湧昇流発生海底人工提
【課題】海底人工堤の空間の有効利用と海底の底層流の栄養塩類の欠乏要因を解消可能な湧昇流発生海底人工堤を提供すること。
【解決手段】仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管１１０と、主鋼管１１０を相互に連結する複数の連結材１２０とからなる鋼管トラス構造体１００と、鋼管トラス構造体１１０の外周面または内部に主鋼管１１０の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する少なくとも２枚の遮蔽板１３０とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、主鋼管１１０の端部に鋼板１１４を接合して空間を形成し、主鋼管１１０の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料３を充填し、主鋼管１１０及びあるいは端部の鋼板１１４に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料３がこぼれ出ない開口部１１６を１つ以上設ける。
【解決手段】仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管１１０と、主鋼管１１０を相互に連結する複数の連結材１２０とからなる鋼管トラス構造体１００と、鋼管トラス構造体１１０の外周面または内部に主鋼管１１０の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する少なくとも２枚の遮蔽板１３０とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、主鋼管１１０の端部に鋼板１１４を接合して空間を形成し、主鋼管１１０の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料３を充填し、主鋼管１１０及びあるいは端部の鋼板１１４に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料３がこぼれ出ない開口部１１６を１つ以上設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湧昇流発生人工堤に関し、特に底層流の栄養塩類の欠乏要因を解消可能な湧昇流発生海底人工堤に関する。
【背景技術】
【０００２】
海底には栄養塩類を豊富に含んだ水平方向の底層流が形成されている。海底から海面方向へ流れる湧昇流を人工的に発生させることによって、栄養塩類が乏しい海面付近の表層に栄養塩類を上昇させ、太陽光が届く有光層である表層に栄養塩類が到達するため、光合成作用を伴って植物プランクトンが増殖し、海域の基礎生産力が増加する。湧昇流を発生させる技術として、例えば特許文献１（特開２００７−２０４９９２）には、３本の密閉された主鋼管を持つトラス構造の人工堤、また、前記トラス構造体の外周面に遮蔽板を備えた人工堤が提案されている。
【０００３】
一方、海岸及び海底に生息する海藻類等を始めとした海洋生物の育成力の低下が問題視され、海洋生物育成を助長するために、含有肥料施肥材料や鉄鋼スラグで作ったブロックを海底に設置することが提案されている。例えば特許文献２（特開２００７−３３０２５４）には、鉄鋼スラグを含有する施肥材料を透水性の袋に充填して上面が開放された硬質容器に収納して海底面に設置することが公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０４９９２号公報
【特許文献２】特開２００７−３３０２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
海底の底層流の栄養塩類は、一般的には窒素やリンには富むものの植物の生育に必須の鉄分が乏しいという欠点がある。また、前記のような主鋼管を持つトラス構造の人工堤や前記のトラス構造体の外周面に遮蔽板を供えた人工堤においては、主鋼管内や遮蔽板に囲まれた内部の空間は空洞であり、有効に活用されていないという欠点がある。
そこで、本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、前記海底人工堤の空間の有効利用と海底の底層流の栄養塩類の欠乏要因を解消可能な湧昇流発生海底人工堤を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明の湧昇流発生海底人工堤では、仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面または内部に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する少なくとも２枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、前記主鋼管の端部に鋼板を接合して空間を形成し、前記主鋼管の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、前記主鋼管及びあるいは端部の鋼板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けることを特徴とする。
また、第２発明の湧昇流発生海底人工堤では、仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する３枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤におい
て、前記鋼管トラス構造体の軸方向に沿ったそれぞれの外周面に前記遮蔽板を接合すると共に軸方向端部にトラス用端板を接合して鋼管トラス構造体の内部空間を形成し、前記鋼管トラス構造体の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記遮蔽板及びあるいはトラス用端板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けることを特徴とする。
第３発明の湧昇流発生海底人工堤では、仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する３枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、
前記主鋼管の端部に鋼板を接合して空間を形成し、前記主鋼管の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記主鋼管及びあるいは端部の鋼板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設け、
前記鋼管トラス構造体の軸方向に沿ったそれぞれの外周面に前記遮蔽板を接合すると共に軸方向端部にトラス用端板を接合してトラス構造体の内部空間を形成し、前記トラス構造体の空間内部に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記遮蔽板及びあるいはトラス用端板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けることを特徴とする。
第４発明では、第１発明〜第３発明のいずれかの湧昇流発生海底人工堤において、少なくとも３つの前記鋼管トラス構造体を備え、前記鋼管トラス構造体の軸方向の一端は、相互に接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、二価鉄を含む鉄鋼スラグまたはこれを含む材料を海底人工堤の空洞部に充填し海底人工堤を海底に設置することで、海底の栄養塩類に不足する二価鉄を補填した海底栄養塩類を海面付近まで到達させることができる。また、底層流により鉄鋼スラグ中の二価鉄の海水中への溶け込みも促進させ、発生した湧昇流により海底の栄養塩類と海水に溶け込んだ二価鉄イオンの撹拌も容易にされる。その効果により、植物プランクトンの増殖が図られ、そして動物プランクトンが増殖し、さらには魚類も増殖するという、食物連鎖がおき、良好な漁場を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態の湧昇流発生海底人工提を示す斜視図である。
