河川構造物の設計

水門は、長期にわたってその機能を発揮する必要があるため、そこの設置するゲート設備は、その機能・性質および各構成部材・部品の特性を考慮して設計しなければならない。制水設備の設備計画では、個々の設備の水理機能だけでなく、本体の性質、設備構成、操作の方法、点検・整備、補修の方法等を含めて総合的に検討する。

排水機場は、ポンプ設備と機場上屋、機場本体および付属施設により構成される関連施設が一体となって、所期の機能を長期に亘って発揮されるものである。したがって、排水ポンプ設備の設計に当たってはそれらの総合的な検討が必要である。ポンプ設備は、機場の目的、特性、使用条件等に適合した機能、信頼性、耐久性及び経済性を備えたものとする。また、ポンプ設備は所定の計画水量、水位を確保するため、設備の目的及び設置条件を考慮して計画・設計する。

ゴム引布製起伏堰と鋼製起伏堰の折衷したのが、ゴム袋体支持式鋼製起伏堰で、ＳＲ合成起伏堰、略してＳＲ堰という。鋼製起伏堰の起伏動作に必要な油圧シリンダーをゴム引布に置き換えたもので、鋼製に起こる油圧シリンダーからの漏油問題と引布製特有のＶノッチ現状という問題を解決した。ポリエステル繊維で補強されたゴム引布製空気袋を圧縮空気により膨張させ、鋼製の扉体を起伏させる構造物である。

鋼製起伏堰は、通常の場合、ゲートの高さが比較的低く、また自動転倒方式又は遠隔操作による転倒方式をとることにより、堰柱は、洪水時に水没しても支障がなく、幅もさほど大きなものにはならない。したがって、起伏堰の洪水流下に与える影響は、引き上げ式の堰に比べて小さい、更に、起伏堰のゲートは、径間長を余り大きくすると、ゲートの縦横比がちいさくなり、構造上の問題が生じる場合がある。

ゴム堰とは、袋状のゴム引布製の扉体を有し、空気または、水を袋体に充填し、もしくは袋体より排除することによって起伏させる堰のことをいう。ゴム堰の規模および重要性に応じて、地盤調査・堤防漏水調査・河床変動調査・水質調査・生態系調査の中から必要な調査を行う。また、ゴム堰の設置位置は設置目的に応じて選定し、河道の湾曲部や河道断面が狭小で流下能力を阻害する恐れのある場所、河状の不安定な箇所等はできるだけ避けるものとする。

魚道（ぎょどう）は、魚の遡行が妨げられる箇所で、遡行を助けるために川に設ける構造物である。
通常はダム、堰、床止めなどの施設に付属して設けられ、魚類等の遡上・降下に適した形状とし、計画高水位以下の水位の作用に対して安全な構造とする。
魚道の設計にあたっては、対象河川に生息する魚のふ化から成長、定着、産卵に至までの時期と河川内の移動などライフスタイルを考慮し、上・下流の河道形態を踏まえて川づくりの一環として設計する。
特に回遊性の魚類や甲殻類、又は育成のための河川内の移動が不可欠な生物にとっては、柔横断方向の川の連続性を確保するための移動路の確保が必要である。
魚道の規模、形式は、対象となる魚種とその習性、利用可能な流量、魚道上・下流の水位の変動等を考慮して決定する。

樋門は、河川堤防を貫通して設置される管梁構造物であり、河川整備計画等に適合し、堤防の機能と安全を損なわず、周辺の環境に配慮した構造としなければならない。樋門および周辺堤防の安全性を確保するためには、樋門の設計・施工にあたっては、樋門の構造形式を柔構造樋門とすることを優先して検討することが求められる。
また、樋門は、原則として河状が安定し、洪水時に堤防の弱点とならないように配慮した位置に設ける。

護岸は、堤防及び低水河岸を洪水時の浸食作用に対して保護することを主たる目的として設置されるものである。また、浸食防止機能とともに、自然環境の保全・再生あるいは親水性などの確保も設計上の重要な要素である。洪水時の流速や洗掘深など設計対象地点付近の河道特性を十分に理解するとともに、既往の被災事例を調査し、被災部位別の主な被災原因や護岸構造ごとの被災携帯の特徴について十分に把握して設計に反映させる。また、護岸の力学的安定性の照査は、設計条件の設定、設計外力の算定、構造諸元の照査の順に行う。

床止めは、河床低下を防止し、河床を安定させ、河川の縦断および横断形状を維持することを目的として設置される河川横断構造物である。従来には、床止めを設置して、流速を緩和する措置を執られることもあったが、今後は治水の目的から見て河床の維持が可能か否かの判断が床止め設置にあたって第一に考えられるべきである。また、床止めを設置する場合には、河川環境や魚類に与える影響を考慮し、その影響が最小限となるように配慮する必要がある。床止めは、その設置目的および形状から「落差工」と「帯工」に分類される。落差工は河床低下の防止を目的とし、帯工は洪水の乱流による局所洗掘の防止を目的として設置される。

水門は、河口部で高潮の影響を軽減すること、支川の合流点で本川の背水の影響を軽減することなどのため、堤防を分断し、その部分が一連の堤防の機能を確保できるようにするためにゲートを設置した構造物である。また、水門は計画高水位以下の水位の流水の通常の作用に対して安全な構造となるように設計する。計画高水位以下の洪水の流水を妨げることなく、付近の河岸および河川管理施設の構造に著しい支障をおよぼさないような構造となるよう設計する。