水路用ブロック
【課題】本発明は、水路本来の機能を損なわず、植物の植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活とが共存を可能にし、安価で製造容易な水路用ブロックを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、凹状断面を備え、通水方向に所定長さを有する水路用ブロック１であって、凹状断面の内底面には、流れによって運ばれる土砂３を溜めるための１個または２個以上の所定深さの砂溜部２が形成されると共に、砂溜部２の通水方向の後縁側が内底面１ａに対して所定の角度以下の勾配を有する傾斜面として形成され、土砂３に根付いた植物に対する流れの抵抗が大きくなると植物４を流失させることを特徴とする。
【解決手段】本発明は、凹状断面を備え、通水方向に所定長さを有する水路用ブロック１であって、凹状断面の内底面には、流れによって運ばれる土砂３を溜めるための１個または２個以上の所定深さの砂溜部２が形成されると共に、砂溜部２の通水方向の後縁側が内底面１ａに対して所定の角度以下の勾配を有する傾斜面として形成され、土砂３に根付いた植物に対する流れの抵抗が大きくなると植物４を流失させることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、灌漑用水路を形成するための側溝用ブロック等として使用される水路用ブロック関し、とくに、ホタル等の水棲生物や昆虫、植物等が棲息可能な水路用ブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ホタルやその他の水棲生物が棲息可能な環境がきわめて少なくなってきている。二、三十年前、農村のあちこちで普通に観られたホタルの舞う情緒ある風景は、現在過去のものになりつつある。そして、こうした環境が一度破壊されると、これをもとに戻すのはきわめて困難である。
【０００３】
こうしたホタル等が棲息できる環境が少なくなったことと、これらの棲息地に水路用ブロックからつくられた水路が普及したことが無関係であるとは言い切れない。棲息地の豊かな自然環境に代わって排水路や灌漑用水路が構築されて地域開発されており、結果からみればある意味、人工の水路がホタル等の棲息環境を奪ったとも言えるのである。
【０００４】
ここで、側溝用ブロック等の水路用ブロックは、所定長さで断面が凹状のブロックで、内面は滑らかに形成されており、現場でこの水路用ブロックを複数個並べて連設することにより、排水路や灌漑用水路等の水路を形成するものである。水田などでは畦道に沿って溝を掘り、この溝内に水路用ブロックを埋設して灌漑用水路がつくられる。
【０００５】
さて、このような水路用ブロックは、その本来の目的が水の排水や灌漑といった水の供給であるため、流路内に植物が群生したときは流れの障害となる。このため従来水路用ブロックは植物が根付かないような構造、材料のものが望まれ、通常であれば水路用ブロックに植物が群生することは稀である。
【０００６】
しかし、これと裏腹の関係になるが、植物が根付かない環境は、水棲昆虫や蛙等の両生類、ドジョウ等の魚などの水棲生物、また近辺の陸上の昆虫などが棲息可能な環境とはなり得ない。生態系は植物を含めて依存しあう共生が基本に形成されているからである。そして、人工の水路はこうした共生関係を断ち切るだけでなく、昆虫などにとっては生存を脅かす巨大な迷路でもある。これらが水路内に落ちると、その急峻な人工の側壁のため溝から這い上がることはできずに死んでしまう。このように水路の周りに棲息する全ての生物にとって、従来の水路用ブロックを使った水路は生物の棲息に不適当な環境を提供するものであった。
【０００７】
中でも、ホタルはその棲息のために際立った清水を必要とし、この清水とその近くの陸上との両方に跨って棲息する昆虫である。いわば環境破壊のバロメータともいえる。従って、ホタルが棲息可能となったときには、水が浄化され、水路周りに棲息する全ての生物が棲息可能な環境を取り戻したと言うことができ、このときこれら生物と農業に代表される人間の生活が共存できるようになったと言える。
【０００８】
そこで、従来、水生昆虫類、微生物及び藻類並びに魚類、その他の生物の生育に好適な環境を得ること及び流速を緩和することが可能な側溝用ブロック構造物及びそれによって形成された水路並びに側溝用ブロック構造物の製造方法を提供する目的から、透水性を有するコンクリート材の水路の内側表面に植物繊維層を一体に取着した側溝用ブロック構造物が提案されている（特許文献１参照）。
【０００９】
コンクリート材としては、透水性を有するコンクリート材を使用する。骨材としては、人工軽量骨材や産業廃棄物を用いる。コンクリート材の結合材としては、無機系結合材、有機系結合材を採用し、各々単独又は混合して用いる。植物繊維層としては、植物繊維を乾燥させた多くの植物繊維を採用することができるが、椰子繊維が適当とされている。
【００１０】
また、水生生物の好ましい棲息場を形成すると共に、周囲の景観にも調和したものを比較的低廉且つ簡易に提供するため、断面Ｕ形の農業用などの排水路または用排水路用コンクリートブロックにおいて、水路内幅より狭い幅である複数の貫通穴を底版にランダムや千鳥状など部分的に配設した農業用などの水路用Ｕ形コンクリートブロックが提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、同様のものが特許文献３に開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１９４６９３号公報
【特許文献２】特開２００１−１７２９４１号公報
【特許文献３】特開２００４−１９７３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１記載の側溝用ブロック構造物は、内側表面を植物繊維層によって覆うことになり、コンクリートの肌面が露出することがなく、この箇所より植物が育成されるようにして、景観面で優れたものにする。
【００１３】
また、コンクリート材及び植物繊維層が共にポーラス構造のため、例えば、側溝用ブロック構造物により水路を形成する場合、増水期には周囲の土壌より水路内へ水分が浸透させることができ、渇水期には周囲の土壌へ水路より水分を供給させることができる。水分が地下へも補給されるので、周辺地域の地盤沈下を防止するとともに、地下水位の低下を防止することになり、渇水期においても、周囲の植物、微生物及び昆虫等の生命維持に貢献することができるものである。
【００１４】
しかし、特許文献１記載のように、コンクリート材及び植物繊維層を共にポーラス構造にすることは、水路本来の機能（下流に水を供給するという機能）を損なってしまうことを意味し、下流側では水涸れを起してしまう。豊かに水が供給される上流では植物が育ち易く、上流側で植物が群生するようになり、水路に張り出し、流れの障害になる。これにより流れはここで停滞して、さらに水分が地下に浸透し、下流側への水の供給量の低下に一層拍車がかかるものであった。
【００１５】
同様に、特許文献２、３記載の側溝用ブロックも底に貫通穴が形成されており、貫通穴で生長した植物の根は、水路下部の地中深くにしっかりと根を張る。このため増水などがあっても流失することなく、通常の水位に戻れば徐々に起き上がって元の姿となり、流水を堰止める。これにより、水路本来の機能を損ない、下流側では水が涸れ、供給量が低下する。
【００１６】
従って、特許文献２、３記載の側溝用ブロックを使うときは、同じ水量を流すのに相対的に大きな水路断面が必要となり、これは農地の減少につながるものであった。そして、もしそれを避けようと思えば、何度も草刈り作業や泥上げ作業を行う必要があった。このように、従来は水路に自然と根付く植物の植生量をコントロールできず、植物は時間が経つと徐々に水路に張り出し、結局流れの障害となるものであった。
【００１７】
できれば、植物が適当な大きさまで成長すると、それ以上の大きさの群生は流れを妨げることになるため、この規模になったとき自然と成長を止めさせ、あるいは大きな植物が自然に除去されるのが望ましい。そして、これにより水路近辺に棲息する全ての生物が棲息し易い環境となる。
【００１８】
適量な植物が水路に根付き、この植物の周りに棲息する微生物等の作用で水を浄化し、水棲生物、ホタルが十分に棲息できる環境を実現できるはずである。このとき水路周りの生態系を壊さず、付近の全ての生物と人間生活とが共存できたことになる。
【００１９】
