プレスリリース
(研究成果) 取水堰などの洪水被災を防ぐネット工法

取水堰築造後、砂利採取、治水掘削等による下流河床の低下が堰付近まで波及している事例が全国で多数見られます(図1)。このような堰では大洪水時に堰エプロン⁶⁾直下流が大きく洗掘され被害を受けやすいため、現在、護床ブロックの追加、大型化、連結化等の方策が取られていますが、堰エプロン直下流の洗掘に対し遅延効果はあるものの大洪水時の洗掘被災は防げず、中小洪水でも改修が頻繁化することが分かってきました(発表論文3)。このような堰の洗掘被災を確実に防げる工法としては床止め工法(図2)が考えられますが、堰新設に近いコストを要すうえ、床止め直下流の洗掘までは防げず、更なる床止め増設が必要になります。これら被災復旧費用は常時の維持管理費用よりも嵩むので、堰の長期供用コストを大きく増大させます。

そこで、本研究では河床低下に抗して堰の長期供用とライフサイクルコスト⁷⁾縮減を図るべく、大洪水時の堰被災を防げ、復旧費用も抑えられ、かつ床止め工法よりも低廉となる新たな護床工法(ネット工法、図2)を開発しました。

築造後、種々の要因により下流河床が低下した農業用取水堰では、繰り返しの洪水により、護床工の変形や堰直下流の洗掘が起きます。これらに対し、取水堰の長期供用やライフサイクルコスト低減を図れる最適な改修工法を開発すべく、まず河床低下の要因と大きさを現地調査等から特定し(発表論文1)、それに基づき護床変形の進行メカニズムを実験的に解明しました(発表論文2)。その結果、下流河床の低下による護床工の傾斜化を一定以下で抑え、護床縦断形状を安定させることが被害防止には必要と判明しました(図1)。

しかし、護床が傾斜化すると護床上は高流速となり、被害が著しくなる大洪水時は特にそうなるので、従来、河床低下が無い場合の堰直下流の洗掘防止に用いていた吸い出し防止マットが機能するかは不明でした。本研究では、下流河床低下で護床が傾斜した状態でのマットの有効性を最初に明らかにしましたが(発表論文3)、マットでは施工費が嵩み、かつ補修もしにくい問題が残りました。

これらの点を改善するため、通水性が高く洗掘されやすいと見られたネットでも護床縦断形状を安定させられる工法を開発した点(図2～図4)、かつ流下砂レキで断裂しやすいネットの破損を防げる構造とした点(図2)、また、万一、ネット亀裂があっても護床面の局所的な陥没で済むフェイルセーフ⁸⁾な工法である点、更に当工法の設計に必要な図表も導出した点(発表論文4)に本成果の特徴があります(発表論文5、6)。