JPH0782725A

JPH0782725A - 透過型砂防堰堤

Info

Publication number: JPH0782725A
Application number: JP23143693A
Authority: JP
Inventors: Takahisa Mizuyama; 高久水山; Shunichiro Kasai; 俊一郎葛西; Noboru Watanabe; 昇渡辺; Joji Shima; 丈示嶋
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-09-17
Filing date: 1993-09-17
Publication date: 1995-03-28
Anticipated expiration: 2016-07-11
Also published as: JP3186910B2

Abstract

(57)【要約】【目的】土砂調節機能を保持しながら、土石流発生時
に捕捉した礫や土砂の再流出を防ぐ。【構成】河床５に配置する立体状のフレーム１を、縦
棒状部材２と横棒状部材３を河川の横断方向、縦断方向
に格子状に架設して、河川の縦断方向に沿う河川上流側
を下流側より高くし、その最上流側の河床５から横棒状
部材３までの高さを巨礫Ｒの直径の２〜３倍にすると共
に、その高さより上側の横棒状部材３間隔を巨礫Ｒの直
径以下にすれば、後続流によって、巨礫Ｒの直径の２〜
３倍より上で捕捉された巨礫群の絡みが破壊されること
がなくなるので、巨礫群の絡みの破壊に起因する捕捉さ
れた礫や土砂が再流出しなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、山岳地の渓流・沢等に
設置して急激な土砂の流出を規制する透過型砂防堰堤に
関し、特に、土砂調節機能を保持しながら、捕捉した礫
や土砂の再流出を効果的に防止するようにした透過型砂
防堰堤に関する。

【０００２】

【従来の技術】砂防堰堤は、急激な土砂の流出による山
間地の荒廃や滞砂による貯水機能の低下等を防止するた
めに従来から数多く設置されており、さらに梅雨、台風
等の集中豪雨で発生する土石流の被害から民家・施設・
道路等を守るためにもその設置が望まれている。ところ
で、従来からコンクリート製の砂防堰堤が多用されてい
るが、このような砂防堰堤は小さな礫・泥水まで堰き止
め規制効果は完全である反面、逆に急速に土砂が堆積
し、砂防堰堤としての機能を短期間の間に失うという欠
点を持ち、またその築堤に巨額の経費と日数を要する。
そのため、近年、流下土石のうち大きな礫のみを規制
し、小さな礫や泥水は下流に通過させるスクリーン効果
を持たせた透過型砂防堰堤が提案され、実施されてい
る。

【０００３】前記透過型砂防堰堤の典型例は、例えば、
特公昭５８−５１５６８号公報に開示されている。以
下、これを、その側面図の図６と、河川下流側からみた
その正面図の図７とを参照しながら、同明細書及び添付
図面に用いられている名称と符号とを以て説明すると、
鉄骨等の棒状部材７が河川の横断方向、縦断方向に格子
状に架設された立体フレームが基礎部８を介して河床９
に設置されている。

【０００４】河川の横断方向に投影した格子升目の大き
さは、図７に示すように、河川下流側の格子升目１０を
河川上流側の格子升目１１より小さくし、集中豪雨等に
より発生した土石流中の巨礫を棒状部材７により構成さ
れた中空部に捕獲係止させるに際し、河川上流側の大き
な格子升目１１により該土石流の運動エネルギーを低減
させ、河川下流側の小さな格子升目１０により流下させ
ては危険な大きさの巨礫を捕獲係止するように構成され
ている。このように、格子升目の大きさを変化させるこ
とにより、強大な破壊エネルギーを有する土石流を効率
的に制御・抑制すると共に、災害を及ぼさない程度の大
きさの礫や泥水を河川下流側に流下させることにより、
砂防堰堤としての機能を長期間維持し続けるようにして
いる。

【０００５】ところで、縦部材の純間隔ｂは流出土砂量
を調節する上で極めて重要である。例えば、縦軸にＰ／
Ｐ₀（Ｐ；砂防ダムが設置されている場合のピーク流出
土砂量、Ｐ₀；砂防ダムが設置されていない場合のピー
ク流出土砂量）をとり、横軸にｂ／ｄmax （ｂ；縦部材
の純間隔、ｄmax ；巨礫の直径で、これは砂防堰堤設置
予定地点より上流の渓床及びダムサイト下流夫々２００
ｍの間の渓床堆積物を踏査し、約１００個以上の巨礫の
頻度分布を調べた累加曲線の９５％程度の直径）をとっ
て示す、流出土砂量説明図の図８に示すように、ｂ／ｄ
max ＝１．５以下はＰ／Ｐ₀＝０である。