【図２】図１に示す湧昇流発生海底人工提の縦断正面図である。
【図３】図２の一部を拡大して示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の湧昇流発生海底人工提を示す斜視図である。
【図５】図５に示す湧昇流発生海底人工提の縦断正面図である。正面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の湧昇流発生海底人工提を示す斜視図である。
【図７】スリットを設ける場合の変形形態を示す湧昇流発生海底人工提の側面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に示す斜視図である。
【図９】第１実施形態において遮蔽板の設置形態の変更形態を示す正面図である。
【図１０】第１実施形態において衝撃緩衝材を設けた形態を示す正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１〜図３に示す本発明の第１の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１について説
明する。図１は本発明の第１の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１を示す斜視図である。図２は同実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１を示す縦断正面図である。図３は図２の一部を拡大して示す図である。
湧昇流発生海底人工堤１は、海底を水平に流れる底層流を遮断し、海底から海面方向へ流れる湧昇流を人工的に発生させる構造物である。湧昇流発生海底人工堤１は、一般的には大陸棚が形成された沖合い約８０ｋｍ、海面からの深さが約２００〜３００ｍの海底に設置される。
【００１１】
湧昇流発生海底人工堤１は、底層流の流れの向きを海底から海面方向に転向できる規模を有しており、例えば、湧昇流発生海底人工堤１の長手方向の長さＬ１が約１００〜２００ｍ、奥行き方向の長さＬ２が例えば約２０ｍ〜３０ｍであり、垂直高さＨが２０〜３０ｍである。但し、湧昇流発生海底人工堤１の仕様（長さや高さなど）は、海底の深さや海流の速度、海流の幅などの設計条件に応じて決定されるものである。
【００１２】
上記の湧昇流発生海底人工堤１は、鋼管トラス構造体１００と３枚の遮蔽板１３０とを備える。この鋼管トラス構造体１００は、３本の主鋼管１１０と、主鋼管１１０を連結する連結材１２０とからなる鋼管トラス構造で形成されている。また、３枚の遮蔽板１３０は、鋼管トラス構造体１００の内部に、主鋼管１１０の軸方向に延設されている。
【００１３】
鋼管トラス構造体１００の主鋼管１１０の長さは上記で説明したとおり、湧昇流発生海底人工堤１全体の長さに応じて定まり、例えば約１００〜２００ｍである。主鋼管１１０の管径は、例えば約２〜３ｍである。主鋼管１１０の肉厚は、例えば約１２〜２０ｍｍである。主鋼管１１０は中空空間１１９を有した鋼管であり、主鋼管１１０の軸方向の両側端部は、例えば平板状の端部鋼板１１４などによって封止されて、主鋼管内部に充填される鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料３の抜け出しが防止されている。なお、主鋼管１１０の外周面は腐食防止のため電気防食や防食塗装等が施されてもよい。
【００１４】
主鋼管１１０は３本の主鋼管１１０が互いに平行するように配設される。このとき、鋼管トラス構造体１００の横断面において、各主鋼管１１０が三角形の頂点に対応する位置に配設される（図２参照）。換言すると、各主鋼管１１０が仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置されている。前記の三角形は、どの面を下にして海底に着底しても湧昇流を発生させる効果が変わらない正三角形とすることが好ましい。鋼管トラス構造体は正方形としてもよいが、材料が多く必要になり、経済性が悪くなる。
【００１５】
上記鋼管トラス構造体１００の連結材１２０は、例えば鋼管を用いることができ、この連結材１２０を成す鋼管の管径は例えば約１ｍである。なお、連結材１２０は鋼管の例に限定されず、棒鋼、Ｈ型鋼など任意の鋼材、他の材質の部材または組立部材などであってもよい。連結材１２０は３本の主鋼管１１０を連結して、鋼管トラス構造体１００の全体の形状を保持する。
【００１６】
複数の連結材１２０はトラス構造を形成するように主鋼管１１０と連結される。具体的には、主鋼管１１０の軸方向の端部側で連結される連結材１２０は、例えば、主鋼管１１０の軸方向に対して垂直に連結される。また、主鋼管１１０の軸方向の中間部で連結される連結材１２０は、鋼管トラス構造体１００の外側面内で斜めに配置される。なお、本明細書において、鋼管トラス構造体１００の外側面とは鋼管トラス構造体１００の外周面であり、２辺が主鋼管１１０からなる略四角形の面をいう。
【００１７】
上記遮蔽板１３０は、例えば板厚が１２〜２０ｍｍの平板状の鋼板で形成できる。遮蔽板１３０は、鋼管トラス構造体１００内部において、鋼管トラス構造体１００の軸方向に延設され、鋼管トラス構造体１００の中心軸方向に配置される接合材１３２を中心として
１２０度の間隔で配設され、接合材１３２と主鋼管１１０に溶接等により固定されている。この場合、鋼管トラス構造体１００軸方向の遮蔽板１３０の長さは、任意の長さとすることができる。このとき、複数の遮蔽板１３０を配設することによって、１枚の遮蔽板１３０を施工しやすい長さとすることができるので、湧昇流発生海底人工堤１の構築が容易となる。なお、鋼管トラス構造体１００に複数の遮蔽板１３０を配設することにより、図１に示すように、鋼管トラス構造体１００の軸方向に隣り合う遮蔽板１３０と遮蔽板１３０との間には、隙間１３４が形成される場合がある。但し、遮蔽板１３０が底層流を遮断する機能が損なわれないように、隙間１３４の間隔は、湧昇流発生海底人工堤１全体の長さＬ１に比べて、短くする必要がある。
【００１８】
上記のような湧昇流発生海底人工堤１において、例えば、主鋼管１１０の管径は約２〜３ｍ、長さも約１００ｍ〜２００ｍもあり、主鋼管１１０の内部は大規模な中空空間１１９を有している。この空間１１９に鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３を充填する。鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３に含まれる二価鉄が海水に溶け込むように、主鋼管１１０には、鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３が海中に大量にこぼれない程度のスリットまたは孔からなる開口部１１６を１つ以上設けられている。
図示の形態では、各主鋼管１１０の長手方向および周方向に間隔をおいて、多数の開口部１１６が設けられている。
前記の開口部１１６の大きさは、鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３をバラもの状態で充填する場合、透水性の袋体に充填された状態の袋体を充填する場合により、開口部１１６の大きさは、設計により適宜設定される。
主鋼管１１０の内側に、開口部１１６を覆う金網などを取り付け、開口部１１６を小さくして、小粒径の鉄鋼スラグが抜け出さないようにしてもよい。また、鉄鋼スラグなどの二価鉄を含む材料は袋詰めにして充填してもよい。
【００１９】
