特許 7477863 潜堤及び波向き制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-23

(45)【発行日】2024-05-02

(54)【発明の名称】潜堤及び波向き制御方法

(51)【国際特許分類】

   E02B 3/04 20060101AFI20240424BHJP

【ＦＩ】

E02B3/04

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020082345

(22)【出願日】2020-05-08

(65)【公開番号】P2021177038

(43)【公開日】2021-11-11

【審査請求日】2023-03-24

(73)【特許権者】

【識別番号】504258527

【氏名又は名称】国立大学法人 鹿児島大学

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100162259

【弁理士】

【氏名又は名称】末富 孝典

(74)【代理人】

【識別番号】100168114

【弁理士】

【氏名又は名称】山中 生太

(74)【代理人】

【識別番号】100146916

【弁理士】

【氏名又は名称】廣石 雅紀

(72)【発明者】

【氏名】柿沼 太郎

(72)【発明者】

【氏名】鶴留 悠暉

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開平０２－０１３６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６４－０３１１２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第０５３９３１６９（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開平０４－０８５４０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－９２６４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｂ ３／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

進行方向を制御する対象である対象波浪が入射する位置に設置される潜堤であって、
鉛直方向の一端に位置する頂部と、
前記鉛直方向と、前記対象波浪の前記潜堤への入射方向と、に垂直な左右方向の一端に位置する第１端部と、
前記頂部と前記第１端部とをつないでおり、前記頂部から前記第１端部に向かうに従って下方に傾斜している第１傾斜面と、
前記左右方向の他端に位置する第２端部と、
前記頂部と前記第２端部とをつないでおり、前記頂部から前記第２端部に向かうに従って下方に傾斜している第２傾斜面と、
を備え、
前記鉛直方向と前記左右方向とに平行な断面において、前記第１傾斜面の勾配が、前記第２傾斜面の勾配よりも小さく、かつ前記第１傾斜面の前記左右方向の長さが、前記第２傾斜面の前記左右方向の長さよりも長く、
前記第１傾斜面の前記左右方向の最大長さ／前記第２傾斜面の前記左右方向の最大長さ、で定義される非対称度が、３以上である、
潜堤。

【請求項2】

進行方向を制御する対象である対象波浪が入射する位置に設置される潜堤であって、
鉛直方向の一端に位置する頂部と、
前記鉛直方向と、前記対象波浪の前記潜堤への入射方向と、に垂直な左右方向の一端に位置する第１端部と、
前記頂部と前記第１端部とをつないでおり、前記頂部から前記第１端部に向かうに従って下方に傾斜している第１傾斜面と、
前記左右方向の他端に位置する第２端部と、
前記頂部と前記第２端部とをつないでおり、前記頂部から前記第２端部に向かうに従って下方に傾斜している第２傾斜面と、
を備え、
前記鉛直方向と前記左右方向とに平行な断面において、前記第１傾斜面の勾配が、前記第２傾斜面の勾配よりも小さく、かつ前記第１傾斜面の前記左右方向の長さが、前記第２傾斜面の前記左右方向の長さよりも長く、
前記第１傾斜面の勾配が、０．０２未満である、
潜堤。

【請求項3】

進行方向を制御する対象である対象波浪が入射する位置に設置される潜堤であって、
鉛直方向の一端に位置する頂部と、
前記鉛直方向と、前記対象波浪の前記潜堤への入射方向と、に垂直な左右方向の一端に位置する第１端部と、
前記頂部と前記第１端部とをつないでおり、前記頂部から前記第１端部に向かうに従って下方に傾斜している第１傾斜面と、
前記左右方向の他端に位置する第２端部と、
前記頂部と前記第２端部とをつないでおり、前記頂部から前記第２端部に向かうに従って下方に傾斜している第２傾斜面と、
を備え、
前記鉛直方向と前記左右方向とに平行な断面において、前記第１傾斜面の勾配が、前記第２傾斜面の勾配よりも小さく、かつ前記第１傾斜面の前記左右方向の長さが、前記第２傾斜面の前記左右方向の長さよりも長く、
前記鉛直方向に垂直な仮想水平面に前記第１傾斜面を投影した投影領域の面積の、前記仮想水平面に前記潜堤を投影した投影領域の面積に対する割合が、５０％以上である、
潜堤。

【請求項4】

前記鉛直方向及び前記左右方向に垂直な前後方向に関して、前記対象波浪が入射する方の端部に位置する第３端部と、
前記頂部と前記第３端部とをつないでおり、前記頂部から前記第３端部に向かうに従って下方に傾斜している第３傾斜面と、
をさらに備える、請求項１から３のいずれか１項に記載の潜堤。

【請求項5】

前記前後方向に関して、前記第３端部とは反対側の端部に位置する第４端部と、
前記頂部と前記第４端部とをつないでおり、前記頂部から前記第４端部に向かうに従って下方に傾斜している第４傾斜面と、
をさらに備える、請求項４に記載の潜堤。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載の潜堤を用いる波向き制御方法であって、
前記潜堤に対して前記対象波浪を前記入射方向に入射させることにより、前記潜堤によって、前記対象波浪の前記進行方向を、前記左右方向に関して前記第１端部から前記第２端部に向かう向きに曲げる、
波向き制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、潜堤と、潜堤を用いる波向き制御方法とに関する。