【０００６】つまり、以上のことは、縦部材の純間隔ｂ
を巨礫の直径ｄmax の１．５にすれば、砂防ダムと同等
の砂防機能を付与し得ることを示唆するものである。ま
た、土木技術資料２２−２（１９８０）の「土石流対策
砂防施設に関する実験」には、縦部材の純間隔ｂは１．
５〜２ｄmax 程度が良いことが示されており、既設置の
透過型砂防堰堤の実績では、縦部材の純間隔ｂが１．５
〜２ｄmax のものが圧倒的に多い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記透過型砂防堰堤
は、土石流を効率的に制御・抑制して、災害を及ぼさな
い程度の大きさの礫や泥水を河川下流側に流下させ、砂
防堰堤としての機能を長期間維持し続け得る効果があ
る。しかしながら、捕捉された土石流先頭部の巨礫群が
後続流である礫混じりの泥水の流れによって一気に再流
出する危険性がある。つまり、これは、縦部材の間隙で
絡み合うことによって捕捉された巨礫群の上を、礫混じ
りの泥水である後続流が通過すると共に、透過型砂防堰
堤を高速で通過する。そのため、この後続流が巨礫群の
絡みを壊し、捕捉されている土砂等を再流出させてしま
うものと解される。

【０００８】従って、本発明の目的とするところは、土
砂調節機能を保持しながら、捕捉した礫や土砂の再流出
を効果的に防止し得る透過型砂防堰堤を提供するにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る透過型砂防堰堤の特徴とす
るところは、縦方向と、河川の横断方向とに棒状部材を
架設して構成したフレームを河床に設置してなる透過型
砂防堰堤において、前記フレームの予め設定した高さよ
り上側の棒状部材の間に形成される格子状升目の大きさ
を、予め設定した高さより下側の格子状升目の大きさよ
りも小さくしたところにある。

【００１０】また、本発明の請求項２に係る透過型砂防
堰堤の特徴とするところは、請求項１記載の透過型砂防
堰堤において、前記予め設定した高さが、調査によって
得られる巨礫の直径の２〜３倍であって、かつ該高さよ
り上側の格子状升目を構成する棒状部材と棒状部材との
間隔のうちの最小間隔を前記巨礫の直径以下にしたとこ
ろにある。

【００１１】

【作用】本発明の請求項１に係る透過型砂防堰堤によれ
ば、中小規模の洪水における土砂・礫は流れの高さが比
較的低いので、縦配設された棒状部材の下側の間隔を通
って下流に流れる一方、土石流発生時にはその先頭部の
巨礫群が縦配設された棒状部材で捕捉され、透過型砂防
堰堤の上流側に堆積し、堆積高さが予め設定した高さ以
上になると、後続流中の巨礫は予め設定した高さより上
側の格子状升目を形成する棒状部材で捕捉される。

【００１２】また、本発明の請求項２に係る透過型砂防
堰堤によれば、中小規模の洪水における土砂・礫は流れ
の高さが比較的低いので、縦配設された棒状部材の下側
の間隔を通って下流に流れる一方、土石流発生時にはそ
の先頭部の巨礫群が縦配設された棒状部材で捕捉され、
透過型砂防堰堤の上流側に堆積し、堆積高さが巨礫の直
径の２〜３倍になると、後続流中の巨礫が上側の格子状
升目を形成する棒状部材で捕捉される。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例に係る透過型砂防堰堤
を、中小規模の洪水時の流下状態を示す透過型砂防堰堤
の構成説明図の図１（図１ａは透過型砂防堰堤の側面
図、図１ｂは河川下流側からみた透過型砂防堰堤の正面
図）と、土石流先頭部の捕捉状態を示す透過型砂防堰堤
の構成説明図の図２（図２ａは透過型砂防堰堤の側面
図、図２ｂは河川下流側からみた透過型砂防堰堤の正面
図）と、土石流の後続流の捕捉状態を示す透過型砂防堰
堤の構成説明図の図３（図３ａは透過型砂防堰堤の側面
図、図３ｂは河川下流側からみた透過型砂防堰堤の正面
図）とを参照しながら説明する。