ここで鉄鋼スラグとは、高炉にて、鉄鉱石をコークスで還元し、溶融し、銑鉄を造る際に、比重差により銑鉄から分離された高炉スラグ、および高炉で製造された硬くて脆い銑鉄から、不要な成分を除去し、靭性・加工性のある鋼にする製鋼過程で生じる石灰分を主体とした粉粒状の副産物であるスラグを意味している。この鉄鋼スラグとしては、高炉スラグ（高炉除冷スラグ、高炉水砕スラグ）、製鋼スラグ（転炉スラグ、予備処理スラグ、脱炭スラグ、脱燐スラグ、脱硫スラグ、脱珪スラグ、電気炉還元スラグ、電気炉酸化スラグ、二次精錬スラグ、造塊スラグ）のうち１種または２種以上を混合したもの、更には、炭酸化処理することで周辺水域のｐＨ上昇を抑制したものを用いてもよい。また、製鋼スラグは還元雰囲気中で生成されるため、酸化しやすく不安定な二価鉄を安定的に含有しつづける性質を有している。前記の鉄鋼スラグの大きな塊のものは砕いて砕石状や紛粒状や紛体状にして使用する。
前記の袋詰めする場合の材料としては、ヤシガラ繊維製の袋あるいはその他の透水性の袋体を用いることができる。
前記の鉄鋼スラグを含有する材料としては、鉄鋼スラグと廃木材チップを発行させた人工腐植土とを混合した混合材料（施肥材料）でもよい。
また、前記以外にも、製鋼スラグ等の鉄鋼スラグを含有する鉄鋼スラグ水和固化体を破砕処理したものでもよく、前記鉄鋼スラグ水和固化体としては、例えば、製鋼スラグと高炉スラグ微粉末を、水と共に混ぜ、水和反応により固化させ、破砕処理したものである。
【００２０】
上記に説明したように、湧昇流発生海底人工堤１により、海底の底層流は海面に向かう湧昇流となり、湧昇流発生海底人工堤１の主鋼管に充填された鉄鋼スラグや鉄鋼スラグを含む材料から少なくとも二価鉄が海水中に溶け出し、この成分が湧昇流により攪拌され底層流に含まれる栄養塩素と混じりあって海面に達することになる。
【００２１】
前記実施形態の場合、鋼管トラス主構造体１００に、遮蔽板１３０を３枚（１３０ａ〜
１３０ｃ）用いた形態としているが、図９（ａ）（ｂ）に示す遮蔽板の設置形態の変更例のように、鋼管トラス主構造体１００に、遮蔽板１３０を２枚用いた形態としてもよい。図９（ａ）に示す形態では、主鋼管１１０間に亘り２枚山形に設置する形態とし、矢印で示すように底層流を海面方向に上昇させる湧昇流を発生させることができる。また、図９（ｂ）のように、一枚の遮蔽板１３０を主鋼管１１０間に亘り設置し、他の１枚の遮蔽板１３０を、前記主鋼管１１０間の一枚の遮蔽板１３０に垂直に設置する形態でも、前記垂直に配置されている遮蔽板１３０をガイドとして湧昇流発生を発生させることができる。なお、鋼管トラス主構造体１００が、図９（ａ）（ｂ）の状態ではなく、その状態から、１２０°回転した状態で海底に設置されたとしても、２枚の内の１枚の遮蔽板１３０は、海底面に対して傾斜して起立した状態になることから、傾斜して起立した遮蔽板１３０を、底層流を上昇させるガイドとして利用して、湧昇流を発生させることができる。
本発明では、鋼管トラス主構造体１００における少なくとも２枚の遮蔽板１３０の海底面あるいは構造体中心軸線に対する角度（面角度）は、相異なる面角度とされているから、海底に設置した場合に、底層流から湧昇流を発生させることができ、そのため、鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３から溶出された海底の栄養塩類に不足する二価鉄を補填した海底栄養塩類を海面付近まで到達させることができる。また、底層流により鉄鋼スラグ中の二価鉄の海水中への溶け込みも促進させ、発生した湧昇流により海底の栄養塩類と海水に溶け込んだ二価鉄イオンの攪拌も容易にされる。その効果により植物プランクトンの増殖が図られ、そして動物プランクトンが増殖し、さらには魚類も増殖するという、食物連鎖がおき、良好な漁場を形成することができる。
【００２２】
なお、図示を省略するが、前記実施形態の場合に、主鋼管１１０の長手方向に間隔をおいて、主鋼管１１０の長手方向に直角な隔壁を主鋼管１１０内壁に固定するように設置して、鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３が主鋼管１１０の長手方向に平均的に分散配置させるようにしてもよい。なお、前記の隔壁には、開閉可能な出入り口を設けておくとよい。
なお、図中符号１１２は格点部、１３６ａ及び１３６ｂは遮蔽板１３０の端部である。
【００２３】
（第２の実施形態）
図４および図５に示す第２の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１について説明する。図４は本発明の第２の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１を示す斜視図である。図５は同実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１を示す断面図である。図４および図５は、図１の遮蔽板を鋼管トラス構造の外側面（トラス構造の主鋼管の軸方向の３面及び略三角形の端面）に取り付け、鋼管トラス構造体１００の内部に空間１１８が形成できる構造にしたものである。
【００２４】
上記遮蔽板１３０は、例えば板厚が１２〜２０ｍｍの平板状の鋼板で形成できる。遮蔽板１３０は、鋼管トラス構造体１００内部において、鋼管トラス構造体１００の軸方向に延設される。この場合、鋼管トラス構造体１００軸方向の遮蔽板１３０の長さは、任意の長さとすることができる。このとき、複数の遮蔽板１３０を配設することによって、１枚の遮蔽板１３０を施工しやすい長さとすることができるので、湧昇流発生海底人工堤１の構築が容易となる。
また、鋼管トラス構造体１００に複数の遮蔽板１３０を配設するときに、図４に示すように、遮蔽板１３０と遮蔽板１３０との間を鉄鋼スラグや鉄鋼スラグがこぼれない程度で、隙間１３４を開口部１１６として設けておいてもよく、溶接等で隣り合う遮蔽板１３０同士を溶接等により密閉する必要もない。遮蔽板１３０が底層流を遮断する機能が損なわれないように、隙間１３４の間隔は、湧昇流発生海底人工堤１全体の長さＬ１に比べて、短くする必要がある。
【００２５】
この主鋼管１１０と遮蔽板１３０およびトラス構造体の端部鋼板１１５に囲まれた内側
のトラス構造体の内部空間１１８に、鉄鋼スラグあるいは鉄鋼スラグを含有する材料３を充填する。鉄鋼スラグあるいは鉄鋼スラグの充填はバラもの状態でもよいし、袋詰めしてもよい。軸方向の遮蔽板１３０およびトラス端面の端部鋼板１１５には、鉄鋼スラグがこぼれない程度の開口部を設けてもよい。開口部１１６の形状は細長いスリット状でも矩形でも円形等適宜の形状でもよく、開口部の配置形態も整列配置でなくてもよい。開口部１１６の機能としては、鉄鋼スラグの二価鉄成分が海水中に溶け込んで、開口部１１６を通水路として利用して底層流を利用して吸い出すように漏洩させるための開口であり、漏洩した二価鉄成分が底層流の栄養塩類と共に湧昇流に乗って海面付近に上昇すればよい。
また、主鋼管１１０には第１の実施形態において示したように、主鋼管１１０にも開口部１１６を設けて、鉄鋼スラグあるいは鉄鋼スラグを含む材料を充填してもよい。
また、前記実施形態と同様、この形態においては、端部の端部鋼板１１５と並行に、隔壁を、鋼管トラス構造体１００の長手方向に間隔をおいて設けるようにしてもよい。
【００２６】
（第３の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第３の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１について説明する。図６は、本発明の第３の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１を示す斜視図である。この形態では、隣り合う遮蔽板１３０間に隙間１３４を開口部として設けた形態である。その他の構成は、前記実施形態と同様である。