【背景技術】

【0002】

非特許文献１に開示されているように、水面を伝播する波浪の進行方向を、潜堤を用いて制御する波向き制御方法が提案されている。この方法では、側面が鉛直に切り立っており、かつ上面が水平な三角柱状の外形を有する潜堤が用いられる。

【0003】

波浪の進行速度は、水深が浅いほど小さい。従って、上記潜堤の真上の領域では、他の領域よりも波浪の進行速度が小さい。そこで、平面視において、上記潜堤の上面を表す三角形の一辺が、進行方向を制御する対象である対象波浪の波峰線と斜めに交差する向きに上記潜堤を設置することで、上記潜堤によって対象波浪を屈折させることができる。

【0004】

上記潜堤は、例えば、海岸の侵食の抑制に役立てることができる。具体的には、海岸に向かう波浪の進行方向を、上記潜堤によって、汀線に対して垂直な方向に近づける。これにより、汀線に沿う沿岸流の形成が抑えられるので、沿岸流による砂礫の輸送が生じにくくなる。この結果、海岸の侵食が抑制される。また、上記潜堤は、海面下に沈められた状態に設置されるので、景観を損ねることがない。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【文献】武若 聡、入江 功、黒田 寛、「テーパー型潜堤による波向き制御」、海岸工学論文集、土木学会、１９９４年、第４１巻、ｐｐ．７２６－７３０

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、新規な構成によって対象波浪の進行方向を曲げることができる潜堤及び波向き制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の観点に係る潜堤は、
進行方向を制御する対象である対象波浪が入射する位置に設置される潜堤であって、
鉛直方向の一端に位置する頂部と、
前記鉛直方向と、前記対象波浪の前記潜堤への入射方向と、に垂直な左右方向の一端に位置する第１端部と、
前記頂部と前記第１端部とをつないでおり、前記頂部から前記第１端部に向かうに従って下方に傾斜している第１傾斜面と、
前記左右方向の他端に位置する第２端部と、
前記頂部と前記第２端部とをつないでおり、前記頂部から前記第２端部に向かうに従って下方に傾斜している第２傾斜面と、
を備え、
前記鉛直方向と前記左右方向とに平行な断面において、前記第１傾斜面の勾配が、前記第２傾斜面の勾配よりも小さく、かつ前記第１傾斜面の前記左右方向の長さが、前記第２傾斜面の前記左右方向の長さよりも長く、
前記第１傾斜面の前記左右方向の最大長さ／前記第２傾斜面の前記左右方向の最大長さ、で定義される非対称度が、３以上である。

【0009】

本発明の第２の観点に係る潜堤は、
進行方向を制御する対象である対象波浪が入射する位置に設置される潜堤であって、
鉛直方向の一端に位置する頂部と、
前記鉛直方向と、前記対象波浪の前記潜堤への入射方向と、に垂直な左右方向の一端に位置する第１端部と、
前記頂部と前記第１端部とをつないでおり、前記頂部から前記第１端部に向かうに従って下方に傾斜している第１傾斜面と、
前記左右方向の他端に位置する第２端部と、
前記頂部と前記第２端部とをつないでおり、前記頂部から前記第２端部に向かうに従って下方に傾斜している第２傾斜面と、
を備え、
前記鉛直方向と前記左右方向とに平行な断面において、前記第１傾斜面の勾配が、前記第２傾斜面の勾配よりも小さく、かつ前記第１傾斜面の前記左右方向の長さが、前記第２傾斜面の前記左右方向の長さよりも長く、
前記第１傾斜面の勾配が、０．０２未満である。

【0010】

本発明の第３の観点に係る潜堤は、
進行方向を制御する対象である対象波浪が入射する位置に設置される潜堤であって、
鉛直方向の一端に位置する頂部と、
前記鉛直方向と、前記対象波浪の前記潜堤への入射方向と、に垂直な左右方向の一端に位置する第１端部と、
前記頂部と前記第１端部とをつないでおり、前記頂部から前記第１端部に向かうに従って下方に傾斜している第１傾斜面と、
前記左右方向の他端に位置する第２端部と、
前記頂部と前記第２端部とをつないでおり、前記頂部から前記第２端部に向かうに従って下方に傾斜している第２傾斜面と、
を備え、
前記鉛直方向と前記左右方向とに平行な断面において、前記第１傾斜面の勾配が、前記第２傾斜面の勾配よりも小さく、かつ前記第１傾斜面の前記左右方向の長さが、前記第２傾斜面の前記左右方向の長さよりも長く、
前記鉛直方向に垂直な仮想水平面に前記第１傾斜面を投影した投影領域の面積の、前記仮想水平面に前記潜堤を投影した投影領域の面積に対する割合が、５０％以上である。

