JP6750372B2

JP6750372B2 - 海底砂防堰堤

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Publication number: JP6750372B2
Application number: JP2016148665A
Authority: JP
Inventors: 井上　智子; 智子井上; 恭平山田; 樋野　和俊; 和俊樋野; 隆仁及川; 健二中本; 渡辺　健一; 健一渡辺
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2016-07-28
Publication date: 2020-09-02
Anticipated expiration: 2036-07-28
Also published as: JP2018017045A

Description

本発明は、海底砂防堰堤に関する。

例えば航路の水深や幅を確保するような港湾機能の維持を目的として、航路の海底の土砂を取り除く航路浚渫工事が行われている。特に、河川の下流に位置する港湾や、潮流による影響を受け易い港湾では、航路に流砂や泥土が堆積し易く、浚渫工事の頻度が増加するため、港湾機能の維持にかかる費用が大きい。従来、航路の両側に砂防堤を造成し、流砂や泥土による航路の埋没を防いでいる（例えば、特許文献１）。

特開２００７−１６４０５号公報

上記従来技術では、コンクリートブロックや礫を積み上げた砂防堤を造成している。コンクリートブロックや礫は比重が大きいため、特に、海底が浮泥で覆われた泥質の港湾等では、砂防堤の海底への沈み込みが発生し、航路への流砂や泥土の堆積を防止する機能が低下する可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、海底への沈み込みが小さく、航路への流砂や泥土の堆積を防止する機能の低下を抑制し、航路浚渫工事の頻度を低減することができる海底砂防堰堤を提供する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の海底砂防堰堤は、港湾近海の干潮時における水深が所定の深さ以下となる領域において、水深が所定の深さよりも大きくなるように浚渫工事が施された航路の航路底面と既存の海底面との間の法面に、前記海底面よりも頂面が高くなるように造成された海底砂防堰堤であって、石炭灰を主原料とし、砕石状に成形した石炭灰固化物を用いて造成される。

本発明の望ましい態様として、前記海底砂防堰堤の前記航路底面側の法面の勾配は、前記海底砂防堰堤の前記航路底面と前記海底面との間の法面の勾配よりも大きい。

本発明の望ましい態様として、前記海底砂防堰堤の前記海底面側の法面の勾配は、前記海底砂防堰堤の前記航路底面側の法面の勾配よりも大きい。

本発明の望ましい態様として、前記海底砂防堰堤が造成される箇所によって、前記航路底面から頂面までの高さが異なっている。

本発明によれば、海底への沈み込みが小さく、航路への流砂や泥土の堆積を防止する機能の低下を抑制し、航路浚渫工事の頻度を低減することができる海底砂防堰堤を提供することができる。

図１は、実施形態に係る海底砂防堰堤が造成された航路の一例を示す図である。図２は、航路に実施形態に係る海底砂防堰堤が造成された港湾の一例を示す図である。図３は、図２に示す主航路のＥ−Ｅ矢示図である。図４は、図２に示す副航路のＧ−Ｇ矢示図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、実施形態に係る海底砂防堰堤が造成された航路の一例を示す図である。港湾近海において、干潮時の海面１２から海底面１１までの水深ｄ１が所定の深さＤ（例えば、Ｄ＝１３ｍ）以下（ｄ１≦Ｄ）となる領域では、当該港湾に入港する船舶が座礁しないように、幅員Ｗ（例えば、１００ｍ〜３００ｍ程度）の範囲で、水深ｄ２が所定の深さＤよりも大きく（ｄ２＞Ｄ）なるように浚渫工事が施され、航路１３が設けられる。

本実施形態に係る海底砂防堰堤１０は、航路１３下の航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面に、既存の海底面１１よりも頂面が高くなるように造成される。

海底砂防堰堤１０の航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂは、航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａよりも大きくする。また、海底砂防堰堤１０の既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃは、海底砂防堰堤１０の航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂよりも大きくする（Ａ＜Ｂ＜Ｃ）。

図１に示す例では、航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａが１：５以上１：３以下（１：５≦Ａ≦１．３）、海底砂防堰堤１０の航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂが航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａよりも大きく、且つ、１：１以下（Ａ＜Ｂ≦１：１）、海底砂防堰堤１０の既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃが海底砂防堰堤１０の航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂよりも大きく、且つ、１：０．５以下（Ｂ＜Ｃ≦１：０．５）とした例を示している。