そこで、本発明は、水路本来の機能を損なわず、植物の植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活との共存を可能にし、安価で製造容易な水路用ブロックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の水路用ブロックは、上記課題を解決したもので、凹状断面を備え、通水方向に所定長さを有する水路用ブロックであって、凹状断面の内底面には、流れによって運ばれる土砂を溜めるための１個または２個以上の所定深さの砂溜部が形成されると共に、砂溜部の通水方向の後縁側が内底面に対して所定の角度以下の勾配を有する傾斜面として形成され、土砂に根付いた植物に対する流れの抵抗が大きくなると植物を流失させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の水路用ブロックによれば、水路本来の機能を損なわず、植物の大きさや植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活との共存を可能にし、安価で製造容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の第１の発明は、凹状断面を備え、通水方向に所定長さを有する水路用ブロックであって、凹状断面の内底面には、流れによって運ばれる土砂を溜めるための１個または２個以上の所定深さの砂溜部が形成されると共に、砂溜部の通水方向の後縁側が内底面に対して所定の角度以下の勾配を有する傾斜面として形成され、土砂に根付いた植物に対する流れの抵抗が大きくなると植物を流失させることを特徴とする水路用ブロックである。
【００２３】
この構成によって、水路本来の機能を損なわず、植物の大きさや植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活との共存を可能にし、安価で製造容易になる。
【００２４】
本発明の第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、砂溜部の通水方向と直交する方向の断面形状が、長辺を流れに向けた台形形状である水路用ブロックである。
【００２５】
この構成によって、簡単な形状の構造で砂溜部をつくるのが容易である。
【００２６】
本発明の第３の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、勾配が、植物を流失させることができる第１の勾配と、後縁側で内底面と接続される第１の勾配より大きな第２の勾配を含むことを特徴とする水路用ブロックである。
【００２７】
この構成によって、第２の勾配を備えた後端面が形成され、植物の大きさや植生量が限度を越えるまでは安定した土砂の保持が行え、この限度を越えれば植物を流失させることが可能になる。
【００２８】
本発明の第４の発明は、第１乃至第３の何れかの発明に従属する発明であって、砂溜部が前記植物を流失させるために所定の深さ以下に形成されていることを特徴とする水路用ブロックである。
【００２９】
この構成によって、植物の大きさや植生量が限度を越えると、土砂と植物とを流失させることができる。
【００３０】
本発明の第５の発明は、第１乃至第４の何れかの発明に従属する発明であって、凹状断面の側壁面に１本または２本以上の細溝が形成されたことを特徴とする水路用ブロックである。
【００３１】
この構成によって、水路用ブロックの側壁面に細溝を形成し、昆虫等が水路に落ちて這い上がろうとしているときこの溝の内側に入り込むと、昆虫等が抜け出す足場とすることができる。
【００３２】
本発明の第６の発明は、第１乃至第５の何れかの発明に従属する発明であって、砂溜部が底面において通水方向と直交する方向で中央を基準に２個以上順に整列して形成され、所定ピッチで配置されたことを特徴とする水路用ブロックである。
【００３３】
この構成によって、流れに蛇行が生じることがほとんどない。
【００３４】
本発明の第７の発明は、第１乃至第６の何れかの発明に従属する発明であって、砂溜部が底面において通水方向と直交する方向で中央を基準にして２個以上が千鳥配列に形成されたことを特徴とする水路用ブロックである。
【００３５】
この構成によって、流れが蛇行し、ゆったりとした流れとなって水棲生物の棲息に適した環境を提供できる。
【００３６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における水路用ブロックと、それによって形成された水路について説明する。図１は本発明の実施の形態１における水路用ブロックの斜視図、図２は本発明の実施の形態１における水路用ブロックの断面図、図３（ａ）は本発明の実施の形態１における水路用ブロックの流れ方向側面図、図３（ｂ）は（ａ）の水路用ブロックの流れ方向正面図、図４（ａ）は本発明の実施の形態１における水路用ブロックの砂溜部の拡大図、図４（ｂ）は（ａ）の砂溜部のｘ−ｘ断面図、図４（ｃ）は（ａ）の砂溜部のｙ−ｙ断面図、図５（ａ）は本発明の実施の形態１における砂溜部の構成の説明図、図５（ｂ）は（ａ）の砂溜部の作用の説明図である。
【００３７】
図１、図２、図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）の水路用ブロック１は、凹状断面で、水を流すための所定の水路幅を有すると共に所定長さの略樋状の形状を有した側溝ブロックである。両側壁１ｂ間の内底面１ａの幅が水路用ブロック１の水路幅となる。そのブロック本体はコンクリート材から形成され、その内部には図示はしないが、必要に応じて例えば水路幅方向（本発明の通水方向と直交する方向）と流れの方向とで縦横に鉄筋が配筋されている。
【００３８】
この水路用ブロック１を構成するコンクリート材としては、耐水強度のあるセメントを使用するのが好適である。そして、これを製造するためには、詳細に図示はしないが、内底面１ａの肉厚部分を形成する平坦な底型枠上に、凹状ブロックの内面となる側壁１ｂ、内底面１ａを規定する溝型枠を肉厚に相当する距離だけ離して載置し、両脇に両側壁１ｂの肉厚を与える側型枠を配置し、側型枠と溝型枠の上部に天面型枠を載せることで枠組みし、この中にコンクリート材を充填することにより行う。
【００３９】
さて、実施の形態１の水路用ブロック１には、図１に示すように、内底面１ａ上に長方形の開口をもち有底の窪み若しくは有底の溝の形態を有する砂溜部２が形成されている。この長方形の開口は、両側壁１ｂの近くにこれに沿うように短辺が配置され、長辺は流れに直交する向きに配置される。水路用ブロック１は複数連結して長い水路を形成する。
【００４０】
この水路で通水を続けていると、水によって運ばれた土砂が砂溜部２に溜まるようになる。実施の形態１の水路用ブロック１は、この土砂に、同じくこの流れによって運ばれてきた、あるいは風に乗って運ばれてきた植物を植生させるものである。
【００４１】
ところで、従来のようにこの砂溜部２を貫通穴付きのものやポーラス構造に形成すると、この貫通穴やポーラス構造から水が漏れることにより、下流側では水が涸れ、水の供給量が低下するようになる。そして、植物４が貫通穴を通して地中に根付くと、大きく群生するようになり、流れの中に張り出し、これによって流れの抵抗が増大し、水の供給量をさらに低下させてしまう。これでは水路周りの自然を護るという目的で水路用ブロック１に貫通穴やポーラス構造にしても、水路の本来の機能を損ないかねない。
【００４２】
できれば、植物４が適当な大きさまで育つのは許容、促進して、それ以上の大きさの植物４は成長しないようにするか、許容限度を越えて群生しないようにするのが好ましい。適度の植生量で植物４が根付くのなら、水路本来の機能（水の供給）を維持しながら、水路周りに棲息する全ての生物が棲息し易い環境を提供することが可能になる。
【００４３】
このため実施の形態１の水路用ブロック１は、内底面１ａ上に窪み若しくは溝の砂溜部２を形成し、その窪み形状を特定の形状とすることで、流れの力を借りて植物４のサイズや植生量をコントロールするものである。
【００４４】
以下、実施の形態１における水路用ブロック１の構造について説明する。図１、図２、図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）のように、水路用ブロック１は両側壁１ｂと内底面１ａで構成される内壁面を有し、それぞれで所定の肉厚をもつ凹状断面に形成されている。また、水路用ブロック１は、水の流れの方向（本発明の通水方向）に１単位となる所定長さ、例えば２０００ｍｍ〜３０００ｍｍに形成され、その両端には水路用ブロック１を連結して水路を形成するときに嵌合させる雄雌の嵌合部がそれぞれ設けられている。連結する際に確実、容易に嵌め合えばよく、嵌合部の形態は問わない。