【0011】

本発明の第４の観点に係る潜堤は、本発明の第１から第３のいずれかの観点に係る潜堤において、
前記鉛直方向及び前記左右方向に垂直な前後方向に関して、前記対象波浪が入射する方の端部に位置する第３端部と、
前記頂部と前記第３端部とをつないでおり、前記頂部から前記第３端部に向かうに従って下方に傾斜している第３傾斜面と、
をさらに備える。

【0012】

本発明の第５の観点に係る潜堤は、本発明の第４の観点に係る潜堤において、
前記前後方向に関して、前記第３端部とは反対側の端部に位置する第４端部と、
前記頂部と前記第４端部とをつないでおり、前記頂部から前記第４端部に向かうに従って下方に傾斜している第４傾斜面と、
をさらに備える。

【0013】

本発明の第６の観点に係る波向き制御方法は、
本発明の第１から第５のいずれかの観点に係る潜堤を用いる波向き制御方法であって、
前記潜堤に対して前記対象波浪を前記入射方向に入射させることにより、前記潜堤によって、前記対象波浪の前記進行方向を、前記左右方向に関して前記第１端部から前記第２端部に向かう向きに曲げる。

【発明の効果】

【0014】

本発明の第１から第５の観点に係る潜堤及び本発明の第６の観点に係る波向き制御方法によれば、第１傾斜面の勾配が第２傾斜面の勾配よりも小さく、第１傾斜面の長さが第２傾斜面の長さよりも長いという潜堤の新規な構成によって、対象波浪の進行方向を、左右方向に関して第１端部から第２端部に向かう向きに曲げることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】（Ａ）：実施形態１に係る潜堤の平面図。（Ｂ）：同潜堤の側面図。

【図2】実施形態１に係る潜堤の設置の態様を例示する平面図。

【図3】実験例１に係る通過波浪の波峰線を示す水位の分布図。

【図4】（Ａ）：実験例２に係る通過波浪の波峰線を示す水位の分布図、（Ｂ）：実験例１に係る通過波浪の波峰線を示す水位の分布図。

【図5】（Ａ）：実験例３に係る通過波浪の波峰線を示す水位の分布図、（Ｂ）：実験例１に係る通過波浪の波峰線を示す水位の分布図。

【図6】（Ａ）：実験例４に係る通過波浪の波峰線を示す水位の分布図、（Ｂ）：実験例１に係る通過波浪の波峰線を示す水位の分布図。

【図7】（Ａ）：実施形態２に係る潜堤の斜視図。（Ｂ）同潜堤の平面図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照し、実施形態１及び２に係る潜堤について説明する。図中、同一又は対応する部分に同一の符号を付す。

【0017】

［実施形態１］
図１に、本実施形態に係る潜堤１００を示す。以下の説明の容易化のために、潜堤１００の高さ方向をＺ軸方向とし、かつその高さ方向に関して上方をＺ軸のプラス方向とする右手系のＸＹＺ直交座標系を定義する。ＸＹＺ直交座標系は、潜堤１００に対して固定されているものとする。

【0018】

図１（Ｂ）に示すように、潜堤１００は、Ｚ軸方向の一端に位置する天端である頂部１１と、頂部１１とＺ軸方向に対面する位置にある底面１２とを有する。

【0019】

図１（Ａ）に示すように、潜堤１００は、平面視で四角形に形成されている。つまり、図１（Ｂ）に示す底面１２は、平面視で四角形に形成されている。底面１２が構成する四角形は、各々Ｘ軸に平行な２つの辺と、各々Ｙ軸に平行な２つの辺とを有する。

【0020】

図１（Ａ）に示すように、頂部１１も、平面視で四角形の面状に形成されている。頂部１１が構成する四角形も、各々Ｘ軸に平行な２つの辺と、各々Ｙ軸に平行な２つの辺とを有する。具体的には、頂部１１は、Ｘ軸方向を長手方向とする長方形に形成されている。頂部１１の面積は、底面１２の面積よりも小さい。

【0021】

また、平面視において、頂部１１は、底面１２の端縁よりも内方に位置する。つまり、頂部１１を垂直投影した投影領域は、底面１２と重なる。

【0022】

そして、潜堤１００は、底面１２から頂部１１に向かって、ＸＹ平面に平行な断面の面積が次第に減少する先細りの形状、具体的には錐台の形状を有する。以下、潜堤１００の形状を具体的に説明する。

【0023】

図１（Ｂ）に示すように、潜堤１００は、Ｙ軸方向の一端に位置する第１端部２１と、Ｙ軸方向の他端に位置する第２端部２２とを有する。第１端部２１及び第２端部２２は、底面１２の端縁を構成している。図１（Ａ）に示すように、第１端部２１と第２端部２２の各々は、Ｘ軸方向に延在している。第１端部２１から第２端部２２に向かう方向を、Ｙ軸のプラス方向と定義する。

