JPH0359205B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、感潮河川に対する使用に適した、水
式の袋状起伏堰の操作装置に関するものである。

（従来技術） 可撓性を有する材料からなる中空の袋に、水や
空気を供給し、あるいは排出せしめて起伏させる
堰は、構造、操作の簡易性や安価な工事費等の利
点により、最近鉄扉に代つて水門として用いられ
ることが多くなつた。

しかしながら、従来の製品は、(1)堤内側で水位
を検知するので、取水樋管以外に堤防を横断して
導水樋管を設ける必要があり、(2)また、このよう
に余分な堤壊横断工作物を取水樋管と近接して設
けるので堤防が欠壊する危険があり、(3)導水樋管
内堆泥の排除等、維持管理が大変であり、(4)さら
に、機械的方法によつて倒伏するので故障等の危
険があり、信頼できない等の欠陥があることが判
つた。

（発明の目的） したがつて、本発明は、これらの問題を根本的
に改善し、もつてさらに構造が簡単で、水の給排
によつて起伏させることができる袋状起伏堰の操
作装置を提供しようとするものである。

（発明の構成） 本発明は、上記目的を達成するために、河川を
全巾に亘つて横断して設けられた可撓性袋状起伏
堰を起伏させるための操作装置において、 前記堰体内に圧力水を供給するために堰体に接
続されたポンプと、前記堰体の上流河川に開口し
た機器室と、前記機器室に設けられ、一端は堰体
の内部に連通し、予測される最大の堰体内水圧よ
り高位置のクレストを経由し、他端は下流河川の
高さで下流河川に開口してなる主サイフオン装置
と、前記主サイフオン装置のクレスト付近より下
流側に連通管を介して接続し、堰上流河川水位が
自動倒伏水位に達した以後、前記主サイフオン装
置内の空気を吸引、排出する吸気装置とから構成
されている。上記の構成とすることによつて、堰
下流河川の水位が高く、堰上流河川の水位が計画
堰上げ水位から自動倒伏水位になると、機器室内
の水が導水管から制御槽内に流入し、制御槽内の
水位の上昇により副サイフオン装置を作用させ、
これによつて主サイフオン装置内にもサイフオン
を形成して、堰体と堰下流河川を連通させること
により容易に堰体を自動的に倒伏させることがで
きる。

（実施例） 本発明の実施例を説明する上で、図中、河床を
0.00とし、計画堰上げ水位を1.00とし、堰高に対
し、倒伏時の起流水深が30％、起立時の下流水深
が20％の場合としたときの、各部分の河床からの
適切な高さを堰高に対する比として図中に記載し
た。

まず、第１図に示す通り、可撓性袋体から構成
された堰体１は、河川Ｒを全巾に亘つて横断し、
その一側は河床に金具２をもつて固定されてい
る。

堰体１の上流河川Ａに開口する機器室３は下流
河川Ｂに対しては吸気装置の一部を構成する副サ
イフオン装置であるサイフオン４を介して連通し
ている。機器室３は河川の側方の堤、空地等に設
置されるものとする。

堰体１の内部は、第２図に示すように、通水管
５と、これから分岐した送水管６を通じてポンプ
等の給水装置８と通じ、また、通水管５は機器室
３内に伸びて、頂部内底面９−ｃが堰体１内に給
水すべき所定の水頭の高さに応じて定められた立
上り部を有し、堰体１の下流河川Ｂの河床の高さ
で断面積を小さくした流出口９−ａによつて開口
し、途中、最底部内上面９−ｂが河床の高さより
僅かに低い主サイフオン装置である排水管９に通
じている。さらに、通水管５は河床より低い高さ
で分岐した分水管１０によつて前記流出口９−ａ
と通じている。

サイフオン４の頂面に開口するブレーカ（連通
管）１１の他端は排水管９のクレスト付近より下
流側に開口し、途中最高位部内底面はその管内に
生ずる最大負圧の水頭換算の高さを排水管９の最
高位部内底面の高さから加えたものより僅かに高
い。このブレーカ１１内は、その排水管９の最高
位部内上面より僅かに高い位置から分岐した吸気
管１２、通気枠１３、制御槽１４、導気管１５、
および、点検バルブ１６によつて大気中に通じて
いる。通気枠１３は側方を密閉され、下端開口部
の高さは堰体１が起立すべき時の河川水位（以
下、起立水位と云う）と等しく、また、吸気管１
２に接続する部分以外の頂面には通気膜１３−ａ
が張設してある。通気膜１３−ａは布で、両面と
も空気に接している時は十分な通気性を発揮する
が、一面が水に接している時は水の表面張力によ
つて水と空気の圧力差に抗して全く通気しない状
態となる。

機器室３内の起立水位より僅かに低く下端を開
口する導水管１７は、下方のみ開口する比較的大
きな径の管１７ｂと、その上部に接続する小径の
管１７ａから成り、その他端は最高位部内底面を
堰体１が倒伏すべき堰上流の河川水位（以下、倒
伏水位と云う）の高さにあわせて吸気管１２に接
続している。また、吸気管１２の水平部からＵ字
管１８が分岐し、その他端は通気膜１３−ａより
僅かに高く制御槽１４内に開口し、その途中、最
低部の内上面は起立水位より僅かに低い。