【００４５】
水路用ブロック１の内底面１ａには、水の流れの方向に所定ピッチ、例えば２００ｍｍ〜３００ｍｍ、一例として２８３ｍｍで、複数の砂溜部２が設けられている。実施の形態１の砂溜部２は、流れの方向と直交する方向の断面形状が長辺を上方（水が流れる面側）に向けた台形形状または五角形等の多角形であり、流れの方向に前縁側と後縁側が上方に拡開した形状の有底の溝となっている。
【００４６】
砂溜部２は流れの方向に複数並んで設けられ、その内底面１ａに形成された正面からみて長方形の開口は流れ方向が４０ｍｍ〜６０ｍｍ、直交方向が１００ｍｍ〜３９０ｍｍ程度に形成され、深さは１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。なお、砂溜部２は流れの方向に複数個設けるのが適当であるが、水路用ブロック１の単位長さの短長もあり、１個であっても、２個以上であってもよい。実施の形態１では、砂溜部２は、同一サイズで流れの方向と直交する方向に平行に、内底面１ａの中央位置（中央線）を基準にして複数個一列に整列して設けられている。それゆえ流れには大きな変化は起こらず、蛇行が生じることはまずない。
【００４７】
ところで、砂溜部２の縦横の大きさがあまりに小さかったり、深さが不足したりすると、溜まる土砂の量が少なくなり、植物４が根付かない。逆に、砂溜部２の大きさが大きすぎたり、深すぎたりすると、水によって運ばれてきた土砂が溜まる量は多くなるが、植物４が強く根付いてしまい、必要量以上に植物４が群生するようになる。時を経るとともに除去できないほど群生するようになる。
【００４８】
従って、砂溜部２には、水路用ブロック１の構造に応じて、適度の深さと好適な形状を備えた好適なサイズ、構造があり、これを満たすとき植物４の植生量が適度なものになることが分かる。そして好適な砂溜部２の構造としては、以下説明するように、後縁側の開口が上方に拡開して、内底面１ａに対して所定の角度以下の緩やかな勾配を有する傾斜面２ｂを備えた有底の窪み若しくは溝とするのがよい。しかも、このような形状にするのは、水路用ブロック１製造時に、溝型枠から砂溜部に相当する突出部を突出させるだけで簡単に形成することができる。
【００４９】
ところで、砂溜部２の傾斜面２ｂが緩やかな勾配といっても、どのような水路用ブロック１でも一定でなければならないというわけでなく、これに応じて、また砂溜部２の開口のサイズや深さによって変化させてもよい。背が高い植物など、勾配は植物４の種類にも影響されることもあるし、植生量をどれだけにするかによっても変化する。例えば砂溜部２が、深さ１５ｍｍ、流れ方向が５０ｍｍ×直交方向３９０ｍｍのサイズだとすると、２５°〜３０°以下の角度であって、１０°より大きい角度が望ましい。この範囲の角度であれば、溜まった土砂３の堆積量、張った根で固まった一体化の程度、保持力が適当になる。なお、１０°以下、例えば５°だとあまりに砂溜部２の開口の大きさが流れ方向に広くなって、植物４と無関係に内底面１ａを占め、上部の土砂３が流失し易くなる。このような場合には、後述するように第２の勾配を付けて土砂３の流失を防ぎ、砂溜部２の開口のサイズを広げすぎないようにするのが好ましい。
【００５０】
もし、砂溜部２の開口のサイズを広げと深さを深くすると、運ばれてきた土砂３の堆積量が増加し、植物４が群生するようになる。これらのことから、砂溜部２の開口のサイズや深さ、傾斜、構造をコントロールすることで、砂溜部２の土砂３に植物４が根付かせると同時に、砂溜部２に植生する植物４の植生量をコントロールできることが分かる。これにより泥上げ作業を行う必要が減り、農家等の負担を軽くすることができる。
【００５１】
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は砂溜部２の拡大図である。図４（ａ）の砂溜部２のｘ−ｘ断面が図４（ｂ）であり、ｙ−ｙ断面が図４（ｃ）である。図４（ｂ）（ｃ）からも分かるように、流れ方向と、流れと直交する方向の何れにおいても、内底面１ａに設けられた砂溜部２の開口は水路内の空間に向けて拡開した溝（側面が傾斜した溝）となっている。砂溜部２の深さはＨであり、内底面１ａに形成された窪みは長方形の開口をもつ。
【００５２】
図４（ｃ）に示すように両側壁１ｂ側の拡開は９０°に近い角度の勾配になっているが、砂溜部２の後縁側はθ１（本発明の第１の勾配）が２５°〜３０°以下で１０°より大きい角度で傾斜するように傾斜面２ｂが形成されている。なお、前縁側にも勾配が付けられ、このθ１に対応する勾配の角度は９０°に近い鋭角に形成されている。
【００５３】
後縁側はθ１の角度のまま直接内底面１ａに接続されてもよいが、θ１が小さいと砂溜部２の開口のサイズが広くなりすぎるので、図４（ｃ）においては後縁側で内底面１ａに接続される部分（高さｈの部分）が傾斜面２ｄとして形成され、θ２（本発明の第２の勾配）が２５°〜３０°より大きい角度、ここでは垂直に近い鋭角の勾配で傾斜している。この場合、砂溜部２の流れの方向と直交する方向の断面形状は最も長い長辺を上方（水の流れる側）に位置した多角形となる。なお、θ１、θ２は水路用ブロック１の内底面１ａに対する勾配であるが、これは図４（ｃ）で示すように交角として示すことができ、通常これは砂溜部２の底面に対する勾配と同等である。
【００５４】
このようにθ１の角度の傾斜に加えてθ２の傾斜を付けることによって、砂溜部２にθ２の角度で傾斜した後端面が形成され、砂溜部２の開口のサイズが広くなりすぎるのを抑えると共に、植物４の大きさや植生量が限度を越えるまでは安定して土砂を保持することができ、この限度を越えれば植物４を流失させることが可能になる。
【００５５】
このように砂溜部２に適度の深さと好適な形状を備えた好適な形状を与えたとき、砂溜部２に植物が根付かせ、同時に、植物４を流失させて植物４の大きさあるいは植生量をコントロールすることが可能になるメカニズムを説明する。図５（ａ）は砂溜部の構成の説明図、図５（ｂ）は（ａ）の砂溜部の作用の説明図である。
【００５６】
図５（ａ）の破線は第２の勾配であるθ２の角度の傾斜を設けた場合の傾斜面を示しており、第１の勾配であるθ１の角度の傾斜を設けた傾斜面に接続して設けられることを示している。
【００５７】
さて、図５（ｂ）に示すように、砂溜部２に溜まった土砂３に水草等の植物４が根付いているとすると、水流５が植物４の根元に流れの力Ｒを及ぼしていると考えることができる。実際には１本々の茎に流体抵抗が作用し、その総和としての力Ｒ、作用点が決まる。水流５の力Ｒは水流５の流れの方向（内底面１ａに沿った方向）に沿って作用すると考えられる。
【００５８】
次に、水流５で運ばれてきた植物４は土砂３の中で根を張るが、砂溜部２の深さが浅くＨであることから十分根を張るには限度がある。従って、植物４の生育には限度があり、大きくは育ちにくい。そして、水流５の流体抵抗による力Ｒの作用で、反力Ｆが土砂３に作用し、θ１の傾斜面付近の土砂３には傾斜面に垂直な力Ｎと保持力Ｐが作用する。反力Ｆは力Ｒと反力Ｆによって回転モーメントＭを生じる。θ１の傾斜が小さいと保持力Ｐはその限界を容易に超えることができる。流れに勢いがないときは、回転モーメントＭは小さく、保持力Ｐは限界を超えないが、流れが強くなると力Ｎの方向がθ１方向と垂直であるため、保持力Ｐが容易にその限界を越え、土砂３と植物４を砂溜部２から持ち上げ、脱離させることができる。
【００５９】
この回転モーメントＭは流体抵抗に比例して大きくなり、土砂３に対して根ごと砂溜部２から持ち上げるように作用する。流体抵抗は主として土砂３に根付いた植物４の個々の茎部分に対する抵抗の総和と見做せるから、植物４が過度に群生すると流体抵抗は大きくなり、植物４と土砂３をこれによって持ち上げて除去できる。そして、水路の流れの水量には変動があるが、抵抗が小さい水量の少ないときでも砂溜部２の深さＨが浅いために根が伸びるのは抑えられ、水量が多いときは力Ｒが大きくなって脱離作用が働く。従って、水量の多寡によらず水路用ブロック１において植物４が大きく成長するということはない。水流５は常時滞ることなく流れ、下流側で水の供給量が低下することもない。
【００６０】
