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公開番号2024034999
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-13
出願番号2022149584
出願日2022-09-01
発明の名称流水型貯留堰群の流域ネットワークによる洪水調節工法と流水型貯留函体堰
出願人個人
代理人
主分類E02B 7/20 20060101AFI20240306BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】近年、降雨の激甚化で、河川整備を進めても広域で大規模な浸水被害が生じている。洪水時において洪水調節専用ダムである流水型ダム等に匹敵、或いは超える大規模洪水調節対策の構築、及び河川の氾濫発生時刻の予測である。
【解決手段】堤防に挟まれている堤外地の洪水量は膨大である。洪水時、堤外地は河積としか利用されていない。これらの流域河川の全堤外地を洪水時の超広大な貯留対象域としてとらえ、堤外地を横断する貯留機能を持つ流水型貯留堰群を計画的に築造する。流域ネットワークによる氾濫域の洪水調節工法である。さらに、流域全体の洪水状況と其々の流水型貯留堰の洪水貯留限界の推移の情報から氾濫域の河川の氾濫発生時刻を予測する。この予測は氾濫域住民の生命の安全に大きく寄与する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
河川の堤外地を横断する貯留機能を持つ流水型貯留堰群の流域ネットワークによる洪水調節工法において、平常時は流水型貯留堰の河床部に設けたゲート付き洪水吐より河川水を流下させ、洪水時は洪水初期から、気象情報，流域全体の豪雨状況から氾濫域の危険予測をし、其々の流水型貯留堰の定点観測を基に洪水カットの可否を流域全体から判断し、其々の洪水吐のゲートの開口率を調節して流域全体の洪水の貯留調節をするもので、流域の堤外地の計画的洪水貯留で流域支川・本川の洪水調整を図ると共に流域の洪水貯留全容量と流域全体の洪水状況及び其々の流水型貯留堰の洪水貯留限界状況の推移から氾濫域の河川の氾濫発生時刻を予測することを特徴とする流水型貯留堰群の流域ネットワークによる洪水調節工法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１の流水型貯留堰の構造において、当該堰は上面開放の函体構造で、函体堰の河床部にゲート付き洪水吐を設けると共に上流側函体壁の天端には水通しを設け、函体堰の内部は前記函体壁に平行な複数の隔壁で仕切られ、この隔壁の底部の開口の有無で洪水の函体内通過が下降上昇して流下エネルギーを減勢させるものであり、また、当該函体堰の必要幅は洪水時の衝撃水圧に対して、転倒・滑動を起こさないための函体堰内部の洪水重量を加えた自重を確保すると共に基礎地盤の破壊を起こさないための底版の偏心荷重の軽減を図る幅であり、洪水の減勢構造と函体堰の安定に洪水重量を取り込んだ構造を特徴とする流水型貯留函体堰。
【請求項３】
請求項２の流水型貯留函体堰の構造において、上流側函体壁及び底部に開口のない隔壁の中間高さの位置に複数の通水孔を設け、さらに隔壁底部にはこれより少ない数の通水孔を設けることで、当該函体堰は洪水の貯留限界を超えない時点から函体壁の中間高さの洪水重量を取り込んだ構造を特徴とする流水型貯留函体堰。
【請求項４】
請求項１の流水型貯留堰群と堤内の遊水地の連携による流域ネットワークによる洪水調節工法において、平常時は流水型貯留堰の洪水吐より河川水を流下させ、洪水時は堤外地が貯留限界に達すると、堰の上流側端に設けた遊水地の連絡用水通しが開いて減勢工を経て遊水地に放流するものであり、洪水後に堤外地の貯留水は洪水吐のゲートを開いて放流し、遊水地の貯留水は下流河道に通じるゲート付き排水路から放流するもので、河川堤外地及び遊水地の計画的洪水貯留で流域支川・本川の洪水調整を図ることを特徴とする流水型貯留堰群の流域ネットワークによる洪水調節工法。
【請求項５】
請求項４の堤内の遊水地の貯留水量の拡大工法において、遊水地の候補地に沈下層のある地盤を選定し、この沈下層を真空圧密工法で沈下させることで、土砂を搬出することもなく、遊水地面積を広げることもなく、遊水地の周囲堤防の築造負担を軽減して貯留水容量を拡大することを特徴とする遊水地の貯留水容量の拡大工法。
【請求項６】
請求項４の流水型貯留堰群と堤内の遊水地の連携による洪水調節工法において、堤外地の計画的洪水貯留水は洪水時における河床の堆積土をフラッシュ放流により、この堆積土を下流に押し流して河床のアーマーコート化の解消を図り、遊水地の計画的洪水貯留水は下流の水量の不足時に放流することで、河川の環境保全を図ることを特徴とする流水型貯留堰群の流域ネットワークによる洪水調節工法

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に上・中流域河川の全堤外地を洪水時の超広大な洪水貯留対象域としてとらえる。それ故に、貯留機能を持つ流水型貯留堰を計画的に多数築造する。洪水時には下流域の氾濫状況に応じて、流水型貯留堰群は連携して洪水の貯留調節をする。これらの上・中流域だけではなく、可能ならば下流域を加えて堤外地の計画的洪水貯留をする流水型貯留堰群のネットワークで流域支川・本川の洪水調整を図る。さらには、流域の洪水貯留全容量と流域全体の洪水状況及び其々の流水型貯留堰の洪水貯留限界状況の推移から氾濫域の河川の氾濫発生時刻を予測することに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、気候変動が一因とみられる降雨の激甚化で、河川整備を進めても広域で大規模な浸水被害が生じている。現状は相対的に氾濫の安全度が低下している恐れがある。また、ダムや遊水地、河道掘削等により、河川水位を低下させる対策を計画的に実施しているものの、氾濫危険水位を超過した河川数は、増加傾向となっている。このため、治水計画を、過去の降雨実績に基づく計画」から「気候変動による降雨量の増加などを考慮した計画」に見直しを行い、氾濫域も含めて一つの流域としてとらえ、流域全体で水害を軽減させる治水対策「流域治水」への転換が進められている。流域治水の進め方は、河川管理者が主体となって行う治水対策に加え、その河川流域全体のあらゆる関係者が協働し、流域治水を促進するものである。（非特許文献１参照）