【0024】

また、潜堤１００は、頂部１１と第１端部２１とをつないでいる第１傾斜面３１と、頂部１１と第２端部２２とをつないでいる第２傾斜面３２とを有する。図１（Ｂ）に示すように、第１傾斜面３１は、頂部１１から第１端部２１に向かうに従って底面１２に近づくように下方に傾斜している。第２傾斜面３２も同様に、頂部１１から第２端部２２に向かうに従って底面１２に近づくように下方に傾斜している。

【0025】

また、図１（Ａ）に示すように、潜堤１００は、Ｘ軸方向の一端に位置する第３端部４１と、Ｘ軸方向の他端に位置する第４端部４２とを有する。第３端部４１と第４端部４２の各々は、Ｙ軸方向に延在している。第３端部４１及び第４端部４２も、第１端部２１及び第２端部２２と同様に、図１（Ｂ）に示す底面１２の端縁を構成している。第３端部４１から第４端部４２に向かう方向が、Ｘ軸のプラス方向である。

【0026】

また、潜堤１００は、頂部１１と第３端部４１とをつないでいる第３傾斜面５１と、頂部１１と第４端部４２とをつないでいる第４傾斜面５２とを有する。第３傾斜面５１は、頂部１１から第３端部４１に向かうに従って底面１２に近づくように下方に傾斜している。第４傾斜面５２も同様に、頂部１１から第４端部４２に向かうに従って底面１２に近づくように下方に傾斜している。

【0027】

図２は、上述した潜堤１００の、海底への設置の態様を例示する平面図である。本実施形態において潜堤１００は、砂浜ＳＢに向かう波浪Ｗ１を減衰させる本来の目的に加え、波浪Ｗ１の進行方向Ａ１を制御する目的で設置される。なお、図２では、波浪Ｗ１を、その波峰線で示している。

【0028】

波浪Ｗ１の進行方向Ａ１を制御する理由は、波浪Ｗ１の進行方向Ａ１が、砂浜ＳＢの汀線ＳＬに対して傾斜しているためである。つまり、仮に、波浪Ｗ１が進行方向Ａ１を維持したまま砂浜ＳＢに入射すると、汀線ＳＬに沿う沿岸流が形成され、その沿岸流によって砂浜ＳＢが侵食されることとなる。

【0029】

そこで、本実施形態では、砂浜ＳＢが侵食されにくい向きへと波浪Ｗ１の進行方向Ａ１を制御するために、波浪Ｗ１が入射する位置に潜堤１００を設置する。以下では、進行方向を制御する対象である波浪Ｗ１を、対象波浪Ｗ１と呼ぶことにする。

【0030】

潜堤１００は、Ｚ軸方向が鉛直方向と一致し、かつＸ軸プラス方向が、対象波浪Ｗ１の進行方向Ａ１、即ち対象波浪Ｗ１の潜堤１００への入射方向と一致する向きに設置される。なお、この場合、対象波浪Ｗ１の潜堤１００への入射方向にみて、Ｘ軸方向は前後方向に相当し、Ｙ軸方向は左右方向に相当する。

【0031】

これにより、潜堤１００は、対象波浪Ｗ１をＹ軸プラス方向に屈折させる機能（以下、波向き制御機能と記す。）を発揮する。そして、図２に示す状況下においては、対象波浪Ｗ１をＹ軸プラス方向に屈折させることは、対象波浪Ｗ１の進行方向Ａ１を、汀線ＳＬに対して垂直な方向に近づけることに相当する。

【0032】

つまり、潜堤１００を通過した通過波浪Ｗ２の進行方向Ａ２は、対象波浪Ｗ１の進行方向Ａ１よりもＹ軸プラス方向に傾けられており、通過波浪Ｗ２は、汀線ＳＬに対して垂直に近づけられた角度で、砂浜ＳＢに入射する。なお、図２では、通過波浪Ｗ２を、その波峰線で示している。

【0033】

通過波浪Ｗ２の砂浜ＳＢへの入射方向が、汀線ＳＬに対して垂直に近づけられているので、汀線ＳＬに沿う沿岸流の形成が抑えられる。従って、沿岸流によって砂浜ＳＢの砂礫が輸送される現象が生じにくくなる。このため、砂浜ＳＢの侵食を抑制できる。また、潜堤１００は、海面下に沈められた状態に設置されるので、景観を損ねることがない。

【0034】

以下、図１（Ｂ）に戻り、上述した波向き制御機能を発揮するための潜堤１００の構成について具体的に説明する。

【0035】

図１（Ｂ）に示すように、潜堤１００は、第１傾斜面３１及び第２傾斜面３２を有する。第１傾斜面３１及び第２傾斜面３２の各々は下方に向かって傾斜しており、かつ波浪の進行速度は水深が深いほど速い。

【0036】

このため、第１傾斜面３１を海面に垂直投影した投影領域内においては、Ｘ軸プラス方向に入射した対象波浪Ｗ１のうち、Ｙ軸マイナス方向の端部に近い位置を通る成分ほど、速く進行する。それゆえ、第１傾斜面３１は、対象波浪Ｗ１をＹ軸プラス方向に曲げる作用をもつ。