なお、補足装置として、機器室３の入口には遮
蔽板１９、その直下流には遮泥板２０があり、こ
の遮泥板２０のクレストは計画堰上げ水位より僅
かに低く、途中、河床よりやや高いところに導水
孔２０−ａがある。また、サイフオン４の通水口
４−ａ、および排水口４−ｂの下方にはそれぞれ
受皿２１と２２があり、導水管１７開口下端の下
方には遮蔽皿２３がある。さらに分水管１０の途
中には水位の如何にかかわらず堰体１を倒伏させ
る場合にのみ開放する人為放水弁２４があり、通
水管５の途中には堰体１内を排水管９、および分
水管１０から分断する遮断弁２５がある。

以上の説明のうち、制御槽１４の容積、その
他、上述しなかつた構造についてはこの実施例の
作用とあわせて説明する。

まず、起立機能について説明する。

内部に河床の高さから倒伏水位の高さよりやや
高い水頭の圧力水をもつて起立する堰体１は、越
流時の堰体振動が少ないので比較的に倒伏時の越
流水深が高い場合に用いられている。したがつ
て、給水装置８が運転されると、水が堰体１内に
送くられ、堰体１は起立を開始する。必要以上の
容量の水は排水管９を通じて排出され、流出口９
−ａからの水の流出をもつて給水装置８の運転中
止を指令する。かくして、堰体１が完全に起立
し、堰上流水位が徐々に上昇するが、その上昇に
したがつて増加する堰体１内の圧力は排水管９に
より排出されて常に一定に保たれており、また、
あらかじめその堰体内圧と計画堰上げ水位との関
係から周長が決めてあるので堰頂が不用意に低く
なることはない。

このようにして堰上流水位が上昇し同じく導水
孔２０−ａを通じて堰上流水位と等しい機器室３
内の水位が所定の堰上げ水位以上に達するとサイ
フオン４のクレストから越流が始まるが、通水口
４−ａの断面積が十分に小さくしてあるので満流
となる事はなく、また、導気管１５に始まる経路
によつてサイフオン４の空気連行作用により排出
される空気量も十分に補なつているので、排水管
９から堰体１内の水が排出される事はなく、依然
として起立状態が保持される。

次に、自動倒伏機能について説明する。堰下流
河川の水位が潮位の関係で0.70ぐらいに高くなつ
ており、そして降雨等により堰上流水位が上昇し
倒伏水位（1.30）まで達すると、制御槽１４内に
導水管１７から機器室３内の水が流入し、その水
面が上昇するにつれて、それまでサイフオン４内
へ空気を供給していた通気膜１３−ａ下方の隙が
狭搾されて供気量は激減し、一方、サイフオン４
内の空気は越流水によつて排水口４−ｂから排出
されて希薄となり、その真空度は加速的に増加す
る。このようにして、制御槽１４内は外部から一
切遮断されるので、サイフオン４内の負圧によつ
て各部分の水面が上昇し、ついには排水管９は越
流を始めて自からサイフオンを形成し、さらに吸
気管１２内は空気が排水管９によつて排出され、
サイフオンを形成するに至る。この一連の作用に
より堰体１内は堰下流水位と連通して堰体内水は
排出され、一方、堰体１の上流側の水圧によつて
押し出されるので完全に排水し、倒伏する。この
ように、サイフオン４内の水頭が0.90以下になれ
ば完全に排水されるので、割合に堰下流水位が高
くても差し支えず、また、排水口４−ｂの高さも
高くでき、この機構の特長となつている。

なお、倒伏途中の機構について補足する。機器
室３内は浮遊土砂を含んだ流水が通過するため、
内部に堆泥することが予想されるが、通水口４−
ａは受皿２０に囲まれており、堆泥が生じても常
時サイフオン４内へ流水とともに吸い込まれるの
でサイフオン４が作動しないという恐れはない。
また、導水管１７は、後に述べる作用によつてそ
の底部が埋まらぬよう工夫されており、また、そ
の下部は大きくしてあるので上昇流の速度が小さ
く、制御槽１４内への土砂の搬入を防止してい
る。