このような形態の場合に、図７に示すように、遮蔽板１３０の幅寸法を小さくすることで、隙間１３４を多数形成し、多数の隙間１３４を開口部として形成するようにしてもよい。
【００２７】
（第４の実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第４の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２を示す斜視図である。なお、湧昇流発生海底人工堤２は、上記湧昇流発生海底人工堤１と比べて、鋼管トラス構造体１００の機能構成は同じであるため、その機能構成についての詳細な説明は省略する。
【００２８】
本実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２は、例えば、図８に示す通り、３つの鋼管トラス構造体１００から構成される。３つの鋼管トラス構造体１００は、それぞれ異なる３方向を向くように形成されており、例えば中心材２１０を中心として１２０°の等角度間隔で相互に接続されている。１つの鋼管トラス構造体１００の長さＬ３は、例えば、３つの鋼管トラス構造体１００の総長が２００ｍとなるように、６７ｍとすることができる。
【００２９】
湧昇流発生海底人工堤２において、鋼管トラス構造体１００は、鋼管トラス構造体１００の軸方向の端部１０２が相互に接合されている。なお、鋼管トラス構造体１００は、端部１０２が中心材２１０に接合することにより、中心材２１０を介して間接的に相互に接合されてもよい。
【００３０】
中心材２１０には、海面側上部に設置された３本の主鋼管１１０が接合されている。また、中心材２１０は、海底１９０に接地しており、海底１９０から垂直方向に延設される。かかる構成において、中心材２１０は、海面１８０側上部に設置された３本の主鋼管１１０を支持することができ、中心材２１０が設けられないときに比べて、湧昇流発生海底人工堤２全体の強度を高めることができる。
【００３１】
本実施形態において、遮蔽板１３０は、海底１９０で水平方向に流れる底層流を遮断し、湧昇流を発生させる。上述した本発明の第１の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１のような直線構造では、底層流を確実に遮断できるように、沈降時または着底時に設置
方向の調整が必要である。一方、本実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２では、遮蔽板１３０が３方向に向いているため、どの方向に設置されても底層流を遮断することができる。そのため、本実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２の施工方法では、沈降工程や着底工程における湧昇流発生海底人工堤２の設置方向の調整を省略することができ、湧昇流発生海底人工堤２の施工が容易となる。
【００３２】
また、本実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２は、遮蔽板１３０が１２０°の間隔で３方向に向いているため、海底１９０を流れる底層流の向きが変わっても、適切に湧昇流を発生させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、湧昇流発生海底人工堤２を構成する鋼管トラス構造体１００の設置数は３つとしたが、これに限定されず、４つ以上としてもよい。例えば、鋼管トラス構造体１００を４つとした場合、鋼管トラス構造体１００は、中心材２１０を中心として、例えば９０°ずつの間隔で相互に接続される。
【００３４】
また、例えば、図１０に示すように、本変更例では、主鋼管１１０に衝撃緩衝材２１２を設けるようにしてもよい。前記の衝撃緩衝材２１２は、例えばゴム製とすることができる。かかる構成において、衝撃緩衝材２１２は、湧昇流発生海底人工堤１の着底時における衝撃を緩衝することできるので、着底時に湧昇流発生海底人工堤１が破損することを防止できる。
【００３５】
また、例えば、上述した実施形態においては、湧昇流発生海底人工堤１、２は、海底１９０に１つだけ設置する場合について説明したが、近接する箇所に複数設置してもよい。例えば、湧昇流発生海底人工堤１の長手方向の長さＬ１を１００ｍとし、湧昇流発生海底人工堤１を長手方向に２つ並置することによって、全長２００ｍの湧昇流発生海底人工堤を構成することができる。また、湧昇流発生海底人工堤１、２を複数設置する場合、湧昇流発生海底人工堤１、２の設置方向が相異なるように設置してもよい。
【００３６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３７】
なお、本発明の湧昇流発生海底人工堤は、適宜、台船に載置されて搬送されたり、湧昇流発生海底人工堤に浮子を付けて海上を曳航することができ、また、台船上のクレーンまたはクレーン船等により吊り上げて、投入したり、浮子を分離することにより、湧昇流発生海底人工堤を海底に投入することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 湧昇流発生海底人工堤
２ 湧昇流発生海底人工堤
３ 鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料
１００ 鋼管トラス構造体
１１０ 主鋼管
１１２ 格点部
１１４ 端部鋼板
１１５ トラス構造体の端部鋼板
１１６ 開口部
１１８ トラス構造体の内部空間
１１９ 中空空間
１２０ 連結材
１３０ 遮蔽板
１３４ 隙間
１９０ 海底
２１２ 衝撃緩衝材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湧昇流発生人工堤に関し、特に底層流の栄養塩類の欠乏要因を解消可能な湧昇流発生海底人工堤に関する。
【背景技術】
【０００２】
海底には栄養塩類を豊富に含んだ水平方向の底層流が形成されている。海底から海面方向へ流れる湧昇流を人工的に発生させることによって、栄養塩類が乏しい海面付近の表層に栄養塩類を上昇させ、太陽光が届く有光層である表層に栄養塩類が到達するため、光合成作用を伴って植物プランクトンが増殖し、海域の基礎生産力が増加する。湧昇流を発生させる技術として、例えば特許文献１（特開２００７−２０４９９２）には、３本の密閉された主鋼管を持つトラス構造の人工堤、また、前記トラス構造体の外周面に遮蔽板を備えた人工堤が提案されている。
【０００３】
一方、海岸及び海底に生息する海藻類等を始めとした海洋生物の育成力の低下が問題視され、海洋生物育成を助長するために、含有肥料施肥材料や鉄鋼スラグで作ったブロックを海底に設置することが提案されている。例えば特許文献２（特開２００７−３３０２５４）には、鉄鋼スラグを含有する施肥材料を透水性の袋に充填して上面が開放された硬質容器に収納して海底面に設置することが公開されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０４９９２号公報
【特許文献２】特開２００７−３３０２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
海底の底層流の栄養塩類は、一般的には窒素やリンには富むものの植物の生育に必須の鉄分が乏しいという欠点がある。また、前記のような主鋼管を持つトラス構造の人工堤や前記のトラス構造体の外周面に遮蔽板を供えた人工堤においては、主鋼管内や遮蔽板に囲まれた内部の空間は空洞であり、有効に活用されていないという欠点がある。
