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アースダム


埼玉県 円良田湖(つぶらだこ) 昭和29年 竣工

アースダムは主に土を用い、台形状に形成して建設するダム。アースフィルダム・土堰堤とも呼ばれる。

ダムとしては最も古典的な型式で、全国各地に散らばる「ため池」はこの形式で建設されている。
均一に台形状に盛り土を行って堰堤を形成する為、均一型フィルダムと呼ばれる場合もある。
小規模なダムに関しては単に盛り土を行う工法が多いが、一部の大規模なアースダムに関しては安全性の為に堤体内中心部に土質遮水壁(コア)を設ける場合もある。


神奈川県 相模原沈殿地 昭和27年 竣工

主に灌漑目的で建設され、降水量の少ない地域、特に岡山県・香川県等に多い。
上水道目的で建設される例は1891年に長崎市水道局が建設した本河内高部ダムが最初で、その後東京都によって狭山湖や多摩湖、戦後には水資源開発公団によって総貯水容量の大きい大規模アースダムが利根川水系や木曽川水系等で建設された。
この中には河道外であったり湛水出来るだけの水量を持たない為他の河川から導水して貯水し、用水路の調整池として建設されるケースもある。
但し積極的な洪水調節機能には余り向いておらず、多目的ダム・治水・防災ダムとして建設されるケースは少ない。
更に水位変動の激しい発電用として建設されるケースは大野ダム(相模川水系谷田川・東京電力株式会社)等極めて少数である。


山梨県 大野(おおの)ダム 大正3年 竣工

ダムの型式別では日本で最多で、堤高15m以下のものを含めると正確な基数は不明。奈良時代や平安時代では行基や空海といった博識の仏法僧が優れた土木技術知識を駆使してダム建設に携わっていた。
日本最古のダムは7世紀前半に築造されたと「古事記」・「日本書紀」にも伝えられる狭山池ダム(大阪府)である。 

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ロックフィルダム

内部は中心部を粘土・その両脇を砂や砂利・外郭部を岩石で覆う三層五重に分かれた構造をもつ。中心部の粘土質はコア材(遮水壁)とも呼ばれ、このコア材が水をせき止める。その両面に砂や砂利からなるフィルター材が積まれコアが崩れないように支え、さらにその外側に岩を敷き詰めたロック材を幅広く積み、コアとフィルターをささえる。水を遮る方式によって幾つかの亜型に分類される。

分類は以下の通り

○土質遮水壁型ロックフィルダム
ロックフィルダムの基本形とも言える型式。世界的に見てもロックフィルダムの大多数はこの型式で施工されている。主に粘土質で形成されるコア材の位置によって更に分類される。一つはコア部が基礎岩盤より垂直に建設されている型式で、中央土質遮水壁型ロックフィルダム(またはセンターコア型フィルダム)と呼ばれる。ロックフィルダムの中では安定性に優れており、地震や降水量の多い日本のロックフィルダムの大部分はこの方式である。

土質遮水壁型ロックフィルダムの例

石川県 手取川(てとりかわ)ダム 昭和44年 竣工


○傾斜土質遮水壁型ロックフィルダム
コア部が基礎岩盤より斜めに建設されている型式、コア材が表面を遮水する役割を果たし安定性を保つため下流部におけるフィルター材・ロック材の分量を多くしてコア材を支える。地形的理由などで選択されるケースが多いが、建設されたケースはあまり多くない。

傾斜土質遮水壁型ロックフィルダムの例

岐阜県 御母衣(みぼろ)ダム 昭和32年 竣工


○アスファルトフェイシングフィルダム
厚く舗装したアスファルトコンクリートで上流部表面を覆い遮水する。
岩石を台形状に積み上げたダムの上流面に厚さ数十センチメートルのアスファルト舗装を施し、これで水をせき止める。付近で良質の粘土質が満足に取れない場合などに用いられる型式。
近年では純揚水発電用ダムでよく用いられる型式でもあります。