海底砂防堰堤１０の航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂを航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａよりも大きくすることにより（Ａ＜Ｂ）、海底砂防堰堤１０の上部が崩れた際に、航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面が露出することを抑制することができる。

また、海底砂防堰堤１０の既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃを海底砂防堰堤１０の航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂよりも大きくすることにより（Ｂ＜Ｃ）、航路底面１１ａに流砂や泥土を含む浮泥１４が流れ込み堆積することを抑制することができる。

本実施形態において、海底砂防堰堤１０は、石炭火力発電所等で発生した石炭灰を主原料とし、砕石状（好ましくは、２０ｃｍ以上５０ｃｍ以下の人工捨石）に成形した石炭灰固化物を用いて造成される。石炭灰を主原料とする石炭灰固化物は、一般的なコンクリートブロックや礫よりも比重が小さく（２．１以上２．４以下の範囲）、特に、海底が浮泥状の泥質である場合でも（沖積粘土の比重は、２．５から２．７５程度）、海底砂防堰堤１０の海底への沈み込みが小さい。このため、航路底面１１ａへの流砂や泥土を含む浮泥１４の堆積を防止する機能の低下を抑制することができ、航路浚渫工事の頻度を低減することができる。

また、石炭灰を主原料とする石炭灰固化物は、悪臭の原因となる硫化水素、赤潮の原因となる栄養塩(窒素、リン)を吸着して水中への溶出を抑制する効果を有しているため、石炭灰固化物を用いて海底砂防堰堤１０を造成することにより、港湾近海の水質改善を図ることができる。

図２は、航路に実施形態に係る海底砂防堰堤が造成された港湾の一例を示す図である。

図２に示す例において、主航路１３ａは、陸地１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに囲われた泊地１６ｃに接続され、副航路１３ｂは、陸地１５ａの沿岸の泊地１６ａと陸地１５ｂの沿岸の泊地１６ｂに接続されて、副航路１３ｃは、陸地１５ｄの沿岸の泊地１６ｄに接続され、陸地１５ｄと陸地１５ｅの間の水路及び陸地１５ｅと陸地１５ｆの間の水路に接続されている。主航路１３ａ及び副航路１３ｂ，１３ｃの両側法面には、本実施形態に係る海底砂防堰堤１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅが造成されている。なお、副航路１３ｃは、海底砂防堰堤１０ｄの端部が陸地１５ｄに連なっているため、一部区間は、副航路１３ｃの一方側法面に海底砂防堰堤１０ｅが造成されている。

また、図２に示す例では、沖合からの潮流Ｆによる泊地１６ａ，１６ｂへの波の影響を防ぐために、防波堤１８が設けられている。この防波堤１８に連なって、主航路１３ａ及び副航路１３ｂの海底砂防堰堤１０ａが設けられている。図３は、図２に示す主航路のＥ−Ｅ矢示図である。図３に示す例では、幅員Ｗ１（例えば、３００ｍ程度）の範囲で、水深ｄ２が所定の深さＤよりも大きく（ｄ２＞Ｄ）なるように浚渫工事が施され、航路１３ａが設けられている。

この図３に示す例においても、海底砂防堰堤１０ａの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ１は、航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ１よりも大きくする。また、海底砂防堰堤１０ａの既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃ１は、海底砂防堰堤１０ａの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ１よりも大きくする（Ａ１＜Ｂ１＜Ｃ１）。

また、海底砂防堰堤１０ｂの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ２は、航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ２よりも大きくする。また、海底砂防堰堤１０ｂの既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃ２は、海底砂防堰堤１０ｂの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ２よりも大きくする（Ａ２＜Ｂ２＜Ｃ２）。

具体的には、図３に示す例では、航路底面１１ａと海底砂防堰堤１０ａ側の既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ１が１：５以上１：３以下（１：５≦Ａ１≦１．３）、海底砂防堰堤１０ａの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ１が航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ１よりも大きく、且つ、１：１以下（Ａ１＜Ｂ１≦１：１）、海底砂防堰堤１０ａの既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃ１が海底砂防堰堤１０ａの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ１よりも大きく、且つ、１：０．５以下（Ｂ１＜Ｃ１≦１：０．５）とした例を示している。