そこで、本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、前記海底人工堤の空間の有効利用と海底の底層流の栄養塩類の欠乏要因を解消可能な湧昇流発生海底人工堤を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明の湧昇流発生海底人工堤では、仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面または内部に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する少なくとも２枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、前記主鋼管の端部に鋼板を接合して空間を形成し、前記主鋼管の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、前記主鋼管及びあるいは端部の鋼板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けることを特徴とする。
また、第２発明の湧昇流発生海底人工堤では、仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する３枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤におい
て、前記鋼管トラス構造体の軸方向に沿ったそれぞれの外周面に前記遮蔽板を接合すると共に軸方向端部にトラス用端板を接合して鋼管トラス構造体の内部空間を形成し、前記鋼管トラス構造体の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記遮蔽板及びあるいはトラス用端板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けることを特徴とする。
第３発明の湧昇流発生海底人工堤では、仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する３枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、
前記主鋼管の端部に鋼板を接合して空間を形成し、前記主鋼管の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記主鋼管及びあるいは端部の鋼板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設け、
前記鋼管トラス構造体の軸方向に沿ったそれぞれの外周面に前記遮蔽板を接合すると共に軸方向端部にトラス用端板を接合してトラス構造体の内部空間を形成し、前記トラス構造体の空間内部に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記遮蔽板及びあるいはトラス用端板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けることを特徴とする。
第４発明では、第１発明〜第３発明のいずれかの湧昇流発生海底人工堤において、少なくとも３つの前記鋼管トラス構造体を備え、前記鋼管トラス構造体の軸方向の一端は、相互に接合されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、二価鉄を含む鉄鋼スラグまたはこれを含む材料を海底人工堤の空洞部に充填し海底人工堤を海底に設置することで、海底の栄養塩類に不足する二価鉄を補填した海底栄養塩類を海面付近まで到達させることができる。また、底層流により鉄鋼スラグ中の二価鉄の海水中への溶け込みも促進させ、発生した湧昇流により海底の栄養塩類と海水に溶け込んだ二価鉄イオンの撹拌も容易にされる。その効果により、植物プランクトンの増殖が図られ、そして動物プランクトンが増殖し、さらには魚類も増殖するという、食物連鎖がおき、良好な漁場を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態の湧昇流発生海底人工提を示す斜視図である。
【図２】図１に示す湧昇流発生海底人工提の縦断正面図である。
【図３】図２の一部を拡大して示す図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の湧昇流発生海底人工提を示す斜視図である。
【図５】図５に示す湧昇流発生海底人工提の縦断正面図である。正面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態の湧昇流発生海底人工提を示す斜視図である。
【図７】スリットを設ける場合の変形形態を示す湧昇流発生海底人工提の側面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に示す斜視図である。
【図９】第１実施形態において遮蔽板の設置形態の変更形態を示す正面図である。
【図１０】第１実施形態において衝撃緩衝材を設けた形態を示す正面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１〜図３に示す本発明の第１の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１について説
明する。図１は本発明の第１の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１を示す斜視図である。図２は同実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１を示す縦断正面図である。図３は図２の一部を拡大して示す図である。
湧昇流発生海底人工堤１は、海底を水平に流れる底層流を遮断し、海底から海面方向へ流れる湧昇流を人工的に発生させる構造物である。湧昇流発生海底人工堤１は、一般的には大陸棚が形成された沖合い約８０ｋｍ、海面からの深さが約２００〜３００ｍの海底に設置される。
【００１１】
湧昇流発生海底人工堤１は、底層流の流れの向きを海底から海面方向に転向できる規模を有しており、例えば、湧昇流発生海底人工堤１の長手方向の長さＬ１が約１００〜２００ｍ、奥行き方向の長さＬ２が例えば約２０ｍ〜３０ｍであり、垂直高さＨが２０〜３０ｍである。但し、湧昇流発生海底人工堤１の仕様（長さや高さなど）は、海底の深さや海流の速度、海流の幅などの設計条件に応じて決定されるものである。
【００１２】
上記の湧昇流発生海底人工堤１は、鋼管トラス構造体１００と３枚の遮蔽板１３０とを備える。この鋼管トラス構造体１００は、３本の主鋼管１１０と、主鋼管１１０を連結する連結材１２０とからなる鋼管トラス構造で形成されている。また、３枚の遮蔽板１３０は、鋼管トラス構造体１００の内部に、主鋼管１１０の軸方向に延設されている。
【００１３】
鋼管トラス構造体１００の主鋼管１１０の長さは上記で説明したとおり、湧昇流発生海底人工堤１全体の長さに応じて定まり、例えば約１００〜２００ｍである。主鋼管１１０の管径は、例えば約２〜３ｍである。主鋼管１１０の肉厚は、例えば約１２〜２０ｍｍである。主鋼管１１０は中空空間１１９を有した鋼管であり、主鋼管１１０の軸方向の両側端部は、例えば平板状の端部鋼板１１４などによって封止されて、主鋼管内部に充填される鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料３の抜け出しが防止されている。なお、主鋼管１１０の外周面は腐食防止のため電気防食や防食塗装等が施されてもよい。
【００１４】
主鋼管１１０は３本の主鋼管１１０が互いに平行するように配設される。このとき、鋼管トラス構造体１００の横断面において、各主鋼管１１０が三角形の頂点に対応する位置に配設される（図２参照）。換言すると、各主鋼管１１０が仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置されている。前記の三角形は、どの面を下にして海底に着底しても湧昇流を発生させる効果が変わらない正三角形とすることが好ましい。鋼管トラス構造体は正方形としてもよいが、材料が多く必要になり、経済性が悪くなる。
【００１５】