なお、第２の勾配であるθ２の角度の傾斜を設けた場合、この傾斜面２ｄで力Ｒのかなりの部分を負担することができ、θ１の傾斜面ｂだけの場合より土砂３の保持力Ｐが増し、安定して土砂３を保持できる。しかも、θ２の傾斜を設けたからといって、回転モーメントＭの大きさはおおむね維持でき、θ１の傾斜面２ｂだけの場合と同様に、θ１、θ２の傾斜面で植物４の植生量をコントロールすることができる。
【００６１】
このように実施の形態１における水路用ブロックは、下流側で水枯れを起すことがなく、植物の大きさや植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間生活との共存が可能になる。また、製造にあたっては砂溜部に相当する凸部を溝型枠に設けるだけで簡単に砂溜部を形成することができ、安価に製造することができる。
【００６２】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における水路用ブロックについて説明する。図６は本発明の実施の形態２における水路用ブロックの流れ方向正面図である。実施の形態２の水路用ブロックは、実施の形態１の水路用ブロックと基本的に同様の構成を有しており、砂溜部の配列の仕方が異なるだけである。従って、実施の形態１の説明で使った図１、図２、図３（ａ）、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）、図５（ａ）（ｂ）は実施の形態２の説明においても参照し、実施の形態１の説明で使用した符号と同一の符号を付与するものとする。その詳細な説明は実施の形態１の説明に譲って省略する。
【００６３】
本発明の実施の形態２における水路用ブロック１は砂溜部２を千鳥配列にしたものである。図６に示すように、砂溜部２は流れの方向に千鳥配列に配列されている。内底面１ａにおいて流れの方向と直交する方向にみたとき、砂溜部２が内底面１ａの中央位置を基準にして複数個千鳥配列に配列されている。すなわち、流れの方向に向かって左右に交互に配列される。
【００６４】
実施の形態１のように、同一サイズの砂溜部２を内底面１ａの中央位置を基準にして複数個一列に整列して形成するのではなく、同一サイズの砂溜部２を二列に千鳥配列するから、砂溜部２に土砂３が沈降して植物４が生えると、水流５はこの砂溜部２の植物４の周りをゆったりと蛇行して流れるようになる。
【００６５】
砂溜部２が千鳥配列になっているので、上流側だけで片寄って土砂３の沈降が進み、下流側では土砂３の沈降が遅れるといったことが起きにくい。また、流れが蛇行しているため流速が小さくなり、植物４の周囲に棲息する水棲生物にとって穏やかな好ましい環境になる。
【００６６】
このように実施の形態２における水路用ブロックは、各砂溜部において土砂の沈降量の空間的、時間的なバラツキを小さくすることができ、流れが蛇行しているため流速を下げ、植物の周囲に棲息する水棲生物にとって好ましい環境を提供できる。水路本来の機能を損なわず、植物の大きさや植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活とが共存を可能にし、安価で製造容易になる。
【００６７】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における水路用ブロックについて説明する。図７は本発明の実施の形態３における水路用ブロックの流れ方向側面図である。実施の形態３の水路用ブロックは、実施の形態１の水路用ブロックと基本的に同様の構成を有しており、砂溜部の配列の仕方が異なるだけである。従って、実施の形態１の説明で使った図１、図２、図３（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）、図５（ａ）（ｂ）は実施の形態３の説明においても参照し、実施の形態１の説明で使用した符号と同一の符号を付与するものとする。その詳細な説明は実施の形態１の説明に譲って省略する。
【００６８】
本発明の実施の形態３における水路用ブロック１は側壁面１ｂに細溝６を形成し、昆虫等が抜け出す足場としたものである。ホタルは棲息地の清らかな水環境とその近くの陸上との両方に跨って棲息する。水中から陸上への橋渡しを行う細溝６は、ホタルの棲息に重要な要素となる。
【００６９】
図７に示すように、水路用ブロック１の側壁面１ｂには、細溝６が内底面１ａ近くから側壁面１ｂ上端まで設けられている。ホタルは水中から陸上へ細溝を伝わって移動できるし、昆虫等が水路に落ちて這い上がろうとしている場合には、昆虫等が細溝６の内側に入り込めば脱出することが可能になる。細溝６の幅は５ｍｍ〜１５ｍｍ、例えば７ｍｍ程度が好適であるが、虫の足場となる幅であれば、どのような幅、形態であっても構わない。また、側壁面１ｂ上で内底面１ａに対して９０°方向に形成するだけでなく、傾斜させてもよい。
【００７０】
細溝６を形成するに当たっては、砂溜部２をつくるのと同様に、製造時に溝型枠から突出した細溝６に相当する突条を設けるだけで簡単につくることができる。
【００７１】
このように実施の形態３における水路用ブロックは、水路用ブロックの側壁面に細溝を形成し、昆虫等が水路に落ちて這い上がろうとしているときこの溝の内側に入り込むと、昆虫等の足場とすることができる。水路近くに棲息する昆虫等にとって好ましい環境を提供できる。水路本来の機能を損なわず、植物の大きさや植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活との共存を可能にし、安価で製造容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、側溝用ブロック等の水路用ブロックに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１における水路用ブロックの斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における水路用ブロックの断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における水路用ブロックの流れ方向側面図、（ｂ）（ａ）の水路用ブロックの流れ方向正面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１における水路用ブロックの砂溜部の拡大図、（ｂ）（ａ）の砂溜部のｘ−ｘ断面図、（ｃ）（ａ）の砂溜部のｙ−ｙ断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１における砂溜部の構成の説明図、（ｂ）（ａ）の砂溜部の作用の説明図
【図６】本発明の実施の形態２における水路用ブロックの流れ方向正面図
【図７】本発明の実施の形態３における水路用ブロックの流れ方向側面図
【符号の説明】
【００７４】
１ 水路用ブロック
１ｂ 側壁
１ａ 内底面
２ 砂溜部
３ 土砂
４ 植物
５ 水流
６ 細溝
θ１ 第１の勾配
θ２ 第２の勾配
ｈ 深さ
Ｈ 深さ
Ｒ 力
Ｎ 力
Ｐ 保持力
Ｆ 反力
Ｍ 回転モーメント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、灌漑用水路を形成するための側溝用ブロック等として使用される水路用ブロック関し、とくに、ホタル等の水棲生物や昆虫、植物等が棲息可能な水路用ブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ホタルやその他の水棲生物が棲息可能な環境がきわめて少なくなってきている。二、三十年前、農村のあちこちで普通に観られたホタルの舞う情緒ある風景は、現在過去のものになりつつある。そして、こうした環境が一度破壊されると、これをもとに戻すのはきわめて困難である。
【０００３】
こうしたホタル等が棲息できる環境が少なくなったことと、これらの棲息地に水路用ブロックからつくられた水路が普及したことが無関係であるとは言い切れない。棲息地の豊かな自然環境に代わって排水路や灌漑用水路が構築されて地域開発されており、結果からみればある意味、人工の水路がホタル等の棲息環境を奪ったとも言えるのである。
【０００４】
ここで、側溝用ブロック等の水路用ブロックは、所定長さで断面が凹状のブロックで、内面は滑らかに形成されており、現場でこの水路用ブロックを複数個並べて連設することにより、排水路や灌漑用水路等の水路を形成するものである。水田などでは畦道に沿って溝を掘り、この溝内に水路用ブロックを埋設して灌漑用水路がつくられる。
【０００５】
さて、このような水路用ブロックは、その本来の目的が水の排水や灌漑といった水の供給であるため、流路内に植物が群生したときは流れの障害となる。このため従来水路用ブロックは植物が根付かないような構造、材料のものが望まれ、通常であれば水路用ブロックに植物が群生することは稀である。