○ コンクリートフェイシングフィルダム
岩石を台形状に積み上げたダムの上流面にセメントコンクリートを打設し水をせき止める構造。
建設の歴史が古く1940年代後半~1950年代前半に集中しており、戦後の物資難でセメントが著しく不足していた時代にコンクリートダムから型式を切り替えて建設した経緯がある。

○ コンクリートコアフィルダム
コア部が土質材料ではなくコンクリートやアスファルトで形成されたロックフィルダム。

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アーチ式コンクリートダム

アーチ式コンクリートダムはコンクリートを主要材料として使用し、アーチ止水壁にかかる水圧を両側面の岩盤で支える型式のダムで、略してアーチダムともいう。

アーチ式コンクリートダムは、両側面岩盤の強固な地点に適用できる型式。コンクリートの使用量が少なく、重力式コンクリートダムに比べて工費圧縮が可能で経済性に優れる。

アーチダムには様々な亜型があるが、最も多いのは下流側に湾曲したドーム型アーチ式コンクリートダムである。形状が複雑で設計が難しいが、最も少ないコンクリートの量で建設でき、これが現在まで続く主流のアーチ式コンクリートダムの基本形となっている。この他にも放物線アーチや湾曲していない円筒型などがある。

アーチダムの建設には、莫大な水圧に耐えられるだけの強固な両側基礎岩盤の存在が絶対条件であり、建設可能な地点は限定される。フランスのマルパッセ・ダム決壊事故では基礎岩盤の強度が不十分であったことが原因とされている。これを受けて黒部ダムでは両側にウイングを設けて水圧に耐えられるようにした。亜型として複数のアーチが連なるマルチプルアーチダムや、重力式コンクリートダムの特徴を併せ持った重力式アーチダムがある。

洪水吐き(こうずいばき)については、ほとんどのアーチダムに常用洪水吐き(非洪水時・小規模の洪水時の放流設備)が備えられており、ダム堤体中央部に2~3門のゲートを設置し放流を行う。スキージャンプ式の洪水吐きをダム両側に備えるもの、山腹に洪水吐きを設けダム自体は洪水吐きを設けない非越流型もある。また、非常用洪水吐きについては自然越流・ゲート放流を含め中央越流型洪水吐きが多く採用されている。

日本では三成ダム(斐伊川・島根県)が河川法上の規定によるダムとしては最初のアーチ式コンクリートダムであるが、大正時代に旧・武蔵水力電気(東京電力の前身の一つ)が埼玉県に建設した浦山堰堤(堤高14.0m。現在は浦山ダムに水没)が日本初のアーチ状堰堤建設例とも言われている。小堰堤まで含めれば青森県にある大湊旧海軍水道用堰堤が、現存する最古のアーチダムということになる。

日本で最初の高さ100mを越える大規模アーチダムは上椎葉ダム(宮崎県)である。現在のアーチ式コンクリートダムで見られるオーバーハングした3次元的形状が取り入れられた最初のアーチ式コンクリートダムは殿山ダムが最初である。その後アーチダムの研究が活発化するに連れ盛んに建設されるようになり、昭和38年に完成した黒部ダムは日本最大のダムとして日本のダムの歴史に燦然と輝いている。ダムの形状としては美しい外観を有していることから観光地化しているダムも多い。

強固な岩盤を有する峡谷に建設されることから同一河川に集中して建設されている例もある。近年は建設に適する地点が極めて少なくなり今後この型式で建設される可能性は極めて少ないものと考えられる。

