ユ 5.0

'-...

工

6.0

4.0 3.0 2.0 1.0

8.0 7.0 3.0 4.0 5.0 6.0

U 1 0 (m/s)

2.0 1.0 0.0

0.0

HI!3とUIOの関係

5.10はTI/3 とUIOの関係を示したものであ Tl/3は0.5 ---- 1.1 sの範囲のイ直をとっている. 深j毎

波長の範囲は0.4----1.9mである.

図-5.9

ることが図中の直線から分かる. 図一

風速が3m/s以上の領域では，

波としてTl/3から波長を換算すると，

る.

波の発生頻度

図- 5.11司 5.12は冬期および夏期の波高の頻度分布を示したものである.

の実線はその累積線である. 波高2.0，3.0，4.0cm以上になる頻度は冬期でそれそれ49.1，

図中

4

2 . 5 .

- 75

-。

。

。

1.0

0.8

"

め0.6

�

←司

0.4

O. 2

(的)

7.0 8.0 4.0 5.0 6.0

(m/s) 3.0

U10 1.0 2.0

0.0 0.0

TI!3とUIQの関係 図-5.10

700 600

500

訴似震

400

100 300 200

∞owm.hh 的.hh。“h

hhO判的.∞

的.ωOHω

∞OH的.m ω.mO判的 的OH回.寸 m.寸O制寸 寸O制的.門 的.円。“門 的OH的.N 的.NowN NOHm-F m.FO】FF Fow的

. 0

的.00判。

。

波高(cm)

冬期の波高の頻度分布

32.3， 18.6 %， 夏期で44.9，26.3， 12.9 %である. 冬期の方が季節風が強く波浪は大きい と一般に思われがちであるが， 夏期も冬期とほとんど同程度の波浪が発生することが

図-5.11

分かる. 越波構造物を稼動させるのに必要な波高を3 cm以上と仮定すれば， 松原ダ ム湖では年聞を通じて約3割の時間帯で

、越波構造物の稼動が期待で、きるこ

とになる.

-

76-1000 900 r…...

800 700 r..……

一 一一一一一ー-ー ー ・ ・ ・ ー ・ ・ー・.ー・・ ・_...-一ーーチー・ ー ・ _...・・ ーーー・ーー・・・ーー一一一一

一一一一一一一ーー.ー.・. ..ー一一一一 ーー・ー ・...・・ ー ー . . .-.-ー可一一一

訴以一一照

600

一 一 一 一 一 一+一一今一 . ... . 一一一一-一4宇B一. _ . . . ... .....一'一一 一 一一一 一 一一一一一ー一・・・・ーー・・ーー・ー..ーー一一一一一一

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一一一一一千 一一-_..ー ・ー 守 ー・・・・ーー・・4・・・ー・ーー 一一ー一一一一 -ーーーー・・ー・・ーー・ー..・・ー・....

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500

400 �.…一一.../...…………-

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一円OHm-N

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F

一的.FOHF

一Fo--m.0

四回.0OHO

nu

300 200 100

波高(cm)

夏期の波高の頻度分布

図-5.12

獲得越波量

「hd 3

越波構造物の形状

モデル機は2種類製作された. 実機としては横幅が10 m程の構造物を複数個考え ているが， 今回製作されたモデル機は実機よりも一回り小さい横幅4mの構造物であ る. ダム湖に発生する風はダム湖の長軸方向に卓越するという特性を踏まえ， 構造物 の方向が長軸方向に固定されるように網場に係留されるタイプがl号機である(写真 一5.2参照) . したがって1号機の越波機能は上流側と下流側の2つの方向を持って いるので， 上流側では越波堤のみの2次元越波構造物の試験を， 下流側では集波堤を 取り付けて(写真一5.2(b)参照) 3次元越波構造物の試験を同時に行った. 1号機 には， 波が入射し越波堤後部の取水マスに水が溜ると沈降して天端高が低下するとい う現象が見られた. これは浮力の不足によるものである. よって， 1号機改良型では

3 . 5 .

フロートを追加した. 一方， 構造物の方向が常に固定されているl号機に対し， 2号 機は風の力を利用して風の吹く方向に構造物の方向が変化するタイプであり(写真一 5.3参照) ， アンカーにより係留されている. 取水マスが満水になっても構造物の沈

降が極力抑えられるようにフロート面積は大きく設計されている

.