また、図３に示す例では、航路底面１１ａと海底砂防堰堤１０ｂ側の既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ２が１：５以上１：３以下（１：５≦Ａ２≦１．３）、海底砂防堰堤１０ｂの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ２が航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ２よりも大きく、且つ、１：１以下（Ａ２＜Ｂ２≦１：１）、海底砂防堰堤１０ｂの既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃ２が海底砂防堰堤１０ｂの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ２よりも大きく、且つ、１：０．５以下（Ｂ２＜Ｃ２≦１：０．５）とした例を示している。

海底砂防堰堤１０ａの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ１を航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ１よりも大きくすることにより（Ａ１＜Ｂ１）、海底砂防堰堤１０ａの上部が崩れた際に、航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面が露出することを抑制することができる。

また、海底砂防堰堤１０ｂの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ２を航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ２よりも大きくすることにより（Ａ２＜Ｂ２）、海底砂防堰堤１０ｂの上部が崩れた際に、航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面が露出することを抑制することができる。

また、海底砂防堰堤１０ａの既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃ１を海底砂防堰堤１０ａの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ１よりも大きくすることにより（Ｂ１＜Ｃ１）、航路底面１１ａに流砂や泥土を含む浮泥１４が流れ込み堆積することを抑制する効果を高めることができる。

また、海底砂防堰堤１０ｂの既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃ２を海底砂防堰堤１０ｂの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ２よりも大きくすることにより（Ｂ２＜Ｃ２）、航路底面１１ａに流砂や泥土を含む浮泥１４が流れ込み堆積することを抑制する効果を高めることができる。

さらに、図３に示す例では、主航路１３ａは、図中左方からの潮流Ｆによって、海底砂防堰堤１０ａ側から流砂や泥土を含む浮泥１４が流れ込み易くなっている。このため、図３に示すように、海底砂防堰堤１０ａの航路底面１１ａからの高さｈ１は、海底砂防堰堤１０ｂの航路底面１１ａからの高さｈ２よりも高くなっている。これにより、図中左方からの潮流Ｆによる海底砂防堰堤１０ａ側からの流砂や泥土を含む浮泥１４の流れ込みを抑制することができる。

また、図２に示す例では、図中左上に陸地１５ｆと陸地１５ｇとの間を流れる河川の河口１７があり、港湾に河口１７からの水流が流れ込むようになっている。図４は、図２に示す副航路のＧ−Ｇ矢示図である。図４に示す例では、幅員Ｗ２（例えば、１００ｍ程度）の範囲で、水深ｄ２が所定の深さＤよりも大きく（ｄ２＞Ｄ）なるように浚渫工事が施され、航路１３ｃが設けられている。また、図４に示す例では、幅員Ｗ３（例えば、１００ｍ程度）の範囲で、航路１３ｃと同様の水深ｄ２（ｄ２＞Ｄ）となる泊地１６ｄが設けられている。なお、図４に示す例では、航路底面１１ａの水深と泊地底面１１ｂの水深とが等しい例を示しているが、航路底面１１ａの水深と泊地底面１１ｂの水深との関係はこれに限定されるものではない。

この図４に示す例においても、海底砂防堰堤１０ｅの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ３は、航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ３よりも大きくする。また、海底砂防堰堤１０ｅの既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃ３は、海底砂防堰堤１０ｅの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ３よりも大きくする（Ａ３＜Ｂ３＜Ｃ３）。

具体的には、図４に示す例では、航路底面１１ａと海底砂防堰堤１０ｅ側の既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ３が１：５以上１：３以下（１：５≦Ａ３≦１．３）、海底砂防堰堤１０ｅの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ３が航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａ３よりも大きく、且つ、１：１以下（Ａ３＜Ｂ３≦１：１）、海底砂防堰堤１０ｅの既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃ３が海底砂防堰堤１０ｅの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ３よりも大きく、且つ、１：０．５以下（Ｂ３＜Ｃ３≦１：０．５）とした例を示している。

海底砂防堰堤１０ｅの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ３を航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａよりも大きくすることにより（Ａ３＜Ｂ３）、海底砂防堰堤１０ｅの上部が崩れた際に、航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面が露出することを抑制することができる。