【0037】

また、第２傾斜面３２を海面に垂直投影した投影領域内においては、Ｘ軸プラス方向に入射した対象波浪Ｗ１のうち、Ｙ軸プラス方向の端部に近い位置を通る成分ほど、速く進行する。それゆえ、第２傾斜面３２は、対象波浪Ｗ１をＹ軸マイナス方向に曲げる作用をもつ。

【0038】

但し、本実施形態に係る潜堤１００の、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な断面（以下、ＹＺ断面と記す。）は、頂部１１を通りＺ軸に平行な仮想直線ＶＬに対して、左右非対称な形状を有する。

【0039】

具体的には、第１傾斜面３１のＹ軸方向の長さＬＹ１が、第２傾斜面３２のＹ軸方向の長さＬＹ２よりも長い。

【0040】

また、潜堤１００のＹＺ断面において、第１傾斜面３１の勾配が、第２傾斜面３２の勾配よりも小さい。なお、本明細書において“第１傾斜面３１の勾配”とは、第１傾斜面３１の、仮想水平面であるＸＹ平面に対する勾配、具体的には、第１傾斜面３１とＸＹ平面との挟む角の絶対値をαとしたとき、ｔａｎ（α）を意味するものとする。同様に“第２傾斜面３２の勾配”とは、第２傾斜面３２とＸＹ平面との挟む角の絶対値をβとしたとき、ｔａｎ（β）を意味するものとする。

【0041】

このため、第１傾斜面３１の、対象波浪Ｗ１をＹ軸プラス方向に曲げる作用が、第２傾斜面３２の、対象波浪Ｗ１をＹ軸マイナス方向に曲げる作用に勝る。この結果、潜堤１００によって対象波浪Ｗ１が、全体としてＹ軸プラス方向に曲げられる。

【0042】

つまり、図２を参照して説明したように、対象波浪Ｗ１の進行方向Ａ１を、汀線ＳＬに対して垂直に近づけられた向きへと制御することができる。

【0043】

なお、図２には、潜堤１００のＸ軸方向を、対象波浪Ｗ１の進行方向Ａ１と一致させた状況を示したが、対象波浪Ｗ１の進行方向Ａ１がＸ軸方向から多少変化することはあり得る。但し、第１傾斜面３１がＹ軸方向に幅をもって延在しているため、対象波浪Ｗ１の進行方向Ａ１が多少変化しても、第１傾斜面３１が対象波浪Ｗ１の進行方向Ａ１を汀線ＳＬに対して垂直に近づける機能を維持できることは当業者に理解できるであろう。

【0044】

以下、潜堤１００の形状に関する好ましい条件について述べる。

【0045】

上述のように、波向き制御機能は、主として第１傾斜面３１によって発揮される。そして、第１傾斜面３１のＹ軸方向の長さＬＹ１が長いほど、通過波浪Ｗ２のＹ軸プラス方向成分の強度の、対象波浪Ｗ１の強度に対する割合を高めることができる。また、第１傾斜面３１のＹ軸方向の長さＬＹ１が長いと、対象波浪Ｗ１の進行方向Ａ１がＸ軸方向から多少変化した場合でも波向き制御機能が維持される。

【0046】

そこで、第１傾斜面３１のＹ軸方向の長さＬＹ１を第２傾斜面３２のＹ軸方向の長さＬＹ２で割った値として定義される非対称度ＬＹ１／ＬＹ２は、１．５以上であることが好ましく、３以上であることがより好ましく、１２以上であることがより好ましい。

【0047】

また、第１傾斜面３１の勾配ｔａｎ（α）が小さいほど、第１傾斜面３１のＹ軸方向の長さＬＹ１が長いと言えるので、第１傾斜面３１の勾配ｔａｎ（α）は小さいほど好ましい。具体的には、第１傾斜面３１の勾配ｔａｎ（α）は、０．０２未満であることが好ましく、０．０１以下であることがより好ましい。

【0048】

また、通過波浪Ｗ２のＹ軸マイナス方向成分の強度の、対象波浪Ｗ１の強度に対する割合を小さく抑えるという観点からは、第２傾斜面３２の勾配ｔａｎ（β）は大きい方が好ましい。具体的には、第２傾斜面３２の勾配ｔａｎ（β）は、０．０３以上であることが好ましく、０．１１以上であることがより好ましい。また、第２傾斜面３２は、一般的な法面であってもよい。一般的な法面の勾配は、例えば０．３以上である。

【0049】

また、潜堤１００の体積をできるだけ小さく抑えるために、第１傾斜面３１をＺ軸に垂直な仮想水平面に投影した投影領域の面積の、その仮想水平面に潜堤１００を投影した投影領域の面積に対する割合（以下、占有面積率と記す。）は、大きいほど好ましい。具体的には、占有面積率は、５０％以上であることが好ましく、６０％以上であることがより好ましく、６５％以上であることがより好ましい。