各々の構造物の寸法を図-5.旬、 5.14司 5.15に示す. 構造物は透過型構造物で

77

-(a) 上流側

(b) 下流側

写真一5.2 1号機の試験状況

写真一5.3 2号機の試験状況

- 78

-寸

^上訴

4953

232

t

J可申

t

U�堤

」 ²³²

断固A-A

図-5.13 越波構造物の寸法( 1号機)

∞。

寸

^上涼

4Q53

阻V官

1000

下士

J

_{追加フロート 断面A-A}

図-5.14 越波構造物の寸法( 1号機改良型)

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送Eい

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王世掛録者注 足 手型

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^ぱコ

図

、==ト吾 全量:J

∞ ロコ

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ムlロh O(}トl

i11

あるので， 諸量の寸法の決定には透過型構造物に対して得られた前章の結果を用い た. 用いた結果はa)越波堤の最適法面勾配は 300 ， b) h'IL孟0.2の2点である. 対 象水域はダム湖であるので， 設計波の波長LはL

_<

1.0mとした. この設計波の下で b)が満足されるには法先水深h'注 20 cmであればよい. よって， 越波堤部の波の進 行方 向長さlを 40.0 cm ， 越波堤部の頂点から底面までの高さ(= hc

₊ h')を 23.2

cm とした.

集波堤の設計に際しては， 構造物の横方向の制約条件が入口幅BIなのか， それとも 出口幅 Bo なのかをまず最初に明確にする必要がある. 集波堤の絞り込みを大きくす るために， 出口幅Bo が制限されている場合には第2章で議論したように Bo を固定し てBIを大きくするのに対し， 入口幅BIが制限されている場合には第3章で議論したよ うにあを固定してBoを小さくする. 今回の試験では， 2次元越波構造物と3次元 越波 構造物を同じ入口幅で比較し， 集波堤の効果を確認することが目的であるので， 設計 される構造物は入口幅が限定されるタイプである. よって， 構造物の形状を決定する ためには， 第3章で議論された3次元の反射型構造物に関する実験結果を用いるが，

ダム湖に設置する構造物は透過型であるため設置形態は大きく異なる. しかしなが ら， hγL注0.2の条件 の下ではそれ以上h'を大きくしても越波量は増加しないという 前章の結果から(図-4.20参照)， hγLミ0.2の条件下では透過型構造物も 反射型構 造物とみなせるものとし， 反射型の実験結果を用いて 集波堤の寸法を決定した. 反射 型の実験結果は全て波長と入口幅の比B/L が 5 0/151 =

0.33 の条件 の下で得られたも

のであるので 実験結果を実水域に適用する際にはこの条件 が満足されなければなら ないが， 本設計では構造物の横幅4.0mを考慮にいれて BI =

40.0

cm (B，JL

_>

0.4)とし た. また，

図-4.9から集波効果が最も大きいBolBI

は

0.3 であることからBo = 12.0

cmとした.

獲得された流量は取水マス底部の排水口に設置された電磁式積算体積計(愛知時計 電気社製)によって測定された. 排水口の先には本来ならば導水用のパイプが取り付 けられているが， 今回の試験では2号機のみに長さ15 m のピニルホースが取り付け られた. したがって 2号機の場合のみ所要水位差に， 導水パイプによる摩擦損失お よび表層と底層の密度差による影響を受けることになる.

5. 3. 2 測定結果

表-5.1は試験結果をまとめたものである. モデル機のタイプ， 天端高および波浪 条件 によって当然異なるが， 構造物幅4m当り， 単位時間当りに獲得される越波量は 平均しておおよそ 0.63l/sである. ただし， 6月2 6日---7月3日は豪雨の影響により 他の期間と較べると極めて大きな値をとっているため平均からは除外した. 実機の構

ー82-()(コ UJ

l号機

l号機 改良型

2号機

試験則lIiJ

5月2 1日�5月2ß日

5月2 9日�6月 3日 6月 3日�6月1 7日

6月2 0日�6月2 6日

6月2 6日�7月 3日

7月 4日�7月 9日

8月 7日�8月2 1日 8月2 7日�9月 4日

試験日 数

7( Ý，山阿

ム 申

，，<:) (cm)

7 4

5 6

14 2

6 4

7 2

5 3

1 4 3

8 2

表-5.1 モデル機による越波量の測定結果

iJ!lj定方向l 期間j全iAL量 上

-

下流1l!1J 一日当りの 一秒当りの 横幅10mの構造物 Jm間平均風速

(m3)

の合計 平均流量(m3/day) 平均流量(I/s) の場合に換算(I/s)

(m/s)

上流iJllJ

128 154 21.7 0.25 0.63

^ーー..

下流側

26

上流側

107 115 22.6 0.26 0.65

^ーーー・

下流側

8

上流1H1J

485

639 46.1 0.53 LB 2.46

下流1J!1J

154

上流側

99

124 20.5 0.24 0.59 1.11

下流側

25

上流側

3171 3837 520.3 6.02 15.05 1.31

下流側

666

上流側

834

973 199.6 2.31 5.78 1.11

下流側

139

ラ二二 ^{551 244 -ーー-ー--ー-} -ーーーーー-ーー'ー' _30.3 ^39.6 _0.35 ^0.46 _0.88 ^{1.15 1.00} 0.91

3.0

。 。

2.5 。

00コ

2.0 。

。

。

。

。

ドキュメント内 越波を利用した波浪エネルギー獲得技術の開発と水 質改善への応用 (ページ 31-40)