【０００６】
しかし、これと裏腹の関係になるが、植物が根付かない環境は、水棲昆虫や蛙等の両生類、ドジョウ等の魚などの水棲生物、また近辺の陸上の昆虫などが棲息可能な環境とはなり得ない。生態系は植物を含めて依存しあう共生が基本に形成されているからである。そして、人工の水路はこうした共生関係を断ち切るだけでなく、昆虫などにとっては生存を脅かす巨大な迷路でもある。これらが水路内に落ちると、その急峻な人工の側壁のため溝から這い上がることはできずに死んでしまう。このように水路の周りに棲息する全ての生物にとって、従来の水路用ブロックを使った水路は生物の棲息に不適当な環境を提供するものであった。
【０００７】
中でも、ホタルはその棲息のために際立った清水を必要とし、この清水とその近くの陸上との両方に跨って棲息する昆虫である。いわば環境破壊のバロメータともいえる。従って、ホタルが棲息可能となったときには、水が浄化され、水路周りに棲息する全ての生物が棲息可能な環境を取り戻したと言うことができ、このときこれら生物と農業に代表される人間の生活が共存できるようになったと言える。
【０００８】
そこで、従来、水生昆虫類、微生物及び藻類並びに魚類、その他の生物の生育に好適な環境を得ること及び流速を緩和することが可能な側溝用ブロック構造物及びそれによって形成された水路並びに側溝用ブロック構造物の製造方法を提供する目的から、透水性を有するコンクリート材の水路の内側表面に植物繊維層を一体に取着した側溝用ブロック構造物が提案されている（特許文献１参照）。
【０００９】
コンクリート材としては、透水性を有するコンクリート材を使用する。骨材としては、人工軽量骨材や産業廃棄物を用いる。コンクリート材の結合材としては、無機系結合材、有機系結合材を採用し、各々単独又は混合して用いる。植物繊維層としては、植物繊維を乾燥させた多くの植物繊維を採用することができるが、椰子繊維が適当とされている。
【００１０】
また、水生生物の好ましい棲息場を形成すると共に、周囲の景観にも調和したものを比較的低廉且つ簡易に提供するため、断面Ｕ形の農業用などの排水路または用排水路用コンクリートブロックにおいて、水路内幅より狭い幅である複数の貫通穴を底版にランダムや千鳥状など部分的に配設した農業用などの水路用Ｕ形コンクリートブロックが提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、同様のものが特許文献３に開示されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−１９４６９３号公報
【特許文献２】特開２００１−１７２９４１号公報
【特許文献３】特開２００４−１９７３６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１記載の側溝用ブロック構造物は、内側表面を植物繊維層によって覆うことになり、コンクリートの肌面が露出することがなく、この箇所より植物が育成されるようにして、景観面で優れたものにする。
【００１３】
また、コンクリート材及び植物繊維層が共にポーラス構造のため、例えば、側溝用ブロック構造物により水路を形成する場合、増水期には周囲の土壌より水路内へ水分が浸透させることができ、渇水期には周囲の土壌へ水路より水分を供給させることができる。水分が地下へも補給されるので、周辺地域の地盤沈下を防止するとともに、地下水位の低下を防止することになり、渇水期においても、周囲の植物、微生物及び昆虫等の生命維持に貢献することができるものである。
【００１４】
しかし、特許文献１記載のように、コンクリート材及び植物繊維層を共にポーラス構造にすることは、水路本来の機能（下流に水を供給するという機能）を損なってしまうことを意味し、下流側では水涸れを起してしまう。豊かに水が供給される上流では植物が育ち易く、上流側で植物が群生するようになり、水路に張り出し、流れの障害になる。これにより流れはここで停滞して、さらに水分が地下に浸透し、下流側への水の供給量の低下に一層拍車がかかるものであった。
【００１５】
同様に、特許文献２、３記載の側溝用ブロックも底に貫通穴が形成されており、貫通穴で生長した植物の根は、水路下部の地中深くにしっかりと根を張る。このため増水などがあっても流失することなく、通常の水位に戻れば徐々に起き上がって元の姿となり、流水を堰止める。これにより、水路本来の機能を損ない、下流側では水が涸れ、供給量が低下する。
【００１６】
従って、特許文献２、３記載の側溝用ブロックを使うときは、同じ水量を流すのに相対的に大きな水路断面が必要となり、これは農地の減少につながるものであった。そして、もしそれを避けようと思えば、何度も草刈り作業や泥上げ作業を行う必要があった。このように、従来は水路に自然と根付く植物の植生量をコントロールできず、植物は時間が経つと徐々に水路に張り出し、結局流れの障害となるものであった。
【００１７】
できれば、植物が適当な大きさまで成長すると、それ以上の大きさの群生は流れを妨げることになるため、この規模になったとき自然と成長を止めさせ、あるいは大きな植物が自然に除去されるのが望ましい。そして、これにより水路近辺に棲息する全ての生物が棲息し易い環境となる。
【００１８】
適量な植物が水路に根付き、この植物の周りに棲息する微生物等の作用で水を浄化し、水棲生物、ホタルが十分に棲息できる環境を実現できるはずである。このとき水路周りの生態系を壊さず、付近の全ての生物と人間生活とが共存できたことになる。
【００１９】
そこで、本発明は、水路本来の機能を損なわず、植物の植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活との共存を可能にし、安価で製造容易な水路用ブロックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の水路用ブロックは、上記課題を解決したもので、凹状断面を備え、通水方向に所定長さを有する水路用ブロックであって、凹状断面の内底面には、流れによって運ばれる土砂を溜めるための１個または２個以上の所定深さの砂溜部が形成されると共に、砂溜部の通水方向の後縁側が内底面に対して所定の角度以下の勾配を有する傾斜面として形成され、土砂に根付いた植物に対する流れの抵抗が大きくなると植物を流失させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の水路用ブロックによれば、水路本来の機能を損なわず、植物の大きさや植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活との共存を可能にし、安価で製造容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の第１の発明は、凹状断面を備え、通水方向に所定長さを有する水路用ブロックであって、凹状断面の内底面には、流れによって運ばれる土砂を溜めるための１個または２個以上の所定深さの砂溜部が形成されると共に、砂溜部の通水方向の後縁側が内底面に対して所定の角度以下の勾配を有する傾斜面として形成され、土砂に根付いた植物に対する流れの抵抗が大きくなると植物を流失させることを特徴とする水路用ブロックである。
【００２３】
この構成によって、水路本来の機能を損なわず、植物の大きさや植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活との共存を可能にし、安価で製造容易になる。
【００２４】
本発明の第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、砂溜部の通水方向と直交する方向の断面形状が、長辺を流れに向けた台形形状である水路用ブロックである。
【００２５】
この構成によって、簡単な形状の構造で砂溜部をつくるのが容易である。
【００２６】
本発明の第３の発明は、第１または第２の発明に従属する発明であって、勾配が、植物を流失させることができる第１の勾配と、後縁側で内底面と接続される第１の勾配より大きな第２の勾配を含むことを特徴とする水路用ブロックである。
【００２７】
この構成によって、第２の勾配を備えた後端面が形成され、植物の大きさや植生量が限度を越えるまでは安定した土砂の保持が行え、この限度を越えれば植物を流失させることが可能になる。
【００２８】