上記鋼管トラス構造体１００の連結材１２０は、例えば鋼管を用いることができ、この連結材１２０を成す鋼管の管径は例えば約１ｍである。なお、連結材１２０は鋼管の例に限定されず、棒鋼、Ｈ型鋼など任意の鋼材、他の材質の部材または組立部材などであってもよい。連結材１２０は３本の主鋼管１１０を連結して、鋼管トラス構造体１００の全体の形状を保持する。
【００１６】
複数の連結材１２０はトラス構造を形成するように主鋼管１１０と連結される。具体的には、主鋼管１１０の軸方向の端部側で連結される連結材１２０は、例えば、主鋼管１１０の軸方向に対して垂直に連結される。また、主鋼管１１０の軸方向の中間部で連結される連結材１２０は、鋼管トラス構造体１００の外側面内で斜めに配置される。なお、本明細書において、鋼管トラス構造体１００の外側面とは鋼管トラス構造体１００の外周面であり、２辺が主鋼管１１０からなる略四角形の面をいう。
【００１７】
上記遮蔽板１３０は、例えば板厚が１２〜２０ｍｍの平板状の鋼板で形成できる。遮蔽板１３０は、鋼管トラス構造体１００内部において、鋼管トラス構造体１００の軸方向に延設され、鋼管トラス構造体１００の中心軸方向に配置される接合材１３２を中心として
１２０度の間隔で配設され、接合材１３２と主鋼管１１０に溶接等により固定されている。この場合、鋼管トラス構造体１００軸方向の遮蔽板１３０の長さは、任意の長さとすることができる。このとき、複数の遮蔽板１３０を配設することによって、１枚の遮蔽板１３０を施工しやすい長さとすることができるので、湧昇流発生海底人工堤１の構築が容易となる。なお、鋼管トラス構造体１００に複数の遮蔽板１３０を配設することにより、図１に示すように、鋼管トラス構造体１００の軸方向に隣り合う遮蔽板１３０と遮蔽板１３０との間には、隙間１３４が形成される場合がある。但し、遮蔽板１３０が底層流を遮断する機能が損なわれないように、隙間１３４の間隔は、湧昇流発生海底人工堤１全体の長さＬ１に比べて、短くする必要がある。
【００１８】
上記のような湧昇流発生海底人工堤１において、例えば、主鋼管１１０の管径は約２〜３ｍ、長さも約１００ｍ〜２００ｍもあり、主鋼管１１０の内部は大規模な中空空間１１９を有している。この空間１１９に鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３を充填する。鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３に含まれる二価鉄が海水に溶け込むように、主鋼管１１０には、鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３が海中に大量にこぼれない程度のスリットまたは孔からなる開口部１１６を１つ以上設けられている。
図示の形態では、各主鋼管１１０の長手方向および周方向に間隔をおいて、多数の開口部１１６が設けられている。
前記の開口部１１６の大きさは、鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３をバラもの状態で充填する場合、透水性の袋体に充填された状態の袋体を充填する場合により、開口部１１６の大きさは、設計により適宜設定される。
主鋼管１１０の内側に、開口部１１６を覆う金網などを取り付け、開口部１１６を小さくして、小粒径の鉄鋼スラグが抜け出さないようにしてもよい。また、鉄鋼スラグなどの二価鉄を含む材料は袋詰めにして充填してもよい。
【００１９】
ここで鉄鋼スラグとは、高炉にて、鉄鉱石をコークスで還元し、溶融し、銑鉄を造る際に、比重差により銑鉄から分離された高炉スラグ、および高炉で製造された硬くて脆い銑鉄から、不要な成分を除去し、靭性・加工性のある鋼にする製鋼過程で生じる石灰分を主体とした粉粒状の副産物であるスラグを意味している。この鉄鋼スラグとしては、高炉スラグ（高炉除冷スラグ、高炉水砕スラグ）、製鋼スラグ（転炉スラグ、予備処理スラグ、脱炭スラグ、脱燐スラグ、脱硫スラグ、脱珪スラグ、電気炉還元スラグ、電気炉酸化スラグ、二次精錬スラグ、造塊スラグ）のうち１種または２種以上を混合したもの、更には、炭酸化処理することで周辺水域のｐＨ上昇を抑制したものを用いてもよい。また、製鋼スラグは還元雰囲気中で生成されるため、酸化しやすく不安定な二価鉄を安定的に含有しつづける性質を有している。前記の鉄鋼スラグの大きな塊のものは砕いて砕石状や紛粒状や紛体状にして使用する。
前記の袋詰めする場合の材料としては、ヤシガラ繊維製の袋あるいはその他の透水性の袋体を用いることができる。
前記の鉄鋼スラグを含有する材料としては、鉄鋼スラグと廃木材チップを発行させた人工腐植土とを混合した混合材料（施肥材料）でもよい。
また、前記以外にも、製鋼スラグ等の鉄鋼スラグを含有する鉄鋼スラグ水和固化体を破砕処理したものでもよく、前記鉄鋼スラグ水和固化体としては、例えば、製鋼スラグと高炉スラグ微粉末を、水と共に混ぜ、水和反応により固化させ、破砕処理したものである。
【００２０】
上記に説明したように、湧昇流発生海底人工堤１により、海底の底層流は海面に向かう湧昇流となり、湧昇流発生海底人工堤１の主鋼管に充填された鉄鋼スラグや鉄鋼スラグを含む材料から少なくとも二価鉄が海水中に溶け出し、この成分が湧昇流により攪拌され底層流に含まれる栄養塩素と混じりあって海面に達することになる。
【００２１】
前記実施形態の場合、鋼管トラス主構造体１００に、遮蔽板１３０を３枚（１３０ａ〜
１３０ｃ）用いた形態としているが、図９（ａ）（ｂ）に示す遮蔽板の設置形態の変更例のように、鋼管トラス主構造体１００に、遮蔽板１３０を２枚用いた形態としてもよい。図９（ａ）に示す形態では、主鋼管１１０間に亘り２枚山形に設置する形態とし、矢印で示すように底層流を海面方向に上昇させる湧昇流を発生させることができる。また、図９（ｂ）のように、一枚の遮蔽板１３０を主鋼管１１０間に亘り設置し、他の１枚の遮蔽板１３０を、前記主鋼管１１０間の一枚の遮蔽板１３０に垂直に設置する形態でも、前記垂直に配置されている遮蔽板１３０をガイドとして湧昇流発生を発生させることができる。なお、鋼管トラス主構造体１００が、図９（ａ）（ｂ）の状態ではなく、その状態から、１２０°回転した状態で海底に設置されたとしても、２枚の内の１枚の遮蔽板１３０は、海底面に対して傾斜して起立した状態になることから、傾斜して起立した遮蔽板１３０を、底層流を上昇させるガイドとして利用して、湧昇流を発生させることができる。
本発明では、鋼管トラス主構造体１００における少なくとも２枚の遮蔽板１３０の海底面あるいは構造体中心軸線に対する角度（面角度）は、相異なる面角度とされているから、海底に設置した場合に、底層流から湧昇流を発生させることができ、そのため、鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３から溶出された海底の栄養塩類に不足する二価鉄を補填した海底栄養塩類を海面付近まで到達させることができる。また、底層流により鉄鋼スラグ中の二価鉄の海水中への溶け込みも促進させ、発生した湧昇流により海底の栄養塩類と海水に溶け込んだ二価鉄イオンの攪拌も容易にされる。その効果により植物プランクトンの増殖が図られ、そして動物プランクトンが増殖し、さらには魚類も増殖するという、食物連鎖がおき、良好な漁場を形成することができる。
【００２２】
なお、図示を省略するが、前記実施形態の場合に、主鋼管１１０の長手方向に間隔をおいて、主鋼管１１０の長手方向に直角な隔壁を主鋼管１１０内壁に固定するように設置して、鉄鋼スラグないし鉄鋼スラグを含有する材料３が主鋼管１１０の長手方向に平均的に分散配置させるようにしてもよい。なお、前記の隔壁には、開閉可能な出入り口を設けておくとよい。
なお、図中符号１１２は格点部、１３６ａ及び１３６ｂは遮蔽板１３０の端部である。
【００２３】
（第２の実施形態）
