JP2012233381A

JP2012233381A - 津波用防波堤。

Info

Publication number: JP2012233381A
Application number: JP2011111853A
Authority: JP
Inventors: Motohiro Okada; 元浩岡田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-11-29

Abstract

【課題】防潮堤の下部を津波の来襲方向に突出させる事に依り、垂直の壁状の津波との衝突に際しても衝突時間巾を広げて衝突荷重の低減を図り、更に津波の持つ水平方向の運動エネルギーを、上方への位置エネルギーに替え、隣接するビルに大きな水平方向の衝突荷重を与えないようにする津波用防波堤を提供する。
【解決手段】１は海岸の高さ、２が防波堤の表面で、３は津波の襲来方向で、防波堤の面で、４の如く上向きに方向を変えさせられる。５の高さで、ほぼ３の方向の衝突速度を消失させる。６はそれに続く高層ビルの外壁である。若し津波が過渡的にそれより上方に吹き上げられたとしても、６の左側には、６に対抗する壁が存在しないので、定常的には水位は保てず崩落する。従って壁面６には、大きな動圧は掛らない。更に４の水流を発生させる反力としてダウンフォースが発生するので、津波の衝突荷重３により、ビルに加わる転倒モーメントを抑える事が出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は海津波から人命、財産を守る装置に関する。

世界規模では、大津波を伴う大地震は、しばしば発生して居るが、特定の地域の住人に取っては、その発生サイクル、（信頼性工学上ｍｅａｎｔｉｍｅｂｅｔｗｅｅｎｆａｉｌｕｒｅと呼ばれ、以後上ＭＴＢＦと云う）は、平均寿命より長いことが知られている。従って津波に備えて常時緊張感を持って生活することは、困難であり、無理に実行することは、生活上の損失が大きい。例えば、津波に備えて、海辺の方が有利な職場を、山中に移して、不要の運搬経費を払う場合には、それにＭＴＢＦを掛ければ、膨大な損失となる。又、住居のみを山中に移して、不要の通勤時間や交通費を払う事も同じで、しかも人生の約３０％は職場で過ごすので、危険は７０％しか減らない。

一方、山中では、豪雨や地震に依る裏山の崩壊や山津波の危険があり、海津波対策より、一層高価なものとなる。

従って生産や生活の場は海辺に求めざるを得ないので、津波に対抗できる防波堤やビルの必要性は大きい。

特許申請中文献

整理番号「ＭＯ２３０４２５」、提出日「平成２３年０４月２５日」、識別番号「３９３０００２９４」、発明の名称「津波用シェルター」（図１、図４）

技術的課題としては、津波は単に水位が上がるだけではなく、自動車並の速度を持って襲来する。更に、大地震に伴う大津波の波頭は、垂直な壁と成って襲来する傾向があり、防波堤との出会いではウオーターハンマーとも云うべき衝突荷重が発生する。更にその衝突の瞬間は、海岸線に沿って位相差が有る為、防波堤を上から見てくの字に曲げようとする、曲げモーメントも発生し、防波堤を破壊する例が多い。

更に津波の波高よりも高い防波堤を建設しても、防波堤に阻止された水流は上方に向かい、速度エネルギーは位置エネルギーに変わるが、高さの頂点に至っても、進行方向速度成分も残っている為、吹き上げられた水は放物線と成って、静的には越えられない筈の防波堤を乗り越えて裏側に落下し、再び速度エネルギーに変換される場合がある。その場合は防波堤は存在しないのと余り変わらない結果を招くことが考えられる。

其処迄の勢力が無くても、吹き上げられて防波堤を越えた水は戻れず、防波堤の裏側に蓄積されて、裏側に防波堤の高さの池を作ることになり、奥地まで水没することが考えられる。

一方、社会的ニーズとしては、上記の様に、安全に海辺で生産や流通の業務を行ったり、更に職住接近で海岸に住む必要性は大きい。又海辺に観光客を招くにしても、何時でも山に逃げる訓練を要しないで、リラックスした宿泊、フォーゲッティーの提供は重要です。

かかる課題を解決するために、防潮堤の下部を津波の来襲方向に突出させる事に依り、垂直の壁状の津波との衝突に際しても衝突時間巾を広げて衝突荷重の低減を図る。

更に津波の持つ水平方向の運動エネルギーを、上方への位置エネルギーに替え、隣接するビルに大きな水平方向の衝突荷重を与えないようにする。

上方に吹き上げられた水が重力により、落下するのを傾斜面で再度反射させ、来襲方向に送り返す事に依り、寄せ波の勢力を消耗させる。

上記津波の来襲時の転向と、上記反射時にも、傾斜堤防に加わるダウンフォースに依り、ビルを転倒させようとするモーメントを打ち消させる

後に高いビルが存在しない場合には、一部の速度の低下した水が堤防を乗り越えるのを認め、後方に静水圧を主とする第二の堤防を設けて、乗り越えた水を溜める池とし、その先への津波の進行を阻止する場合もある。