このような倒伏機能を、適宜点検するため点検
バルブ１６が設けられ、これを閉じる事によつて
サイフオン４内への空気供給が完全に遮断され、
サイフオン４内の負圧が高まり、上記と同じく、
導水管１７から制御槽１４内へ注水されて、排水
管９から排水されて堰体１は倒伏する。なお、こ
の点検倒伏中において補足すべき事は、制御槽１
４内の水面をＵ字管１８の開口部まで上昇する機
構とブレーカ１１の右の水面を上昇させる機構で
ある。まず前者について説明する。Ｕ字管１８の
Ｕ字部には既に前回の倒伏時に流入した水が入つ
ているが、その水を鉛直部分に展開した水柱の高
さに比べ、点検倒伏時には堰下流水位も低くサイ
フオン４に誘発されて生じる排水管９内の負圧は
大きいので、通気膜１３−ａが水没するとＵ字部
の水は引き上げられて開口部から空気が吸い込ま
れ、制御槽１４内の空気はＵ字管１８開口部が水
没するまで排出されるので、通気膜１３−ａは浸
水状態におかれ、倒伏中において次に述べる起立
準備のために必要な水の表面張力が働く条件をつ
くる。また、サイフオンを形成していないブレー
カ１１の左右の鉛直部分の水面の高さは等しい
が、機器室３内の水位がともに等しい高さで上端
を開口する受皿２１、および、２２の上端より低
くなると、水位低下に伴つて増加するブレーカ１
１内の負圧に抗するため、受皿２１、および２２
内の水が吸われてブレーカ右側の上面は上昇して
釣り合い、この水面上昇は河川水位が零になつて
も通水口４−ａ、および、排水口４−ｂの開口部
が露出して大気と通じないよう受皿２１、およ
び、２２は十分に容積は大きくしてある。

次に起立準備機能について説明する。

点検バルブ１６が開いておれば河川が減水する
に従つて、制御槽１４内の水は吸気管１２を経て
排出されるので、その水面は河川水位と等しくな
る。したがつて河川水位が起立水位まで、実施例
において0.20になると、通気枠１３の下端から空
気が吸い込まれ、通気膜１３−ａは上下面とも空
気に接触し通気性を回復するので、ブレーカ１
１、吸気管１２等負圧によつて内部に引き上げら
れていた水は順次、高位部から空気に置換され
る。この時、制御槽１４内にはその置換された水
が落水して水面が上昇するが、通気膜１３−ａが
水没しないよう制御槽１４内の容積は十分に大き
くしてある。一方、遮蔽皿２３内は主として導水
管１７の拡大部からの落水によつて堆泥が排除さ
れ、導水管１７の通水を良くしており、また、排
水管９、および、サイフオン４内も大気中となつ
て機器室３内は堰下流水位から分断されるので、
給水装置８を運転すれば堰体１はいつでも起立さ
せる事ができる。

また、点検倒伏を行なつた場合、起立水位以下
まで減水しておれば上記と同じ作動を行なう。

上記の外、上流水位の如何にかかわらず堰体１
を倒伏させたい場合には人為放水弁２４を開放
し、さらに、倒伏後の堰上堆泥が多い場合は遮断
弁２５を閉じ給水装置８を運転して取り除く。な
お、塵介は遮蔽板１９によつて、また、土砂は遮
泥板２０によつて機器室３内への浸入は防止され
ている。

（効果） このように本発明装置を用いれば、堰下流河川
の水位の変化に拘らず、自動的に、洪水時には完
全倒伏し、減水時には起立準備が行なわれ、か
つ、倒伏機構に一切の機械的機構を用いていない
ので故障がなく、安全この上ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例を示す全体平面図、第２図は堰
体を操作する装置の概略図である。 １〜堰体、２〜固定金具、３〜機器室、４〜サ
イフオン、４−ａ〜通水口、４−ｂ〜排水口、５
〜通水管、６〜送水管、７〜機械室、８〜給水装
置、９〜排水管、９−ａ〜流出口、１０〜分水
管、１１〜ブレーカ、１２〜吸気管、１３〜通気
枠、１３−ａ〜通気膜、１４〜制御槽、１５〜導
気管、１６〜点検バルブ、１７〜導水管、１８〜
Ｕ字管、１９〜遮蔽板、２０〜遮泥板、２０−ａ
〜導水孔、２１〜受皿、２２〜受皿、２３〜遮蔽
皿、２４〜人為放水弁、２５〜遮断弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 河川を全巾に亘つて横断して設けられた可撓
   性袋状起伏堰を起伏させるための操作装置におい
   て、 前記堰体内に圧力水を供給するために堰体に接
   続されたポンプと、前記堰体の上流河川に開口し
   た機器室と、前記機器室に設けられ、一端は堰体
   の内部に連通し、予測される最大の堰体内水圧よ
   り高位置のクレストを経由し、他端は下流河川の
   高さで下流河川に開口してなる主サイフオン装置
   と、前記主サイフオン装置のクレスト付近より下
   流側に連通管を介して接続し、堰上流河川水位が
   自動倒伏水位に達した以後、前記主サイフオン装
   置内の空気を吸引、排出する吸気装置とからな
   り、前記主サイフオン装置内を自動倒伏水位に到
   達以後、負圧にすることにより前記主サイフオン
   を稼働せしめることを特徴とする水式袋状堰の操
   作装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載の水式袋状堰の
   操作装置において、 前記吸気装置を、前記連通管の他端がクレスト
   付近に開口し、前記主サイフオンの開口より高位
   置で一端は機器室内に他端は下流河川側に開口し
   た副サイフオン装置と、前記機器室に設けられた
   大気と連通した制御槽と、前記連通管の途中から
   分岐され、前記制御槽内で起立水位で開口する吸
   気管と、前記吸気管の途中の自動倒伏水位から分
   岐され機器室に開口した導水管とから構成された
   ことを特徴とする水式袋状堰の操作装置。