図４および図５に示す第２の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１について説明する。図４は本発明の第２の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１を示す斜視図である。図５は同実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１を示す断面図である。図４および図５は、図１の遮蔽板を鋼管トラス構造の外側面（トラス構造の主鋼管の軸方向の３面及び略三角形の端面）に取り付け、鋼管トラス構造体１００の内部に空間１１８が形成できる構造にしたものである。
【００２４】
上記遮蔽板１３０は、例えば板厚が１２〜２０ｍｍの平板状の鋼板で形成できる。遮蔽板１３０は、鋼管トラス構造体１００内部において、鋼管トラス構造体１００の軸方向に延設される。この場合、鋼管トラス構造体１００軸方向の遮蔽板１３０の長さは、任意の長さとすることができる。このとき、複数の遮蔽板１３０を配設することによって、１枚の遮蔽板１３０を施工しやすい長さとすることができるので、湧昇流発生海底人工堤１の構築が容易となる。
また、鋼管トラス構造体１００に複数の遮蔽板１３０を配設するときに、図４に示すように、遮蔽板１３０と遮蔽板１３０との間を鉄鋼スラグや鉄鋼スラグがこぼれない程度で、隙間１３４を開口部１１６として設けておいてもよく、溶接等で隣り合う遮蔽板１３０同士を溶接等により密閉する必要もない。遮蔽板１３０が底層流を遮断する機能が損なわれないように、隙間１３４の間隔は、湧昇流発生海底人工堤１全体の長さＬ１に比べて、短くする必要がある。
【００２５】
この主鋼管１１０と遮蔽板１３０およびトラス構造体の端部鋼板１１５に囲まれた内側
のトラス構造体の内部空間１１８に、鉄鋼スラグあるいは鉄鋼スラグを含有する材料３を充填する。鉄鋼スラグあるいは鉄鋼スラグの充填はバラもの状態でもよいし、袋詰めしてもよい。軸方向の遮蔽板１３０およびトラス端面の端部鋼板１１５には、鉄鋼スラグがこぼれない程度の開口部を設けてもよい。開口部１１６の形状は細長いスリット状でも矩形でも円形等適宜の形状でもよく、開口部の配置形態も整列配置でなくてもよい。開口部１１６の機能としては、鉄鋼スラグの二価鉄成分が海水中に溶け込んで、開口部１１６を通水路として利用して底層流を利用して吸い出すように漏洩させるための開口であり、漏洩した二価鉄成分が底層流の栄養塩類と共に湧昇流に乗って海面付近に上昇すればよい。
また、主鋼管１１０には第１の実施形態において示したように、主鋼管１１０にも開口部１１６を設けて、鉄鋼スラグあるいは鉄鋼スラグを含む材料を充填してもよい。
また、前記実施形態と同様、この形態においては、端部の端部鋼板１１５と並行に、隔壁を、鋼管トラス構造体１００の長手方向に間隔をおいて設けるようにしてもよい。
【００２６】
（第３の実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第３の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１について説明する。図６は、本発明の第３の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１を示す斜視図である。この形態では、隣り合う遮蔽板１３０間に隙間１３４を開口部として設けた形態である。その他の構成は、前記実施形態と同様である。
このような形態の場合に、図７に示すように、遮蔽板１３０の幅寸法を小さくすることで、隙間１３４を多数形成し、多数の隙間１３４を開口部として形成するようにしてもよい。
【００２７】
（第４の実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第４の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２について説明する。図８は、本発明の第２の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２を示す斜視図である。なお、湧昇流発生海底人工堤２は、上記湧昇流発生海底人工堤１と比べて、鋼管トラス構造体１００の機能構成は同じであるため、その機能構成についての詳細な説明は省略する。
【００２８】
本実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２は、例えば、図８に示す通り、３つの鋼管トラス構造体１００から構成される。３つの鋼管トラス構造体１００は、それぞれ異なる３方向を向くように形成されており、例えば中心材２１０を中心として１２０°の等角度間隔で相互に接続されている。１つの鋼管トラス構造体１００の長さＬ３は、例えば、３つの鋼管トラス構造体１００の総長が２００ｍとなるように、６７ｍとすることができる。
【００２９】
湧昇流発生海底人工堤２において、鋼管トラス構造体１００は、鋼管トラス構造体１００の軸方向の端部１０２が相互に接合されている。なお、鋼管トラス構造体１００は、端部１０２が中心材２１０に接合することにより、中心材２１０を介して間接的に相互に接合されてもよい。
【００３０】
中心材２１０には、海面側上部に設置された３本の主鋼管１１０が接合されている。また、中心材２１０は、海底１９０に接地しており、海底１９０から垂直方向に延設される。かかる構成において、中心材２１０は、海面１８０側上部に設置された３本の主鋼管１１０を支持することができ、中心材２１０が設けられないときに比べて、湧昇流発生海底人工堤２全体の強度を高めることができる。
【００３１】
本実施形態において、遮蔽板１３０は、海底１９０で水平方向に流れる底層流を遮断し、湧昇流を発生させる。上述した本発明の第１の実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤１のような直線構造では、底層流を確実に遮断できるように、沈降時または着底時に設置
方向の調整が必要である。一方、本実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２では、遮蔽板１３０が３方向に向いているため、どの方向に設置されても底層流を遮断することができる。そのため、本実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２の施工方法では、沈降工程や着底工程における湧昇流発生海底人工堤２の設置方向の調整を省略することができ、湧昇流発生海底人工堤２の施工が容易となる。
【００３２】
また、本実施形態にかかる湧昇流発生海底人工堤２は、遮蔽板１３０が１２０°の間隔で３方向に向いているため、海底１９０を流れる底層流の向きが変わっても、適切に湧昇流を発生させることができる。
【００３３】
なお、本実施形態では、湧昇流発生海底人工堤２を構成する鋼管トラス構造体１００の設置数は３つとしたが、これに限定されず、４つ以上としてもよい。例えば、鋼管トラス構造体１００を４つとした場合、鋼管トラス構造体１００は、中心材２１０を中心として、例えば９０°ずつの間隔で相互に接続される。
【００３４】
また、例えば、図１０に示すように、本変更例では、主鋼管１１０に衝撃緩衝材２１２を設けるようにしてもよい。前記の衝撃緩衝材２１２は、例えばゴム製とすることができる。かかる構成において、衝撃緩衝材２１２は、湧昇流発生海底人工堤１の着底時における衝撃を緩衝することできるので、着底時に湧昇流発生海底人工堤１が破損することを防止できる。
【００３５】
また、例えば、上述した実施形態においては、湧昇流発生海底人工堤１、２は、海底１９０に１つだけ設置する場合について説明したが、近接する箇所に複数設置してもよい。例えば、湧昇流発生海底人工堤１の長手方向の長さＬ１を１００ｍとし、湧昇流発生海底人工堤１を長手方向に２つ並置することによって、全長２００ｍの湧昇流発生海底人工堤を構成することができる。また、湧昇流発生海底人工堤１、２を複数設置する場合、湧昇流発生海底人工堤１、２の設置方向が相異なるように設置してもよい。
