Title Otaru Port North Breakwater

  • Hokkaido
Topic(s):
Historic Sites/Castle Ruins Nature/Ecology
Medium/Media of Use:
App, QR code, etc. Pamphlet Web Page
Text Length:
251-500
FY Prepared:
2023
Associated Tourism Board:
otarushi nihon isan suishin kyogikai
Associated Address:
1-6, Temiya, Otaru City , Hokkaido

小樽港北防波堤


 旧手宮石炭桟橋近くのコンクリート製の防波堤は、石狩湾を横切り1,289メートルにわたり延びています。小樽は北海道における海上交通の主要な拠点でした。小樽は水深の深い港で、その一部は北側の岬に守られています。しかし、19世紀の終わりに多くの船舶が港に来るようになるにつれ、冬の嵐や荒波により、船やその積み荷が破損するケースが増えました。そこで1897年、港の北側を守るために、日本初のコンクリート製外洋防波堤の建設が始まりました。


波を制御する

 土木技師である廣井勇(1862年–1928年)は防壁の最適な高度と角度を計算するために波圧公式を考案し、それを使って重さ14-24トンのブロックでできた防波堤を設計しました。彼は波に対してある角度でブロックを積み上げると荒波の衝撃を最大限に減らせると考えました。この防波堤は水面上では、幅7.3メートルの幅の狭いコンクリート製の桟橋に見えますが、水面下では、海側に階段状に積まれたブロックにより、波が砕かれます。


 19世紀の日本では、防波堤は防御的な城壁の建築と同じように、モルタルを使わないで大きな加工されていない石を積み重ねて造られていました。廣井はコンクリートを使うことで、荒波に耐えられるインターロッキングブロックを設計することができました。国内におけるコンクリート生産はまだ始まったばかりのときで、長崎県佐世保や神奈川県横浜の防波堤で数年前から使用されているコンクリートには、すでにひびが入り始めていました。廣井は、コンクリート混合物に火山灰を加えることで耐久性が増すという事に気づき、約60,000種の混合サンプルを作って検証しました。


現代の土木工学の創始者

 廣井は、土佐藩(現在の高知県)の武士の家に生まれましたが、1867年に徳川幕府(当時の政権)が滅び、武士階級が廃止されると、廣井一族は、地位と収入を失いました。廣井は10歳で勉学のために東京の叔父の家に移ったのち、北海道に移り住み、15歳で札幌農学校に入学しました。21歳のときにアメリカに渡ってミシシッピ川改修工事に取り組み、その後、鉄道橋の設計を行いました。


 廣井は、アメリカで4年、ドイツで2年過ごした後、日本に戻りました。廣井は札幌農学校で2年間教授として働き、その後、東京帝国大学(現在の東京大学)の教授に就任しました。彼の教え子たちはパナマ運河の建設など、世界中のプロジェクトに携わりました。20年間の任期中、彼は大規模な橋からダム・水力発電まで、日本中の建設プロジェクトに顧問として尽力しました。100年以上たった今でも、小樽港北防波堤は、荒波から港を守っており、廣井の波圧公式は、1980年代まで世界中の港の設計に用いられました。

小樽港北防波堤


日本第一座外海防波堤位於舊手宮高架棧橋附近,這道混凝土防波堤橫跨石狩灣,綿延1289公尺。小樽曾是北海道的航運樞紐港,北面的海岬為這座深水港提供了部分天然防護。然而,到了19世紀末期,大量船隻頻繁出入港口,冬季的風暴和惡劣的海況,讓船隻及其裝載的貨物蒙受了越來越多的損失。為了加強港口防護,被譽為「日本土木工程學之父」的廣井勇(1862-1928)於1897年開始興建防波堤。


馴服海浪

廣井勇推導出了一個全新的波浪力學公式,用來計算堤壩的最佳高度和角度。防波堤由單體重量介於14~24公噸之間的混凝土元件構成。廣井勇認為,按照一定的角度堆疊元件築成斜面,最能夠消解海浪衝擊的力量。最後建成的防波堤,如果單看露出海面的部分,只是一條寬7.3公尺的狹窄混凝土長堤,然而在水面下,堤壩朝向外海一側呈階梯狀逐漸向下加寬,將海浪牢牢擋在了海灣之外。

19世紀時,日本人通常採用類似修築城牆壁壘的方式建造防波堤,將未經切割的大石塊直接堆砌起來,不用砂漿加固。廣井勇引入混凝土,設計出可以嚴密鎖合的建築元件,可以抵禦巨浪衝擊。當時日本國內的混凝土製造業剛剛起步,長崎縣佐世保市和神奈川縣橫濱市在此之前都曾使用混凝土修建防波堤,但短短幾年後便開始出現裂痕。廣井勇提出在混凝土中加入火山灰以增加耐久性的想法,並試驗製作了總計大約6萬件不同成分配比的樣品。