【００１４】図１，２，３に示す符号１は立体状のフレ
ームであって、このフレームは鉄骨等の棒状部材である
縦棒状部材２と横棒状部材３とを河川の横断方向、縦断
方向に架設されると共に、従来例のように、河川上流側
における高さを河川下流側における高さよりも高く形成
されてなり、これは基礎部４を介して河床５に設置され
ている。

【００１５】最上流側の縦棒状部材２と横棒状部材３と
によって形成される格子状升目である格子升目は後述す
るように大小がある。即ち、縦棒状部材２の純間隔ｂは
巨礫Ｒの直径ｄmax の１．５〜２になるように立設さ
れ、最下段の横棒状部材３は河床５から巨礫Ｒの直径ｄ
max の２〜３倍の高さ位置に横架され、縦棒状部材２と
最下段の横棒状部材３とによって大きな格子升目６が形
成されている。また、最下段の横棒状部材３の上側に
は、純間隔が巨礫Ｒの直径ｄmax 以下になるように複数
本の横棒状部材３（図では４本）が横架され、縦棒状部
材２と複数本の横棒状部材３とによって格子升目６より
小さな格子升目７が形成されている。

【００１６】従って、従来例のように、強大な破壊エネ
ルギーを有する土石流を効率的に制御・抑制することが
できる。そして、中小規模の洪水の場合は、図１ａに示
すように、流れの高さが比較的低いので縦配設された縦
棒状部材２の下側の間隔を通って、災害を及ぼさない程
度の大きさの礫や泥水が下流に流れる。一方、土石流発
生時は、図２ａに示すように、土石流先頭部の巨礫群が
縦配設された縦棒状部材２で捕捉され、フレーム１の上
流側に堆積する。その後に礫混じりの泥水からなる後続
流が流下してくるが、捕捉された巨礫群の高さが巨礫Ｒ
の直径ｄmax の２〜３倍になると、図３ａに示すよう
に、後続流中の巨礫Ｒが、純間隔が巨礫Ｒの直径ｄmax
になるように横架された横棒状部材３で捕捉される。な
お、前記巨礫Ｒの直径ｄmax としては、従来例の項で説
明したように、砂防堰堤設置予定地点より上流の渓床及
びダムサイト下流夫々２００ｍの間の渓床堆積物を踏査
し、約１００個以上の巨礫Ｒの頻度分布を調べた累加曲
線の９５％程度とされる。

【００１７】当然、棒状部材の間隙で絡み合うように捕
捉された巨礫群の上を、礫混じりの泥水である後続流が
通過すると共に、透過型砂防堰堤を高速で通過するの
で、この後続流が巨礫群の絡みが破壊されるが、上側の
横棒状部材３の純間隔が巨礫Ｒの直径ｄmax になるよう
に横架されているので、捕捉された巨礫群が崩れたりす
ることがなく、従来のように、後続流の巨礫群の絡みが
破壊されることに起因して、捕捉されている土砂等が再
流出するようなことがなくなる。

【００１８】他の実施例に係る透過型砂防堰堤を、河川
下流側からみたその正面図の図４を参照しながら説明す
ると、これは、純間隔ｂは巨礫の直径ｄmax の１．５〜
２になるように立設された最上流側の縦棒状部材２の河
床５から巨礫の直径ｄmax の２〜３倍の高さ位置に最下
段の横棒状部材３を横架し、縦棒状部材２の頂部に最上
段の横棒状部材３を横架すると共に、隣接した縦棒状部
材２の中間に、補助縦棒状部材２ａの下端側を最下段の
横棒状部材３に、また上端側を最上段の横棒状部材３に
固着したものである。この場合、縦棒状部材２の純間隔
ｂが巨礫の直径ｄmax の１．５〜２になるように立設さ
れているので、縦棒状部材２と補助縦棒状部材２ａとの
純間隔は巨礫の直径ｄmax よりも小さいことになる。従
って、捕捉された巨礫群の高さが巨礫の直径ｄmax の２
〜３倍になると、後続流中の巨礫が、純間隔が巨礫の直
径ｄmax よりも小さい縦棒状部材２と補助縦棒状部材２
ａとによって捕捉されるので、この実施例は上記実施例
と同効である。

【００１９】もう一つの他の実施例に係る透過型砂防堰
堤を、河川下流側からみたその正面図の図５を参照しな
がら説明すると、これは、同図から良く理解されるよう
に、上記実施例に係る最下段の横棒状部材３と最上段の
横棒状部材３との中間に１本の補助横棒状部材３ａを追
加したものであり、従って、この実施例は、上記実施例
と同様に、縦棒状部材２と補助縦棒状部材２ａとの純間
隔が巨礫の直径ｄmaxよりも小さいので、その作用と効
果は上記実施例と同等である。