また、海底砂防堰堤１０ｅの既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃ３を海底砂防堰堤１０ｅの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂ３よりも大きくすることにより（Ｂ３＜Ｃ３）、航路底面１１ａに流砂や泥土を含む浮泥１４が流れ込み堆積することを抑制する効果を高めることができる。

さらに、図４に示す例では、副航路１３ｃは、図中右方からの水流Ｈによって、海底砂防堰堤１０ｅ側から流砂や泥土を含む浮泥１４が流れ込み易くなっている。このため、図４に示すように、Ｇ−Ｇ矢示付近における海底砂防堰堤１０ｅの航路底面１１ａからの高さｈ３は、Ｇ−Ｇ矢示付近よりも沖合における海底砂防堰堤１０ｅ（破線）の航路底面１１ａからの高さｈ３’よりも高くなっている。これにより、図中右方からの水流Ｈによる海底砂防堰堤１０ｅ側からの流砂や泥土を含む浮泥１４の流れ込みを抑制することができる。

図３及び図４に示したように、海底砂防堰堤１０が造成される箇所によって、航路底面１１ａから海底砂防堰堤１０の頂面までの高さを異ならせることで、航路１３を横断する水流（潮流）によって流砂や泥土を含む浮泥１４が流れ込むのをより効果的に抑制することができる。

以上説明したように、実施形態に係る海底砂防堰堤１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅは、港湾近海における干潮時の水深ｄ１が所定の深さＤ以下となる領域において、水深ｄ２が所定の深さＤよりも大きい水深ｄ２となるように浚渫工事が施された航路１３の航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面に、既存の海底面１１よりも頂面が高くなるように、一般的なコンクリートブロックや礫よりも比重が小さく、石炭灰を主原料として砕石状に成形した石炭灰固化物を用いて海底砂防堰堤１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅを造成することで、海底砂防堰堤１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅの海底への沈み込みを小さくすることができる。これにより、航路底面１１ａへの流砂や泥土を含む浮泥１４の堆積を防止する機能の低下を抑制することができ、航路浚渫工事の頻度を低減することができる。

また、石炭灰を主原料とする石炭灰固化物は、悪臭の原因となる硫化水素、赤潮の原因となる栄養塩(窒素、リン)を吸着して水中への溶出を抑制する効果を有しているため、石炭灰固化物を用いて海底砂防堰堤１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅを造成することにより、港湾近海の水質改善を図ることができる。

また、海底砂防堰堤１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂを、海底砂防堰堤１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅの航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面の勾配Ａよりも大きくすることで、海底砂防堰堤１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅの上部が崩れた際に、航路底面１１ａと既存の海底面１１との間の法面が露出することを抑制することができる。

また、海底砂防堰堤１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅの既存の海底面１１側の法面の勾配Ｃを、海底砂防堰堤１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅの航路底面１１ａ側の法面の勾配Ｂよりも大きくすることで、航路底面１１ａに流砂や泥土を含む浮泥１４が流れ込み堆積することを抑制する効果を高めることができる。

また、航路１３を横断する水流（潮流）に応じて、航路底面１１ａから海底砂防堰堤１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅの頂面までの高さを異ならせることで、流砂や泥土を含む浮泥１４の流れ込みをより効果的に抑制することができる。

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ海底砂防堰堤
１１海底面
１１ａ航路底面
１１ｂ泊地底面
１２海面
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ航路
１４浮泥
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ陸地
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ泊地
１７河口

Claims

港湾近海の干潮時における水深が所定の深さ以下となる領域において、水深が前記所定の深さよりも大きくなるように浚渫工事が施された航路の航路底面と既存の海底面との間の法面に、前記海底面よりも頂面が高くなるように造成された海底砂防堰堤であって、
石炭灰を主原料とし、砕石状に成形した石炭灰固化物を用いて造成される
海底砂防堰堤。
前記海底砂防堰堤の前記航路底面側の法面の勾配は、前記海底砂防堰堤の前記航路底面と前記海底面との間の法面の勾配よりも大きい
請求項１に記載の海底砂防堰堤。
前記海底砂防堰堤の前記海底面側の法面の勾配は、前記海底砂防堰堤の前記航路底面側の法面の勾配よりも大きい
請求項１又は請求項２に記載の海底砂防堰堤。
前記海底砂防堰堤が造成される箇所によって、前記航路底面から頂面までの高さが異なっている
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の海底砂防堰堤。