【００３６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３７】
なお、本発明の湧昇流発生海底人工堤は、適宜、台船に載置されて搬送されたり、湧昇流発生海底人工堤に浮子を付けて海上を曳航することができ、また、台船上のクレーンまたはクレーン船等により吊り上げて、投入したり、浮子を分離することにより、湧昇流発生海底人工堤を海底に投入することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１ 湧昇流発生海底人工堤
２ 湧昇流発生海底人工堤
３ 鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料
１００ 鋼管トラス構造体
１１０ 主鋼管
１１２ 格点部
１１４ 端部鋼板
１１５ トラス構造体の端部鋼板
１１６ 開口部
１１８ トラス構造体の内部空間
１１９ 中空空間
１２０ 連結材
１３０ 遮蔽板
１３４ 隙間
１９０ 海底
２１２ 衝撃緩衝材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面または内部に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する少なくとも２枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、
前記主鋼管の端部に鋼板を接合して空間を形成し、前記主鋼管の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記主鋼管及びあるいは端部の鋼板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けること
を特徴とする湧昇流発生海底人工堤。
【請求項２】
仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する３枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、
前記鋼管トラス構造体の軸方向に沿ったそれぞれの外周面に前記遮蔽板を接合すると共に軸方向端部にトラス用端板を接合して鋼管トラス構造体の内部空間を形成し、前記鋼管トラス構造体の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記遮蔽板及びあるいはトラス用端板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けること
を特徴とする湧昇流発生海底人工堤。
【請求項３】
仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する３枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、
前記主鋼管の端部に鋼板を接合して空間を形成し、前記主鋼管の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記主鋼管及びあるいは端部の鋼板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設け、
前記鋼管トラス構造体の軸方向に沿ったそれぞれの外周面に前記遮蔽板を接合すると共に軸方向端部にトラス用端板を接合してトラス構造体の内部空間を形成し、前記トラス構造体の空間内部に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記遮蔽板及びあるいはトラス用端板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けること
を特徴とする湧昇流発生海底人工堤。
【請求項４】
少なくとも３つの前記鋼管トラス構造体を備え、
前記鋼管トラス構造体の軸方向の一端は、相互に接合されていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の湧昇流発生海底人工堤。
【請求項１】
仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面または内部に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する少なくとも２枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、
前記主鋼管の端部に鋼板を接合して空間を形成し、前記主鋼管の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記主鋼管及びあるいは端部の鋼板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けること
を特徴とする湧昇流発生海底人工堤。
【請求項２】
仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する３枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、
前記鋼管トラス構造体の軸方向に沿ったそれぞれの外周面に前記遮蔽板を接合すると共に軸方向端部にトラス用端板を接合して鋼管トラス構造体の内部空間を形成し、前記鋼管トラス構造体の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記遮蔽板及びあるいはトラス用端板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けること
を特徴とする湧昇流発生海底人工堤。
【請求項３】
仮想三角柱の軸方向の３つの稜に対応するようにそれぞれ配置された３本の主鋼管と、前記主鋼管を相互に連結する複数の連結材とからなる鋼管トラス構造体と、前記鋼管トラス構造体の外周面に前記主鋼管の軸方向に延設され、相異なる面角度を有する３枚の遮蔽板とを備えた湧昇流発生海底人工堤において、
前記主鋼管の端部に鋼板を接合して空間を形成し、前記主鋼管の内部空間に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記主鋼管及びあるいは端部の鋼板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設け、
前記鋼管トラス構造体の軸方向に沿ったそれぞれの外周面に前記遮蔽板を接合すると共に軸方向端部にトラス用端板を接合してトラス構造体の内部空間を形成し、前記トラス構造体の空間内部に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料を充填し、
前記遮蔽板及びあるいはトラス用端板に鉄鋼スラグまたは鉄鋼スラグを含有する材料がこぼれ出ない開口部を１つ以上設けること
を特徴とする湧昇流発生海底人工堤。
【請求項４】
少なくとも３つの前記鋼管トラス構造体を備え、
前記鋼管トラス構造体の軸方向の一端は、相互に接合されていること
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の湧昇流発生海底人工堤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２７０５６７（Ｐ２０１０−２７０５６７Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２５６７０（Ｐ２００９−１２５６７０）
【出願日】平成２１年５月２５日（２００９．５．２５）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２５日（２００９．５．２５）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
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