【0050】

［実験例１］
潜堤１００の波向き制御機能を確認するために数値解析を行った。以下、数値解析の条件について説明する。

【0051】

潜堤１００は、静水深がｈの水域に設置されているものとする。図１（Ｂ）において、潜堤１００の高さＬＺは０．８ｈ、第１傾斜面３１のＹ軸方向の長さＬＹ１は８４ｈ、第２傾斜面３２のＹ軸方向の長さＬＹ２は２８ｈとした。つまり、第１傾斜面３１の勾配ｔａｎ（α）は０．８／８４≒０．０１であり、第２傾斜面３２の勾配ｔａｎ（β）は０．８／２８≒０．０３である。また、非対称度ＬＹ１／ＬＹ２は、８４／２８＝３である。

【0052】

また、頂部１１のＹ軸方向の長さＬＹ３は４ｈとした。また、図１（Ａ）において、第３傾斜面５１のＸ軸方向の長さＬＸ１は２８ｈ、第４傾斜面５２のＸ軸方向の長さＬＸ２は２８ｈとした。また、頂部１１のＸ軸方向の長さＬＸ３は６０ｈとした。

【0053】

対象波浪Ｗ１は、波高が０．０８５ｈで波長が２０ｈの正弦波形の孤立波とした。この孤立波を１波、潜堤１００へとＸ軸方向に入射させた場合の、通過波浪Ｗ２が形成する水位分布を数値解析により求めた。

【0054】

図３に、数値解析の結果に得られた水位分布を示す。図３に示す分布図では、輝度が高い領域ほど水位が高いことを表す。また、図３には、通過波浪Ｗ２との位置関係を示すために潜堤１００も付記した。

【0055】

図３に示すように、Ｙ軸プラス方向に屈折された通過波浪Ｗ２の波峰線ＷＣＬ１が明確に確認された。通過波浪Ｗ２の、Ｙ軸マイナス方向に向かう成分の波峰線ＷＣＬ２も微かにみられるが、Ｙ軸プラス方向に向かう成分の波峰線ＷＣＬ１が支配的である。

【0056】

これは、図１（Ｂ）を参照して説明したように、主として、第１傾斜面３１のＹ軸方向の長さＬＹ１を、第２傾斜面３２のＹ軸方向の長さＬＹ２よりも長く構成したことによる。以上のように、潜堤１００の、対象波浪Ｗ１の殆どの成分をＹ軸プラス方向に屈折させる波向き制御機能を確認することができた。

【0057】

［実験例２］
図１（Ａ）に示す第３傾斜面５１及び第４傾斜面５２の、波向き制御機能に与える影響を調べるために、第３傾斜面５１のＸ軸方向の長さＬＸ１を７ｈへと短縮し、かつ第４傾斜面５２のＸ軸方向の長さＬＸ２も７ｈへと短縮した。これにより、第３傾斜面５１及び第４傾斜面５２の勾配を、実験例１の場合よりも大きくした。

【0058】

なお、本明細書において“第３傾斜面５１の勾配”とは、第３傾斜面５１とＸＹ平面とで挟む角をθとしたとき、ｔａｎ（θ）を意味するものとする。また“第４傾斜面５２の勾配”とは、第４傾斜面５２とＸＹ平面とで挟む角をφとしたとき、ｔａｎ（φ）を意味するものとする。

【0059】

つまり、既述の実験例１では、第３傾斜面５１及び第４傾斜面５２の勾配は、０．８／２８≒０．０３であった。本実験例２では、第３傾斜面５１及び第４傾斜面５２の勾配を、０．８／７≒０．１１へと大きくした。他は実験例１と同じ条件で数値解析を行った。

【0060】

図４（Ａ）に、本実験例２に係る数値解析の結果を示す。また、比較のために、図４（Ｂ）に、既述の実験例１の解析結果を再掲する。

【0061】

これらの解析結果によれば、特に領域Ｒ１においては、図４（Ａ）に示す通過波浪Ｗ２よりも、図４（Ｂ）に示す通過波浪Ｗ２の方が、高い峰が長く延在している。従って、第３傾斜面５１及び第４傾斜面５２も、第１傾斜面３１及び第２傾斜面３２と同様に、対象波浪Ｗ１をＹ軸プラス方向に屈折させる波向き制御機能に寄与していると言える。

【0062】

このため、第３傾斜面５１及び第４傾斜面５２は、一般的な法面よりも小さな勾配でＸ軸方向に長く形成することが好ましいと考えられる。また、第３傾斜面５１の勾配が小さいほど、潜堤１００が対象波浪Ｗ１から大きな衝撃を受けにくくなるため、潜堤１００の長寿命化が図られる。また、第４傾斜面５２の勾配が小さいほど、渦流が形成されにくいと考えられる。

【0063】

そこで、第３傾斜面５１及び第４傾斜面５２の勾配は、例えば、０．１１未満であることが好ましく、０．０３以下であることがより好ましい。

【0064】

［実験例３］
図１（Ａ）に示す第２傾斜面３２の波向き制御機能に与える影響を調べるために、第２傾斜面３２のＹ軸方向の長さＬＹ２を７ｈへと短縮した。つまり、第２傾斜面３２の勾配ｔａｎ（β）を０．８／７≒０．１１とした。また、非対称度ＬＹ１／ＬＹ２は、８４／７＝１２である。他は実験例１と同じ条件で数値解析を行った。