本発明の第４の発明は、第１乃至第３の何れかの発明に従属する発明であって、砂溜部が前記植物を流失させるために所定の深さ以下に形成されていることを特徴とする水路用ブロックである。
【００２９】
この構成によって、植物の大きさや植生量が限度を越えると、土砂と植物とを流失させることができる。
【００３０】
本発明の第５の発明は、第１乃至第４の何れかの発明に従属する発明であって、凹状断面の側壁面に１本または２本以上の細溝が形成されたことを特徴とする水路用ブロックである。
【００３１】
この構成によって、水路用ブロックの側壁面に細溝を形成し、昆虫等が水路に落ちて這い上がろうとしているときこの溝の内側に入り込むと、昆虫等が抜け出す足場とすることができる。
【００３２】
本発明の第６の発明は、第１乃至第５の何れかの発明に従属する発明であって、砂溜部が底面において通水方向と直交する方向で中央を基準に２個以上順に整列して形成され、所定ピッチで配置されたことを特徴とする水路用ブロックである。
【００３３】
この構成によって、流れに蛇行が生じることがほとんどない。
【００３４】
本発明の第７の発明は、第１乃至第６の何れかの発明に従属する発明であって、砂溜部が底面において通水方向と直交する方向で中央を基準にして２個以上が千鳥配列に形成されたことを特徴とする水路用ブロックである。
【００３５】
この構成によって、流れが蛇行し、ゆったりとした流れとなって水棲生物の棲息に適した環境を提供できる。
【００３６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における水路用ブロックと、それによって形成された水路について説明する。図１は本発明の実施の形態１における水路用ブロックの斜視図、図２は本発明の実施の形態１における水路用ブロックの断面図、図３（ａ）は本発明の実施の形態１における水路用ブロックの流れ方向側面図、図３（ｂ）は（ａ）の水路用ブロックの流れ方向正面図、図４（ａ）は本発明の実施の形態１における水路用ブロックの砂溜部の拡大図、図４（ｂ）は（ａ）の砂溜部のｘ−ｘ断面図、図４（ｃ）は（ａ）の砂溜部のｙ−ｙ断面図、図５（ａ）は本発明の実施の形態１における砂溜部の構成の説明図、図５（ｂ）は（ａ）の砂溜部の作用の説明図である。
【００３７】
図１、図２、図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）の水路用ブロック１は、凹状断面で、水を流すための所定の水路幅を有すると共に所定長さの略樋状の形状を有した側溝ブロックである。両側壁１ｂ間の内底面１ａの幅が水路用ブロック１の水路幅となる。そのブロック本体はコンクリート材から形成され、その内部には図示はしないが、必要に応じて例えば水路幅方向（本発明の通水方向と直交する方向）と流れの方向とで縦横に鉄筋が配筋されている。
【００３８】
この水路用ブロック１を構成するコンクリート材としては、耐水強度のあるセメントを使用するのが好適である。そして、これを製造するためには、詳細に図示はしないが、内底面１ａの肉厚部分を形成する平坦な底型枠上に、凹状ブロックの内面となる側壁１ｂ、内底面１ａを規定する溝型枠を肉厚に相当する距離だけ離して載置し、両脇に両側壁１ｂの肉厚を与える側型枠を配置し、側型枠と溝型枠の上部に天面型枠を載せることで枠組みし、この中にコンクリート材を充填することにより行う。
【００３９】
さて、実施の形態１の水路用ブロック１には、図１に示すように、内底面１ａ上に長方形の開口をもち有底の窪み若しくは有底の溝の形態を有する砂溜部２が形成されている。この長方形の開口は、両側壁１ｂの近くにこれに沿うように短辺が配置され、長辺は流れに直交する向きに配置される。水路用ブロック１は複数連結して長い水路を形成する。
【００４０】
この水路で通水を続けていると、水によって運ばれた土砂が砂溜部２に溜まるようになる。実施の形態１の水路用ブロック１は、この土砂に、同じくこの流れによって運ばれてきた、あるいは風に乗って運ばれてきた植物を植生させるものである。
【００４１】
ところで、従来のようにこの砂溜部２を貫通穴付きのものやポーラス構造に形成すると、この貫通穴やポーラス構造から水が漏れることにより、下流側では水が涸れ、水の供給量が低下するようになる。そして、植物４が貫通穴を通して地中に根付くと、大きく群生するようになり、流れの中に張り出し、これによって流れの抵抗が増大し、水の供給量をさらに低下させてしまう。これでは水路周りの自然を護るという目的で水路用ブロック１に貫通穴やポーラス構造にしても、水路の本来の機能を損ないかねない。
【００４２】
できれば、植物４が適当な大きさまで育つのは許容、促進して、それ以上の大きさの植物４は成長しないようにするか、許容限度を越えて群生しないようにするのが好ましい。適度の植生量で植物４が根付くのなら、水路本来の機能（水の供給）を維持しながら、水路周りに棲息する全ての生物が棲息し易い環境を提供することが可能になる。
【００４３】
このため実施の形態１の水路用ブロック１は、内底面１ａ上に窪み若しくは溝の砂溜部２を形成し、その窪み形状を特定の形状とすることで、流れの力を借りて植物４のサイズや植生量をコントロールするものである。
【００４４】
以下、実施の形態１における水路用ブロック１の構造について説明する。図１、図２、図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）のように、水路用ブロック１は両側壁１ｂと内底面１ａで構成される内壁面を有し、それぞれで所定の肉厚をもつ凹状断面に形成されている。また、水路用ブロック１は、水の流れの方向（本発明の通水方向）に１単位となる所定長さ、例えば２０００ｍｍ〜３０００ｍｍに形成され、その両端には水路用ブロック１を連結して水路を形成するときに嵌合させる雄雌の嵌合部がそれぞれ設けられている。連結する際に確実、容易に嵌め合えばよく、嵌合部の形態は問わない。
【００４５】
水路用ブロック１の内底面１ａには、水の流れの方向に所定ピッチ、例えば２００ｍｍ〜３００ｍｍ、一例として２８３ｍｍで、複数の砂溜部２が設けられている。実施の形態１の砂溜部２は、流れの方向と直交する方向の断面形状が長辺を上方（水が流れる面側）に向けた台形形状または五角形等の多角形であり、流れの方向に前縁側と後縁側が上方に拡開した形状の有底の溝となっている。
【００４６】
砂溜部２は流れの方向に複数並んで設けられ、その内底面１ａに形成された正面からみて長方形の開口は流れ方向が４０ｍｍ〜６０ｍｍ、直交方向が１００ｍｍ〜３９０ｍｍ程度に形成され、深さは１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。なお、砂溜部２は流れの方向に複数個設けるのが適当であるが、水路用ブロック１の単位長さの短長もあり、１個であっても、２個以上であってもよい。実施の形態１では、砂溜部２は、同一サイズで流れの方向と直交する方向に平行に、内底面１ａの中央位置（中央線）を基準にして複数個一列に整列して設けられている。それゆえ流れには大きな変化は起こらず、蛇行が生じることはまずない。
【００４７】
ところで、砂溜部２の縦横の大きさがあまりに小さかったり、深さが不足したりすると、溜まる土砂の量が少なくなり、植物４が根付かない。逆に、砂溜部２の大きさが大きすぎたり、深すぎたりすると、水によって運ばれてきた土砂が溜まる量は多くなるが、植物４が強く根付いてしまい、必要量以上に植物４が群生するようになる。時を経るとともに除去できないほど群生するようになる。
【００４８】
従って、砂溜部２には、水路用ブロック１の構造に応じて、適度の深さと好適な形状を備えた好適なサイズ、構造があり、これを満たすとき植物４の植生量が適度なものになることが分かる。そして好適な砂溜部２の構造としては、以下説明するように、後縁側の開口が上方に拡開して、内底面１ａに対して所定の角度以下の緩やかな勾配を有する傾斜面２ｂを備えた有底の窪み若しくは溝とするのがよい。しかも、このような形状にするのは、水路用ブロック１製造時に、溝型枠から砂溜部に相当する突出部を突出させるだけで簡単に形成することができる。
【００４９】
ところで、砂溜部２の傾斜面２ｂが緩やかな勾配といっても、どのような水路用ブロック１でも一定でなければならないというわけでなく、これに応じて、また砂溜部２の開口のサイズや深さによって変化させてもよい。背が高い植物など、勾配は植物４の種類にも影響されることもあるし、植生量をどれだけにするかによっても変化する。例えば砂溜部２が、深さ１５ｍｍ、流れ方向が５０ｍｍ×直交方向３９０ｍｍのサイズだとすると、２５°〜３０°以下の角度であって、１０°より大きい角度が望ましい。この範囲の角度であれば、溜まった土砂３の堆積量、張った根で固まった一体化の程度、保持力が適当になる。なお、１０°以下、例えば５°だとあまりに砂溜部２の開口の大きさが流れ方向に広くなって、植物４と無関係に内底面１ａを占め、上部の土砂３が流失し易くなる。このような場合には、後述するように第２の勾配を付けて土砂３の流失を防ぎ、砂溜部２の開口のサイズを広げすぎないようにするのが好ましい。