現代土木工程學之父

廣井勇出生於土佐藩(今高知縣)的一個武士家庭,然而隨著1867年德川幕府退出歷史舞台,武士階層被廢除,他的家庭也失去了曾經的地位與收入。10歲時,廣井勇到東京求學,借住在叔父家裡。15歲前往剛剛起步開發的北海道,入讀札幌農學校。21歲遠渡美國,先後參與了密西西比河的改造工程和多項鐵路橋梁設計。

在留美4年、留德2年後,廣井勇回到日本,進入札幌農學校擔任了兩年教授。後來赴東京帝國大學(今東京大學)出任教授。他的學生參與的工程遍佈全球各地,其中包括巴拿馬運河的建設。在長達20年的執教生涯中,廣井勇作為顧問在日本各地的建設項目中投注了心血與時間,包括大橋、堤壩,乃至水力發電站建設。小樽港北防波堤建成已逾百年,至今依然保護著港口免受巨浪侵襲。同樣,廣井勇的波浪力學公式直到1980年代還在全球各地的港口設計中被廣泛使用。

小樽港北防波堤


在旧手宫高架栈桥附近,有一道横跨石狩湾的混凝土防波堤,它是日本第一座外海防波堤,全长1289米。小樽曾是北海道的航运枢纽港,北面的海岬为这座深水港提供了部分天然防护。然而,到了19世纪末期,大量船只频繁出入港口,冬季的风暴和恶劣的海况令船只及其装载的货物蒙受到越来越多的损失。1897年,为加强港口防护,被誉为“日本土木工程学之父”的广井勇(1862-1928)开始兴建防波堤。


驯服海浪

为了设计这道防波堤,广井勇推导出了一个全新的波浪力学公式,用来计算堤坝的最佳高度和角度。防波堤由单体重量介于14~24吨之间的混凝土组件构成。广井勇认为,按照一定的角度堆叠组件筑成斜面,可以最大程度地消解海浪冲击的力量。最终建成的防波堤,单看露出海面的部分,仿佛只是一条宽7.3米的狭窄混凝土长堤。然而在水面下,堤坝朝向外海一侧呈阶梯状逐渐向下加宽,将海浪牢牢挡在了海湾之外。

在19世纪的日本,人们通常采用类似修筑城墙壁垒的方式建造防波堤,将未经切割的大石块直接堆砌起来,不使用砂浆。广井勇引入混凝土,设计出可以严密锁合的建筑组件,足以抵御巨浪冲击。当时日本国内的混凝土制造业刚刚起步,长崎县佐世保市和神奈川县横滨市此前都曾使用混凝土修建防波堤,但短短几年后便开始出现裂痕。广井勇提出在混凝土中加入火山灰以增加耐久性的设想,并试验制作了总计大约6万件不同成分配比的样品。


现代土木工程学之父

广井勇出生于土佐藩(今高知县)的一个武士家庭,然而,随着1867年德川幕府退出历史舞台,武士阶层被废除,他的家庭也失去了曾经的地位与收入。广井勇10岁时到东京求学,借住在叔父家里。15岁前往刚刚起步开发的北海道,入读札幌农学校。21岁远渡美国,先后参与了密西西比河的改造工程和多项铁路桥梁设计。

在留美四年、留德两年后,广井勇回到日本,进入札幌农学校担任了两年教授,后赴东京帝国大学(今东京大学)出任教授。他的学生参与的工程遍布全球各地,其中包括巴拿马运河的建设。在长达20年的执教生涯中,广井勇以顾问的身份在日本各地的建设项目中投注了大量心血与时间,包括大桥、堤坝乃至水利发电站的设计建设。小樽港北防波堤建成已逾百年,至今依然保护着港口免受巨浪侵袭。同样,广井勇的波浪力学公式直到20世纪80年代还被广泛应用于全球各地的港口设计中。

오타루 항구 북방파제


 구 데미야 석탄 부두 근처의 콘크리트 방파제는 이시카리 만을 가로질러 1,289m에 걸쳐 뻗어 있습니다. 오타루는 홋카이도 해상 교통의 주요 거점이었습니다. 오타루는 수심이 깊은 항구로, 그중 일부는 북쪽의 곶에 의해 보호받고 있습니다. 그러나 19세기 말에 많은 선박이 항구로 오게 되면서 겨울의 폭풍과 거친 파도로 인해 배와 화물이 파손되는 경우가 늘어났습니다. 그래서 1897년에 항구의 북쪽을 보호하기 위해 일본 최초의 콘크리트 외양 방파제 건설이 시작되었습니다.


파도를 제어하다

 토목 기사인 히로이 이사미(1862년~1928년)는 방벽의 가장 적합한 고도와 각도를 계산하기 위해 파압 공식을 고안하고 이를 이용하여 무게 14~24톤의 블록으로 된 방파제를 설계했습니다. 그는 파도에 대해 특정한 각도로 블록을 쌓아 올리면 거친 파도의 충격을 최대한으로 줄일 수 있다고 생각했습니다. 이 방파제는 수면 위에서는 폭 7.3m의 폭이 좁은 콘크리트 부두로 보이지만, 수면 아래에서는 바다 쪽에 계단 모양으로 쌓인 블록에 의해 파도가 부서집니다.