第一の堤防の下部にスリット穴を設け、第二の堤防との間に溜まった水の位置エネルギーを利用して、ノズルから高速で海に送り返す場合もある。

海辺は埠頭を設ける必要がある地域もあるため、その後に上記２段の堤防を設ける場合もある。

本堤防は、海岸線全域に連続している事が望ましいが、ビルの横巾の間のみに設置し、当該ビルのみを保護する場合もある。

以上の如く、衝突力学を考慮して構成された防波堤に依り、生産や居住に必須な海辺の地域に安全なビルを設ける事が可能となり、生産、居住、観光上のメリットは大きい。

更に行政庁舎や、避難困難な病人を擁する病院、原発など、経済性に優先して絶対守るべき建屋があり、本発明の効果は大きい。

本発明の実施形態に係る防波堤の構成を示す図である。本発明の他の実施例の構成を示す図である。ビルの外壁６に設けられた窓の詳細図である。

本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図１は本発明の１実施例である。図で１は海岸の高さ、２が防波堤の表面で、３は津波の襲来方向で、防波堤の面で、４の如く上向きに方向を変えさせられる。５の高さで、ほぼ３の方向の衝突速度を消失させる。６はそれに続く高層ビルの外壁である。若し津波が過渡的にそれより上方に吹き上げられたとしても、６の左側には、６に対抗する壁が存在しないので、定常的には水位は保てず崩落する。従って壁面６には、大きな動圧は掛らない。更に４の水流を発生させる反力としてダウンフォースが発生するので、津波の衝突荷重３により、ビルに加わる時計方向の転倒モーメントを抑える事が出来る。本実施例では、２の表面形状は、水平に来襲する津波の進行方向を上方に向けるため、４５度の傾斜にしているが、実験の結果、二次曲線などを使う場合もある。

この防波堤の上の６の壁を持つビルを、万里の長城のように、海岸線全域に建設する事は、経済的な困難も予想されるため、海岸線に点在する対津波ビルの前面のみとする場合もある。その場合４の水流がビルの横に洩れて、害を及ぼす恐れがあるため、少なくともビルの横巾の両端には、リブ７を設ける。

そしてこのビルの中に、先行技術文献に示したように、上方を気密にした津波シェルターを設ける。上記のように、津波のＭＴＢＦは人の寿命より長いので、不注意や気の緩みが危険につながるようでは、信頼性が確保できない為、気密の空間は特別のメンテや操作を要しないものである必要がある。そのため、此処に入るには下の階からの階段や、シェルターが行き止まりのエレベーター、エスカレーターを使う。勿論静的には津波が到達しない階に設ける事が望ましい。付近の住民が車ごと避難するには、先行技術文献の図２に示す２階が望ましい。

図２は他の実施例で、図において１ａは海岸の高さ、２ａは防波堤、７ａと９はリブで、後板８に依り、水槽１１を形成している。防波堤２ａの上端１０を越えた津波は１１に蓄えられ、その水圧でノズル１２から海に噴出する。１３は高速道路で、１０を乗り越えた水流や、余震に依る１１内の波により、１１内の水が後板８を越えて飛び出すのを防止する効果もある。６ａのように８の後板を高層ビルの外壁とする場合もある。ノズル１２の代わりに海岸への出入口とする場合もある。津波が弱い場合や、津波の初期には其処から逆流する場合もあるが、防災上問題はない。

図３は、ビルの外壁６に設けられた窓の詳細図で、１４は室内側に設けられたガラスの引き戸、１５は１０センチ間隔程度に竪に嵌め込まれたフラットバー又は鉄格子で、１６はシャッターで、通常は格納箱１７内に巻上げられている。図示されない受信機で津波警報を受信すると、到着予想時刻に合わせて自動的にシャッターを閉める。故障の場合は手でも閉められる。若しシャッターに重量物が衝突すると、シャッターは凹む事が有っても、フラットバーが受け止めるので、破られる事はない。１８は、下から上がって来た津波の水や瓦礫が、シャッターに当たらない様にする突出部。１９は落ちて来た時の為の突起部である。

１、１ａ・・・海岸の高さ、２、２ａ・・・防波堤の表面、３・・・津波の襲来方向、６、６ａ・・・高層ビルの外壁、７、７ａ、９・・・リブ、８・・・後板、１１・・・水槽、１２・・・ノズル、１３・・・高速道路、１８、１９・・・窓の突出部。

Claims

津波の水平方向の運動エネルギーを、上方への位置エネルギーに替える、津波用防波堤。
請求項１の陸側に、第二の壁を設けた津波用防波堤。