アーチ式コンクリートダム例

長野県 稲核ダム(いねこきダム) 昭和44年 竣工


長野県 水殿(みどの)ダム 昭和45年 竣工


長野県 奈川渡(ながわど)ダム 昭和44年 竣工


※本文はフリー百科事典『ウィキペディア』より引用し一部補正しています。

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中空重力式コンクリートダム

コンクリートが高価だった、あるいは交通手段の問題から輸送量を減らす必要があるので考案されたダム型式。外観・基本は重力式コンクリートダムであるが、ダム内部に中空部を設けることで同規模の重力式コンクリートよりもコンクリートの使用量を減らした。ダム内部に中空を設けるためにダムの接地面積が広くなるので、普通の重力式コンクリートダムに比べて安定性が増すという利点もある。

海外では主にイタリアを中心に建設されており、日本でも井川ダムを皮切りに1950年代~1960年代に掛けて主に建設された。静岡県・山形県・岐阜県・高知県に多い。現在ではコンクリートの価格が安くなり、型枠が複雑化したことによる人件費の増大から、内の倉ダム(新潟県)の完成(1972年・昭和47年)を最後に新規建設は行われなくなり、現存するのは13基となっている。セメントが安価となり、且つより経済的に建設できるダム型式(台形CSGダムなど)が開発されている為、中空重力式が建設される事は将来的にも無いものと考えられる。

中空重力式コンクリートダム例

静岡県 井川(いかわ)ダム 昭和32年 竣工


静岡県 畑薙第二(はたなぎだいに)ダム 昭和36年 竣工


※本文はフリー百科事典『ウィキペディア』より引用し一部補正しています。

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重力式コンクリートダム

主にコンクリートを主要材料として使用し、コンクリートの質量を利用しダムの自重で水圧に耐えるのが特徴で膨大なコンクリート量が必要であり、アーチ式ダムほど条件は厳しくないものの花崗岩・安山岩等基礎岩盤が堅固な地点でないと建設する事が出来ない。

1900年、神戸市水道局が生田川本川に布引五本松ダムを建設したのが日本最初の例。
その後1911年に「電気事業法」が施行されるに及んで名だたる実業家が電力事業に乗り出し、堤高50mを超える本格的大ダムが建設されるようになる。昭和に入ると堤高80mを超えるダムも建設され機械化工法の普及によりその勢いは加速。遂には高さ100mを超えるダムが計画されるようになったが、戦争の激化によりほとんどは建設中止。戦後を迎え、本格的な大ダム時代到来となる。
その後、大規模機械化工法の発展に伴い高さ150m級のダムが相次いで建設された。
現在では大規模重力ダムを建設できる地点が減少し、ダム建設への風当たりや経済的なダム型式の開発により、1950年代の様な大規模重力ダムが相次いで建設されることはなくなってきている。


○越流型重力式コンクリートダム
越流型・重力式コンクリートダムの典型例で、ほとんどの重力式ダムがこの型式を採っている。
ダム堤体中央部に洪水吐を設置し、天端より湖水の放流を行うものである。従来は水門を備えるタイプが主流であったが、近年では水門を設けず、サーチャージ水位を超えた場合自然に放流する「自然調節方式」の洪水吐を設けるダムが主流となっており、事業費削減の観点からも今後増加する傾向にある。なお、このタイプのダムを通称「ゲートレスダム」と呼んでいる。

越流型重力式コンクリートダム例

・岐阜県 鳩谷(はとや)ダム 昭和31年竣工

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・埼玉県 下久保(しもくぼ)ダム 昭和43年竣工



○非越流型重力式コンクリートダム
非越流型・ダム堤体上に洪水吐を設置しないタイプの重力式コンクリートダム。
このような型式の場合、洪水吐はロックフィルダムと同様に堤体脇の山腹を掘削して洪水吐を設けるかダム直下にトンネルを通して下流に放流する。明治から大正にかけて水道用ダムで多く採用されたが多目的ダムのように積極的に洪水調節を行うようなダムに採用されることはなく、近年建設されるケースはない。

・非越流型重力式コンクリートダム例
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東京都 小河内(おごうち)ダム 昭和32年竣工



※本文はフリー百科事典『ウィキペディア』より引用し一部補正しています。

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