【００５０】
もし、砂溜部２の開口のサイズを広げと深さを深くすると、運ばれてきた土砂３の堆積量が増加し、植物４が群生するようになる。これらのことから、砂溜部２の開口のサイズや深さ、傾斜、構造をコントロールすることで、砂溜部２の土砂３に植物４が根付かせると同時に、砂溜部２に植生する植物４の植生量をコントロールできることが分かる。これにより泥上げ作業を行う必要が減り、農家等の負担を軽くすることができる。
【００５１】
図４（ａ）（ｂ）（ｃ）は砂溜部２の拡大図である。図４（ａ）の砂溜部２のｘ−ｘ断面が図４（ｂ）であり、ｙ−ｙ断面が図４（ｃ）である。図４（ｂ）（ｃ）からも分かるように、流れ方向と、流れと直交する方向の何れにおいても、内底面１ａに設けられた砂溜部２の開口は水路内の空間に向けて拡開した溝（側面が傾斜した溝）となっている。砂溜部２の深さはＨであり、内底面１ａに形成された窪みは長方形の開口をもつ。
【００５２】
図４（ｃ）に示すように両側壁１ｂ側の拡開は９０°に近い角度の勾配になっているが、砂溜部２の後縁側はθ１（本発明の第１の勾配）が２５°〜３０°以下で１０°より大きい角度で傾斜するように傾斜面２ｂが形成されている。なお、前縁側にも勾配が付けられ、このθ１に対応する勾配の角度は９０°に近い鋭角に形成されている。
【００５３】
後縁側はθ１の角度のまま直接内底面１ａに接続されてもよいが、θ１が小さいと砂溜部２の開口のサイズが広くなりすぎるので、図４（ｃ）においては後縁側で内底面１ａに接続される部分（高さｈの部分）が傾斜面２ｄとして形成され、θ２（本発明の第２の勾配）が２５°〜３０°より大きい角度、ここでは垂直に近い鋭角の勾配で傾斜している。この場合、砂溜部２の流れの方向と直交する方向の断面形状は最も長い長辺を上方（水の流れる側）に位置した多角形となる。なお、θ１、θ２は水路用ブロック１の内底面１ａに対する勾配であるが、これは図４（ｃ）で示すように交角として示すことができ、通常これは砂溜部２の底面に対する勾配と同等である。
【００５４】
このようにθ１の角度の傾斜に加えてθ２の傾斜を付けることによって、砂溜部２にθ２の角度で傾斜した後端面が形成され、砂溜部２の開口のサイズが広くなりすぎるのを抑えると共に、植物４の大きさや植生量が限度を越えるまでは安定して土砂を保持することができ、この限度を越えれば植物４を流失させることが可能になる。
【００５５】
このように砂溜部２に適度の深さと好適な形状を備えた好適な形状を与えたとき、砂溜部２に植物が根付かせ、同時に、植物４を流失させて植物４の大きさあるいは植生量をコントロールすることが可能になるメカニズムを説明する。図５（ａ）は砂溜部の構成の説明図、図５（ｂ）は（ａ）の砂溜部の作用の説明図である。
【００５６】
図５（ａ）の破線は第２の勾配であるθ２の角度の傾斜を設けた場合の傾斜面を示しており、第１の勾配であるθ１の角度の傾斜を設けた傾斜面に接続して設けられることを示している。
【００５７】
さて、図５（ｂ）に示すように、砂溜部２に溜まった土砂３に水草等の植物４が根付いているとすると、水流５が植物４の根元に流れの力Ｒを及ぼしていると考えることができる。実際には１本々の茎に流体抵抗が作用し、その総和としての力Ｒ、作用点が決まる。水流５の力Ｒは水流５の流れの方向（内底面１ａに沿った方向）に沿って作用すると考えられる。
【００５８】
次に、水流５で運ばれてきた植物４は土砂３の中で根を張るが、砂溜部２の深さが浅くＨであることから十分根を張るには限度がある。従って、植物４の生育には限度があり、大きくは育ちにくい。そして、水流５の流体抵抗による力Ｒの作用で、反力Ｆが土砂３に作用し、θ１の傾斜面付近の土砂３には傾斜面に垂直な力Ｎと保持力Ｐが作用する。反力Ｆは力Ｒと反力Ｆによって回転モーメントＭを生じる。θ１の傾斜が小さいと保持力Ｐはその限界を容易に超えることができる。流れに勢いがないときは、回転モーメントＭは小さく、保持力Ｐは限界を超えないが、流れが強くなると力Ｎの方向がθ１方向と垂直であるため、保持力Ｐが容易にその限界を越え、土砂３と植物４を砂溜部２から持ち上げ、脱離させることができる。
【００５９】
この回転モーメントＭは流体抵抗に比例して大きくなり、土砂３に対して根ごと砂溜部２から持ち上げるように作用する。流体抵抗は主として土砂３に根付いた植物４の個々の茎部分に対する抵抗の総和と見做せるから、植物４が過度に群生すると流体抵抗は大きくなり、植物４と土砂３をこれによって持ち上げて除去できる。そして、水路の流れの水量には変動があるが、抵抗が小さい水量の少ないときでも砂溜部２の深さＨが浅いために根が伸びるのは抑えられ、水量が多いときは力Ｒが大きくなって脱離作用が働く。従って、水量の多寡によらず水路用ブロック１において植物４が大きく成長するということはない。水流５は常時滞ることなく流れ、下流側で水の供給量が低下することもない。
【００６０】
なお、第２の勾配であるθ２の角度の傾斜を設けた場合、この傾斜面２ｄで力Ｒのかなりの部分を負担することができ、θ１の傾斜面ｂだけの場合より土砂３の保持力Ｐが増し、安定して土砂３を保持できる。しかも、θ２の傾斜を設けたからといって、回転モーメントＭの大きさはおおむね維持でき、θ１の傾斜面２ｂだけの場合と同様に、θ１、θ２の傾斜面で植物４の植生量をコントロールすることができる。
【００６１】
このように実施の形態１における水路用ブロックは、下流側で水枯れを起すことがなく、植物の大きさや植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間生活との共存が可能になる。また、製造にあたっては砂溜部に相当する凸部を溝型枠に設けるだけで簡単に砂溜部を形成することができ、安価に製造することができる。
【００６２】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における水路用ブロックについて説明する。図６は本発明の実施の形態２における水路用ブロックの流れ方向正面図である。実施の形態２の水路用ブロックは、実施の形態１の水路用ブロックと基本的に同様の構成を有しており、砂溜部の配列の仕方が異なるだけである。従って、実施の形態１の説明で使った図１、図２、図３（ａ）、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）、図５（ａ）（ｂ）は実施の形態２の説明においても参照し、実施の形態１の説明で使用した符号と同一の符号を付与するものとする。その詳細な説明は実施の形態１の説明に譲って省略する。
【００６３】
本発明の実施の形態２における水路用ブロック１は砂溜部２を千鳥配列にしたものである。図６に示すように、砂溜部２は流れの方向に千鳥配列に配列されている。内底面１ａにおいて流れの方向と直交する方向にみたとき、砂溜部２が内底面１ａの中央位置を基準にして複数個千鳥配列に配列されている。すなわち、流れの方向に向かって左右に交互に配列される。
【００６４】
実施の形態１のように、同一サイズの砂溜部２を内底面１ａの中央位置を基準にして複数個一列に整列して形成するのではなく、同一サイズの砂溜部２を二列に千鳥配列するから、砂溜部２に土砂３が沈降して植物４が生えると、水流５はこの砂溜部２の植物４の周りをゆったりと蛇行して流れるようになる。
【００６５】
砂溜部２が千鳥配列になっているので、上流側だけで片寄って土砂３の沈降が進み、下流側では土砂３の沈降が遅れるといったことが起きにくい。また、流れが蛇行しているため流速が小さくなり、植物４の周囲に棲息する水棲生物にとって穏やかな好ましい環境になる。
【００６６】
このように実施の形態２における水路用ブロックは、各砂溜部において土砂の沈降量の空間的、時間的なバラツキを小さくすることができ、流れが蛇行しているため流速を下げ、植物の周囲に棲息する水棲生物にとって好ましい環境を提供できる。水路本来の機能を損なわず、植物の大きさや植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活とが共存を可能にし、安価で製造容易になる。
【００６７】