【０００３】
氾濫をできるだけ防ぐ・減らすための対策は次のように分類される。河川区域の流水の貯留対策としては、治水ダムの建設・再生、利水ダム等において貯留水を事前に放流し洪水調節に活用、土地利用と一体となった遊水機能の向上である。持続可能な河道の流下能力の維持・向上対策としては、河床掘削、引堤、砂防堰堤、雨水排水施設等の整備である。氾濫水を減らす対策としては、「粘り強い堤防」を目指しした堤防強化等である。（非特許文献１参照）
【０００４】
治水ダムとして、流水型ダムがある。このダムは通常の貯留型ダムと異なり河床部に放流設備を有し、平常時には水を流下させ、洪水時にのみ一時的に貯留する洪水調節専用のダムである。流水型ダムは「遊水地」の一形態と考えられる。流水型ダムは、設置される場所に伴う自然環境に対する配慮が必要となるものの、中・下流部の優良農地を高い価格で、補償を行って設置するなどの社会環境に対する影響は限定的であるが、好適なダムサイトと規模を選定すれば、経済性，洪水対策としての速効性に優れると考えられる。また、貯留型ダムに見られるようなダム湖における水質悪化などが起こる恐れがなく、魚類等の上・降下や土砂の流下など河川の連続性が保たれ、河川環境への悪影響が軽減されるなど環境にやさしいダムと云われている。（非特許文献２照）
【０００５】
オーストリアの流水型ダムでは，洪水時に河床部放流設備のゲートによる流量調節を行うか行わないかにかかわらず、全てのダムでゲートが設置されている。流量調節を行う場合には、ダムからの放流量を一定に保つようにフロートと回転機構を組み合わせた自然開閉式ゲートを底部洪水吐きに設置している。これにより，底部洪水吐きの断面積を大きくし，平常時の土砂流下や魚類の移動など河川の連続性への影響を小さくするとともに，洪水初期の不必要な洪水カットを防止し、洪水調節容量を有効に活用することができる。（非特許文献２照）
【０００６】
河川を横断する構造物として、ダムのほかに、堰や水門がある。堰と水門は、河川の流水を制御するための構造物で、構造的にはほとんど差がないが、その機能に大きな違いがある。堰は、農業用水や工業用水などの水を取るために、河川の水位を制御するもので、堤防機能をもたない利水施設である。堰は、普段はゲートを閉めて、流水を塞き上げているが、洪水時にはゲートを開放して、洪水をできるだけスムーズに流下させる。これに対して水門は、河川堤防を分断する形で設置して、河川の水位を制御するもので、堤防機能を有する治水施設である。水門には役割に応じて、河川などの計画的な分流のために設けられる分流水門、支川に本川の洪水が逆流してくるのを防ぐために設けられる制水門、湖沼の水位操作や塩害の防止のために設けられる調節水門、高潮による河川の水位上昇や津波を防ぎ氾濫を防ぐために設けられる防潮水門などの種類がある。ただし、実際に設置される水門は複数の目的をもつことが多い。
【０００７】
河川の堤防は主に洪水時の氾濫を防ぐ目的で設けられる。ただし、越流堤は洪水調節の目的で、堤防の一部を低くした堤防である。越流堤の高さを超える洪水では、越流堤から洪水の一部分を調節池などに流し込む構造になっている。
【０００８】
河川を横断する構造物として堰堤がある。堰堤とは、河川の水を一時的にせき止めるための構造物で、小規模のために貯水することはできず、堤防としての機能もない。堰堤の主な役割は、土砂災害を防ぐことで、山間部などでは、谷川の土砂流出を防ぐために砂防堰堤（砂防ダム）が造られる。ダムのように水を貯めて利用しないために堰堤に分類される。
【０００９】
ダムは、自然環境を大規模かつ人為的に改変するため、環境にあたえる影響が大きい。ダム貯水池の堆砂は古くて新しい社会的課題である。ダムは河水を堰き止めるが、同時に流砂も堰き止め、流砂のサイクルを寸断する。そしてダム貯水池は流入土砂により埋没が進行する。ダムの使用目的は大きく分けて、治水と利水の２つがある。ダムの治水とは主に下流河川の洪水・氾濫対策である。ダム貯水池が流入土砂により埋没することは、治水・利水の機能を損なうばかりでなく、ダム貯水池の低層地盤では堆積土のヘドロ化が起こり、上流河川では河床が上昇して河川氾濫の原因となる。また、下流の河川では土砂の量が減少し、粗い礫で河床が覆われる粗粒化（アーマーコート化）が進み、河川の石に付着した藻類の剥離更新が進まないなど、河川の新陳代謝が低下することが懸念されている。また、河口付近では海岸線の後退といった問題も起きている。多目的ダムは一見合理的なダムに思われる。しかし、近年、広域で大規模浸水被害が多発する状況を鑑みると、洪水調節専用ダムである流水型ダムはもっと高く評価されるべきダムと思われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
「流域治水」の基本的な考え方／国土交通省水管理・国土保全局
（【００１１】以降は省略されています）

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