reynolds number adjusted to 6,000 to 16,000, turbidity is observed at a measurement height of 5 times the outlet width (measurement height of 1,000 mm in this model). The degree was reduced to about 40% before the start of fresh water supply. On the other hand, when fresh water is supplied with the Reynolds number adjusted to 4,000 or less, the degree of turbidity tends to increase even at positions where the measured height is relatively low, forming a highly transparent water area in turbid water And could not be maintained sufficiently.
この結果は、レイノルズ数が6,000〜16,000に、より好適には8,000〜14,000になるように調整しながら、放水口の全面より略垂直方向の清水の流れを形成することにより、放水口から略垂直方向に向けて、放水口幅の約5倍程度の高さまで、濁水中で透明度の高い水域を形成することができることを示す。 This result shows that while the Reynolds number is adjusted to 6,000 to 16,000, more preferably 8,000 to 14,000, a flow of fresh water in a substantially vertical direction is formed from the entire surface of the outlet, thereby substantially vertical from the outlet. It shows that a water area with high transparency can be formed in muddy water up to about 5 times the width of the outlet.
そして、本実験結果は、例えば、放水口幅2,000mmの放水面の全面よりその放水面に対し略垂直方向に向けて、この範囲のレイノルズ数になるように調整しながら清水の供給を続けた場合、少なくとも流れ方向約10,000mm(放水口幅の5倍)の長さまで濁水中に幅が約2,000mmの清水域を形成できること、即ち潜水作業に必要な大きさの視界の確保を実現できることを示唆する。 And, as a result of this experiment, for example, the supply of fresh water was continued while adjusting the Reynolds number within this range from the entire surface of the water discharge surface with a water discharge width of 2,000 mm toward the direction substantially perpendicular to the water discharge surface. In this case, a clear water area with a width of about 2,000 mm can be formed in muddy water up to a length of at least about 10,000 mm in the flow direction (5 times the width of the outlet), that is, ensuring a field of view necessary for diving work. Suggest.
上述の通り、例えば、既存のダムを再開発する場合、潜水作業が必須である。その際、水深50mよりも下の水域での水中作業が必要な場合もあり、潜水作業に多大な費用を必要とする場合もある。一方、特に深い水域での潜水作業の場合、潜水作業に必要な視界が濁りにより充分に確保できないと、水中作業が困難となり、潜水作業を予定時間内に完了することが困難となるため、事業全体における工程遅延、コストの高騰にもつながる。 As described above, for example, when redeveloping an existing dam, diving work is essential. At that time, underwater work in a water area below a depth of 50 m may be necessary, and a great amount of money may be required for diving work. On the other hand, especially in the case of diving work in deep water areas, if the visibility required for diving work cannot be sufficiently secured due to turbidity, underwater work becomes difficult and it is difficult to complete diving work within the scheduled time. Overall process delay and cost increase.
従来、ダム湖などでの潜水作業における視界確保の手段として、作業域の周囲に囲いなどを設置し、その中に凝集剤を投入して濁り成分を沈殿させ、その水域の透明性を高める方法が用いられる場合がある。しかし、この方法は、潜水作業により再懸濁されてその水域の透明性を維持できない、作業域が大きい場合には多量の凝集剤が必要となり多大な費用がかかるなどの問題がある。 Conventionally, as a means of securing visibility in diving work in dam lakes, etc., a method such as setting up a fence around the work area, and adding a flocculant into it to precipitate turbid components and increasing the transparency of the water area May be used. However, this method has problems such as being resuspended by diving work and not being able to maintain the transparency of the water area, and requiring a large amount of aggregating agent when the work area is large, which is very expensive.
それに対し、本発明では、放水面の全面から清水の流れ場が形成されるように濁水中に清水を供給することにより、潜水作業域における視界を簡易、有効、かつ持続的に確保することが可能になるため、潜水作業を行う際の作業負担・危険性を軽減でき、費用負担も低減でき、潜水作業を簡易、低廉かつ効率的に行うことができる点で、産業上有用である。 On the other hand, in the present invention, it is possible to easily, effectively, and continuously ensure the visibility in the diving work area by supplying the clear water to the muddy water so that the flow field of the clear water is formed from the entire surface of the water discharge surface. Therefore, it is industrially useful in that it can reduce the work burden and danger at the time of diving work, can reduce the cost burden, and can perform the diving work easily, inexpensively and efficiently.
1 清水供給手段
11 貯留手段
12 管路
13 放水面
A 土木構造物
A1 土木構造物の壁面
P 潜水士
R1 濁水域
R2 潜水作業域
R3 清水域
W 水
W1 水面
W2 濁水
W3 清水
X1 清水W3の流れ方向
X2 清水域R3の横断面の最長幅
X3 清水域R3の流れ方向X1の長さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fresh water supply means 11 Storage means 12
Claims (4)
潜水作業域に清水を供給する清水供給手段の先端側に形成された放水面の全面より該放水面に対し略垂直方向に向けてレイノルズ数が6,000〜16,000になるように調整しながら清水の供給を続けることで前記清水の流れ場を形成することにより、前記濁水域内に清水域を形成し、該清水域内で潜水作業を行う潜水作業方法。 A submersible work method for performing a submersible work in a turbid water area where turbid water in water is stagnant,
Supplying fresh water while adjusting the Reynolds number to be 6,000 to 16,000 from the entire surface of the water discharge surface formed on the tip side of the fresh water supply means for supplying fresh water to the diving work area in a direction substantially perpendicular to the water discharge surface The diving work method which forms a clear water area in the muddy water area by forming the flow field of the clear water by continuing, and performs a diving work in the clear water area.
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