 19세기 일본에서의 방파제는 방어적인 성벽의 건축과 마찬가지로 모르타르를 사용하지 않고 가공되지 않은 큰 돌을 쌓아 만들었습니다. 히로이는 콘크리트를 사용함으로써 거친 파도에 견딜 수 있는 인터로킹 블록을 설계할 수 있었습니다. 일본 국내의 콘크리트 생산이 이제 막 시작되었을 때, 나가사키현 사세보와 가나가와현 요코하마의 방파제에서 몇 년 전부터 사용되던 콘크리트에 이미 균열이 생기기 시작했습니다. 히로이는 콘크리트 혼합물에 화산재를 첨가하면 내구성이 높아진다는 것을 깨닫고 약 60,000종의 혼합 샘플을 만들어 검증했습니다.


현대 토목 공학의 창시자

 히로이는 도사번(현재의 고치현)의 무사 가문에서 태어났지만, 1867년에 도쿠가와 막부(당시 정권)가 쇠퇴하고 무사 계급이 폐지되자 히로이 일족은 지위와 수입을 잃었습니다. 히로이는 10살 때 공부를 위해 도쿄에 있는 숙부의 집으로 옮겨간 후 홋카이도로 이주했으며, 15살 때 삿포로 농학교에 입학했습니다. 21살 때 미국으로 건너가 미시시피강 개수 공사에 참여했으며, 이후 철도교를 설계했습니다.


 히로이는 미국에서 4년, 독일에서 2년을 보낸 후 일본으로 돌아왔습니다. 히로이는 삿포로 농학교에서 2년 동안 교수로 일했으며, 이후 도쿄 제국 대학(현재의 도쿄 대학)의 교수로 취임했습니다. 그의 제자들은 파나마 운하 건설 등 전 세계의 프로젝트에 참여했습니다. 20년 동안의 임기 중 그는 대규모 다리에서 댐, 수력 발전까지 일본 전역의 건설 프로젝트에 고문으로서 노력했습니다. 100여 년이 지난 지금도 오타루 항구 북방파제는 거친 파도로부터 항구를 보호하고 있으며, 히로이의 파압 공식은 1980년대까지 전 세계의 항구 설계에 사용되었습니다.

Otaru Port North Breakwater


A concrete breakwater stretches 1,289 meters across the bay near the former Temiya Coal Pier. Otaru was the main hub for sea traffic in Hokkaido. It is a deep-water port that is partially protected by a cape on the north side. By the end of the nineteenth century, however, as more vessels frequented the port, the storms and rough seas of winter caused increasing damage to ships and their cargo. In 1897, construction began on the breakwater to better protect the port.


Taming the waves

Civil engineer Hiroi Isami (1862–1928) devised a wave power formula to calculate the optimum height and angle of the barrier and used it to design the breakwater, made up of blocks weighing between 14 and 24 tons. He determined that stacking the blocks at an angle to the waves would best reduce the impact of heavy seas. On the surface, the breakwater appears to be a narrow concrete jetty, 7.3 meters wide. Under the waterline, blocks stacked like steps on the seaward side break the waves.


In nineteenth-century Japan, breakwaters were often made of large, uncut stones stacked together without mortar, similar to the construction of defensive castle walls. Using concrete, Hiroi designed interlocking blocks that could withstand the heaviest seas. Domestic concrete production was in its early days, and the concrete used a few years earlier in breakwaters at Sasebo in Nagasaki Prefecture and Yokohama in Kanagawa Prefecture was already starting to crack. Hiroi came up with the idea that adding volcanic ash to the concrete mix would increase durability, and he put his idea to the test by making around 60,000 samples of various compositions.


The father of modern civil engineering

Hiroi was born into a samurai family of the Tosa domain (present-day Kochi Prefecture), but his family lost their status and income when the samurai class was abolished after the Tokugawa shogunate fell in 1867. At age 10, Hiroi moved to an uncle’s home in Tokyo to study, then later moved to the new frontier of Hokkaido and entered Sapporo Agricultural College at age 15. He was 21 when he visited the United States, first to work on improvement projects on the Mississippi River, then designing railway bridges.


Hiroi returned to Japan after four years in the United States and two years in Germany. He worked as a professor at Sapporo Agricultural College for two years, then joined Tokyo Imperial University (the present-day University of Tokyo) as a lecturer. His students went on to work on projects around the world, including the construction of the Panama Canal. During his twenty-year tenure, he donated his time as an advisor on construction projects across Japan from major bridges to dams and hydroelectric works. After more than 100 years, the Otaru Port North Breakwater still protects the port from heavy seas, and Hiroi’s wave force formula remained in use until the 1980s in the design of ports around the world.

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