【0065】

図５（Ａ）に、本実験例３に係る数値解析の結果を示す。また、比較のために、図５（Ｂ）に、既述の実験例１の解析結果を再掲する。これらの解析結果によれば、特に領域Ｒ２においては、図５（Ａ）に示す通過波浪Ｗ２のＹ軸マイナス方向成分の方が、図５（Ｂ）に示す通過波浪Ｗ２のＹ軸マイナス方向成分よりも、峰が低い。

【0066】

従って、対象波浪Ｗ１の大部分をＹ軸プラス方向に屈折させるという観点からは、第２傾斜面３２は、一般的な法面又はそれに近い急な勾配でＹ軸方向に短く形成することが好ましいと言える。また、第２傾斜面３２のＹ軸方向の長さＬＹ２が短いほど、潜堤１００を構成するための材料が少なくて済むので経済的である。

【0067】

［実験例４］
図１（Ｂ）に示す頂部１１の波向き制御機能に与える影響を調べるために、頂部１１のＹ軸方向の長さＬＹ３を２４ｈに広げた。他は実験例１と同じ条件で数値解析を行った。

【0068】

図６（Ａ）に、本実験例４に係る数値解析の結果を示す。また、比較のために、図６（Ｂ）に、既述の実験例１の解析結果を再掲する。

【0069】

図６（Ａ）に示す通過波浪Ｗ２の波峰線ＷＣＬ１と、図６（Ｂ）に示す通過波浪Ｗ２の波峰線ＷＣＬ１とで、形状及び長さが殆ど同じである。このため、頂部１１のＹ軸方向の長さＬＹ３は短くても差し支えないと言える。頂部１１のＹ軸方向の長さＬＹ３が短いほど、潜堤１００を構成するための材料が少なくて済むので経済的である。

【0070】

但し、図６（Ａ）に示す波峰線ＷＣＬ１における最大波高は０．１２８ｈであり、図６（Ｂ）に示す波峰線ＷＣＬ１における最大波高は０．１０８ｈであった。このことから、頂部１１のＹ軸方向の長さＬＹ３は、僅かながら上記波向き制御機能に寄与していると考えられる。

【0071】

［実施形態２］
図１には、第１傾斜面３１、第２傾斜面３２、第３傾斜面５１、及び第４傾斜面５２の各々が平面に形成された潜堤１００を例示したが、第１傾斜面３１、第２傾斜面３２、第３傾斜面５１、及び第４傾斜面５２は曲面であってもよい。以下、その具体例について述べる。

【0072】

図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本実施形態に係る潜堤２００は、平面視で楕円形をなす先細りの形状、具体的には楕円錐台の形状を有する。

【0073】

潜堤２００が、鉛直方向の一端に位置する頂部１１と、左右方向の一端に位置する第１端部２１と、左右方向の他端に位置する第２端部２２と、前後方向の一端に位置する第３端部４１と、前後方向の他端に位置する第４端部４２と、頂部１１と第１端部２１とをつなぐ第１傾斜面３１と、頂部１１と第２端部２２とをつなぐ第２傾斜面３２と、頂部１１と第３端部４１とをつなぐ第３傾斜面５１と、頂部１１と第４端部４２とをつなぐ第４傾斜面５２と、を備える点は、実施形態１と同じである。

【0074】

一方、第１傾斜面３１、第２傾斜面３２、第３傾斜面５１、及び第４傾斜面５２のいずれもが曲面である点が、実施形態１と相違する。また、これら第１傾斜面３１、第２傾斜面３２、第３傾斜面５１、及び第４傾斜面５２は、滑らかに連続している。

【0075】

但し、第１傾斜面３１及び第２傾斜面３２が下方に傾斜し、かつ第１傾斜面３１の左右方向の長さＬＹ１が、第２傾斜面３２の左右方向の長さＬＹ２よりも長いので、本実施形態に係る潜堤２００によっても、対象波浪Ｗ１の進行方向を、左右方向に関して第１端部２１から第２端部２２に向かう向きに曲げることができる。

【0076】

なお、本実施形態のように、第１傾斜面３１、第２傾斜面３２、第３傾斜面５１、及び第４傾斜面５２が滑らかに連続している場合は、頂部１１の左右方向の一端部を通り、かつ平面視で前後方向に延びる仮想境界線ＢＬ１によって、第１傾斜面３１と、第３傾斜面５１及び第４傾斜面５２との境界を定義するものとする。また、頂部１１の左右方向の他端部を通り、かつ平面視で前後方向に延びる仮想境界線ＢＬ２によって、第２傾斜面３２と、第３傾斜面５１及び第４傾斜面５２との境界を定義するものとする。

【0077】

本実施形態においても、より良好な波向き制御機能を発揮するために、第１傾斜面３１を仮想水平面に投影した投影領域の面積の、その仮想水平面に潜堤２００を投影した投影領域の面積に対する割合である既述の占有面積率は、大きいほど好ましい。