【００２０】ところで、土石流には岩石が多く含まれて
いるもの、礫が少なく泥流に近いもの、粘性が高く粥状
のもの、粘性が小さく水流に近いもの、あるいは流木を
多く含むもの等、種々の性状があるので、透過型砂防堰
堤を設置するに際しては、現地踏査、過去のデータの分
析等によって縦棒状部材の間隔を決定することが、透過
型砂防堰堤の砂防寿命を長くする上において極めて大切
である。なお、格子升目につては、格子形状に限定せ
ず、さらに骨組構造を立体トラス構造とすることも可能
であり、フレームの骨組を構成する棒状部材は角鋼管、
丸鋼管等の閉断面部材が望ましいが、Ｈ型鋼等の型鋼で
も良い。また、プレキャスト部材の使用も可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１に
係る透過型砂防堰堤では、土石流発生時に際して、縦配
設された棒状部材で捕捉された先頭部の巨礫群の堆積高
さが予め設定した高さより高くなると、後続流中の巨礫
は予め設定した高さより上側の格子状升目を形成する棒
状部材で捕捉されるが、上側の格子状升目の大きさが下
側の格子目の大きさより小さいので、従来例に比較し
て、後続流による巨礫群の絡みの破壊による土砂等の再
流出の恐れが少なくなる。

【００２２】また、本発明の請求項２に係る透過型砂防
堰堤では、土石流発生時に際して、縦配設された棒状部
材で捕捉された先頭部の巨礫群の堆積高さが巨礫の直径
の２〜３倍になると、後続流中の巨礫が上側の格子状升
目を形成する棒状部材で捕捉されるが、上側の格子状升
目を構成する棒状部材と棒状部材との間隔のうちの最小
間隔を前記巨礫の直径以下であるため、後続流による巨
礫群の絡みの破壊による土砂等の再流出の恐れがなくな
る。

【００２３】従って、本発明に係る透過型砂防堰堤によ
れば、上記のとおり、後続流による巨礫群の絡みの破壊
による土砂等の再流出の恐れが少なくなり、また再流出
の恐れがなくなるので、土砂等の再流出の危険防止に対
して多大な効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】中小規模の洪水時の流下状態を示す本発明の実
施例になる透過型砂防堰堤に係り、図１ａはその側面
図、図１ｂは河川下流側からみたその正面図である。

【図２】土石流先頭部の捕捉状態を示す本発明の実施例
になる透過型砂防堰堤に係り、図２ａはその図、図２ｂ
は河川下流側からみたその正面図である。

【図３】土石流の後続流の捕捉状態を示す本発明の実施
例になる透過型砂防堰堤に係り、図３ａはその側面図、
図３ｂは河川下流側からみたその正面図である。

【図４】他の実施例になる透過型砂防堰堤に係り、河川
下流側からみたその正面図である。

【図５】もう一つの他の実施例になる透過型砂防堰堤に
係り、河川下流側からみたその正面図である。

【図６】従来例に係る透過型砂防堰堤の側面図である。

【図７】河川下流側からみた従来例に係る透過型砂防堰
堤の正面図である。

【図８】流出土砂量説明図である。

【符号の説明】

１…フレーム２…縦棒状部材、２ａ…補助縦棒状部材３…横棒状部材、３ａ…補助横棒状部材４…基礎部５…河床６，７…格子升目ｂ…縦棒状部材の純間隔ｄmax …巨礫の直径Ｒ…巨礫

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺昇兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号株式会社神戸製鋼所神戸本社内 (72)発明者嶋丈示兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号株式会社神戸製鋼所神戸本社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】縦方向と、河川の横断方向とに棒状部材
を架設して構成したフレームを河床に設置してなる透過
型砂防堰堤において、前記フレームの予め設定した高さ
より上側の棒状部材の間に形成される格子状升目の大き
さを、予め設定した高さより下側の格子状升目の大きさ
よりも小さくしたことを特徴とする透過型砂防堰堤。
【請求項２】前記予め設定した高さが、調査によって
得られる巨礫の直径の２〜３倍であって、かつ該高さよ
り上側の格子状升目を構成する棒状部材と棒状部材との
間隔のうちの最小間隔を前記巨礫の直径以下にしたこと
を特徴とする請求項１記載の透過型砂防堰堤。