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における水路用ブロックについて説明する。図７は本発明の実施の形態３における水路用ブロックの流れ方向側面図である。実施の形態３の水路用ブロックは、実施の形態１の水路用ブロックと基本的に同様の構成を有しており、砂溜部の配列の仕方が異なるだけである。従って、実施の形態１の説明で使った図１、図２、図３（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）、図５（ａ）（ｂ）は実施の形態３の説明においても参照し、実施の形態１の説明で使用した符号と同一の符号を付与するものとする。その詳細な説明は実施の形態１の説明に譲って省略する。
【００６８】
本発明の実施の形態３における水路用ブロック１は側壁面１ｂに細溝６を形成し、昆虫等が抜け出す足場としたものである。ホタルは棲息地の清らかな水環境とその近くの陸上との両方に跨って棲息する。水中から陸上への橋渡しを行う細溝６は、ホタルの棲息に重要な要素となる。
【００６９】
図７に示すように、水路用ブロック１の側壁面１ｂには、細溝６が内底面１ａ近くから側壁面１ｂ上端まで設けられている。ホタルは水中から陸上へ細溝を伝わって移動できるし、昆虫等が水路に落ちて這い上がろうとしている場合には、昆虫等が細溝６の内側に入り込めば脱出することが可能になる。細溝６の幅は５ｍｍ〜１５ｍｍ、例えば７ｍｍ程度が好適であるが、虫の足場となる幅であれば、どのような幅、形態であっても構わない。また、側壁面１ｂ上で内底面１ａに対して９０°方向に形成するだけでなく、傾斜させてもよい。
【００７０】
細溝６を形成するに当たっては、砂溜部２をつくるのと同様に、製造時に溝型枠から突出した細溝６に相当する突条を設けるだけで簡単につくることができる。
【００７１】
このように実施の形態３における水路用ブロックは、水路用ブロックの側壁面に細溝を形成し、昆虫等が水路に落ちて這い上がろうとしているときこの溝の内側に入り込むと、昆虫等の足場とすることができる。水路近くに棲息する昆虫等にとって好ましい環境を提供できる。水路本来の機能を損なわず、植物の大きさや植生量を適量にコントロールでき、水路周りの自然を護りつつ、人間の生活との共存を可能にし、安価で製造容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明は、側溝用ブロック等の水路用ブロックに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１における水路用ブロックの斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における水路用ブロックの断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における水路用ブロックの流れ方向側面図、（ｂ）（ａ）の水路用ブロックの流れ方向正面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１における水路用ブロックの砂溜部の拡大図、（ｂ）（ａ）の砂溜部のｘ−ｘ断面図、（ｃ）（ａ）の砂溜部のｙ−ｙ断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１における砂溜部の構成の説明図、（ｂ）（ａ）の砂溜部の作用の説明図
【図６】本発明の実施の形態２における水路用ブロックの流れ方向正面図
【図７】本発明の実施の形態３における水路用ブロックの流れ方向側面図
【符号の説明】
【００７４】
１ 水路用ブロック
１ｂ 側壁
１ａ 内底面
２ 砂溜部
３ 土砂
４ 植物
５ 水流
６ 細溝
θ１ 第１の勾配
θ２ 第２の勾配
ｈ 深さ
Ｈ 深さ
Ｒ 力
Ｎ 力
Ｐ 保持力
Ｆ 反力
Ｍ 回転モーメント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹状断面を備え、通水方向に所定長さを有する水路用ブロックであって、前記凹状断面の内底面には、流れによって運ばれる土砂を溜めるための１個または２個以上の所定深さの砂溜部が形成されると共に、前記砂溜部の前記通水方向の後縁側が前記内底面に対して所定の角度以下の勾配を有する傾斜面として形成され、前記土砂に根付いた植物に対する流れの抵抗が大きくなると前記植物を流失させることを特徴とする水路用ブロック。
【請求項２】
前記砂溜部の前記通水方向と直交する方向の断面形状が、長辺を流れに向けた台形形状であることを特徴とする請求項１記載の水路用ブロック。
【請求項３】
前記勾配が、前記植物を流失させることができる第１の勾配と、前記後縁側で前記内底面と接続される前記第１の勾配より大きな第２の勾配を含むことを特徴とする請求項１または２記載の水路用ブロック。
【請求項４】
前記砂溜部が前記植物を流失させるために所定の深さ以下に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載された水路用ブロック。
【請求項５】
前記凹状断面の側壁面に１本または２本以上の細溝が形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の水路用ブロック。
【請求項６】
前記砂溜部が前記底面において前記通水方向と直交する方向で中央を基準に２個以上順に整列して形成され、所定ピッチで配置されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載された水路用ブロック。
【請求項７】
前記砂溜部が前記底面において前記通水方向と直交する方向で中央を基準にして２個以上が千鳥配列に形成されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載された水路用ブロック。
【請求項１】
凹状断面を備え、通水方向に所定長さを有する水路用ブロックであって、前記凹状断面の内底面には、流れによって運ばれる土砂を溜めるための１個または２個以上の所定深さの砂溜部が形成されると共に、前記砂溜部の前記通水方向の後縁側が前記内底面に対して所定の角度以下の勾配を有する傾斜面として形成され、前記土砂に根付いた植物に対する流れの抵抗が大きくなると前記植物を流失させることを特徴とする水路用ブロック。
【請求項２】
前記砂溜部の前記通水方向と直交する方向の断面形状が、長辺を流れに向けた台形形状であることを特徴とする請求項１記載の水路用ブロック。
【請求項３】
前記勾配が、前記植物を流失させることができる第１の勾配と、前記後縁側で前記内底面と接続される前記第１の勾配より大きな第２の勾配を含むことを特徴とする請求項１または２記載の水路用ブロック。
【請求項４】
前記砂溜部が前記植物を流失させるために所定の深さ以下に形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載された水路用ブロック。
【請求項５】
前記凹状断面の側壁面に１本または２本以上の細溝が形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の水路用ブロック。
【請求項６】
前記砂溜部が前記底面において前記通水方向と直交する方向で中央を基準に２個以上順に整列して形成され、所定ピッチで配置されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載された水路用ブロック。
【請求項７】
前記砂溜部が前記底面において前記通水方向と直交する方向で中央を基準にして２個以上が千鳥配列に形成されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載された水路用ブロック。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２２１７２６（Ｐ２００９−２２１７２６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６６７７０（Ｐ２００８−６６７７０）
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【出願人】（５０８０７９３７１）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１４日（２００８．３．１４）
【出願人】（５０８０７９３７１）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]