【0078】

また、本実施形態においても、より良好な波向き制御機能を発揮するために、既述の非対称度ＬＹ１／ＬＹ２は大きいほど好ましい。なお、本実施形態のように、第１傾斜面３１の端縁が湾曲している場合、“第１傾斜面３１の左右方向の長さＬＹ１”とは、第１傾斜面３１の左右方向の長さの最大値を指すものとする。“第２傾斜面３２の左右方向の長さＬＹ２”の定義も同様とする。

【0079】

また、本実施形態においても、より良好な波向き制御機能を発揮するために、第１傾斜面３１の勾配は小さいほど好ましく、第２傾斜面３２の勾配は大きいほど好ましい。なお、本実施形態のように、第１傾斜面３１の端縁が湾曲している場合、“第１傾斜面３１の勾配”とは、鉛直方向と左右方向とに平行でかつ第１端部２１を通る断面内における勾配を指すものとする。また、“第２傾斜面３２の勾配”とは、鉛直方向と左右方向とに平行でかつ第２端部２２を通る断面内における勾配を指すものとする。

【0080】

また、“第３傾斜面５１の勾配”とは、鉛直方向と前後方向とに平行で、かつ頂部１１の、前後方向に関して第３傾斜面５１とつながっている方の端部を通る断面内における勾配を指すものとする。また、“第４傾斜面５２の勾配”とは、鉛直方向と前後方向とに平行で、かつ頂部１１の、前後方向に関して第４傾斜面５２とつながっている方の端部を通る断面内における勾配を指すものとする。

【0081】

以上、実施形態１及び２について説明した。以下に述べる変形も可能である。

【0082】

図１（Ａ）には、Ｚ軸方向に平行な視線でみた場合の形状（以下、平面形状と記す。）が四角形の潜堤１００を例示したが、潜堤１００の平面形状は、特に限定されない。潜堤１００の平面形状は、五角形以上の多角形であってもよい。図７（Ｂ）には、平面形状が楕円形の潜堤２００を例示したが、潜堤２００の平面形状は円形であってもよい。

【0083】

図１（Ａ）及び図７（Ｂ）には、頂部１１がＸＹ平面に平行な面状に形成されている構成を例示したが、頂部１１は、必ずしも面状に広がってなくてもよい。即ち、頂部１１は平面視で、線状又は点状に形成されていてもよい。

【0084】

本明細書において“潜堤”とは、一部が水面上に突出した態様で使用される構造物をも含む概念とする。即ち、潜堤１００又は２００において、頂部１１は水面上に突出していてもよい。

【0085】

非特許文献１に係る従来の潜堤は、その上面が水面から突出した際には、波浪を屈折させる能力を失う。これに対し、本実施形態に係る潜堤１００及び２００は、先細りの形状を有するので、たとえ頂部１１が水面上に突出しても、第１傾斜面３１及び第２傾斜面３２の各々の少なくとも一部が水面下に沈んでいれば、波向き制御機能は失われない。このように、本実施形態に係る潜堤１００及び２００は、水面の上下変動に柔軟に対応できる。但し、景観の維持という観点からは、頂部１１は水面下に沈んでいた方が好ましい。

【0086】

本実施形態に係る潜堤１００及び２００を構築する材料は特に限定されない。本実施形態に係る潜堤１００及び２００は、例えば、被覆された盛土や捨石、又はケーソン等により構築することができる。また、潜堤１００又は２００の外形を有する部分が残されるように水底を掘削した後、その部分をコンクリート等で被覆することにより潜堤１００及び２００となす工法を採ってもよい。

【0087】

また、本実施形態に係る潜堤１００及び２００は、消波ブロックの積み上げによっても構築できる。従って、本明細書において“面”の概念には、コンクリート等で均された滑らかな領域のみならず、消波ブロック等を組み込んで形成される、凹凸のある領域も含まれる。

【0088】

また、本実施形態に係る潜堤１００又は２００は、１個のみを単独で設置する態様で使用してもよいし、複数個を並べて設置する態様で使用してもよい。潜堤１００又は２００を汀線ＳＬに沿って複数個並べることにより、砂浜ＳＢの広範囲にわたる領域の侵食を抑制することができる。また、複数個の潜堤１００又は２００を、平面視で互いのＸ軸が非平行となるように角度を付けて組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0089】

１１…頂部、
１２…底面、
２１…第１端部、
２２…第２端部、
３１…第１傾斜面、
３２…第２傾斜面、
４１…第３端部、
４２…第４端部、
５１…第３傾斜面、
５２…第４傾斜面、
１００，２００…潜堤、
Ａ１…対象波浪の進行方向、
Ａ２…通過波浪の進行方向、
ＢＬ１，ＢＬ２…仮想境界線、
Ｒ１，Ｒ２…領域、
ＳＢ…砂浜、
ＳＬ…汀線、
ＶＬ…仮想直線、
Ｗ１…対象波浪、
Ｗ２…通過波浪、
ＷＣＬ１，ＷＣＬ２…波峰線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】