JP2001033243A - 水中堆積物層厚測定装置 - Google Patents

水中堆積物層厚測定装置

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JP2001033243A
JP2001033243A JP11240260A JP24026099A JP2001033243A JP 2001033243 A JP2001033243 A JP 2001033243A JP 11240260 A JP11240260 A JP 11240260A JP 24026099 A JP24026099 A JP 24026099A JP 2001033243 A JP2001033243 A JP 2001033243A
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JP
Japan
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pressure
water
box
thickness
sediment
Prior art date
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Pending
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JP11240260A
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English (en)
Inventor
Yoshimasa Kurashige
好匡 倉茂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shiga Prefectural Government.
Original Assignee
Shiga Prefectural Government.
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 洪水等で人間の手では直接測定することが困
難なときの堆積した土砂の層厚(土砂の厚さ)を自動的
に測定できる装置を提供する。 【解決手段】 上端に金属製ひさし(2’)がついた金
属製の箱(2)を作成し、この上に適当な大きさと厚さ
のゴム膜(1)を金属製枠(3)および多数のねじ
(4)を用いて固定する。一方、金属製箱の側面には圧
力センサー挿入用穴(6’)があり、ここから挿入した
圧力センサー(6)をゴムパッキング(5)等で固定す
る。次に、陸上でバルブ(7)を解放し、ここより金属
製箱内部の空気を完全に除去しつつ金属製箱内部に水を
充填したのちバルブを閉じる。これにより、金属製箱上
面のゴム膜上に加わった圧力を圧力センサーで検出する
ことができる。このようにしたものを河床等に設置し、
この上面に加わる土砂の土圧と水圧との和を検出するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、上面のみがゴム
膜で内部が水で満たされた金属製箱を水塊の底あるいは
堆積物中に設置し、この箱の上面に加わる土圧と水圧の
和から水中にある堆積物の厚さを測定させる装置および
その手法に関わるものである。
【0002】
【従来の技術】洪水等の際、河川に堆積する土砂の層厚
(土砂の厚さ)は局所的堆積や浸食により大きく変化し
ているらしいことは従来から指摘されてきた。しかし、
これまでの技術では、測量的手法により洪水前後の河床
地形測定から土砂層厚変化総量を求める以外に適当な手
法がなく、したがって洪水中の土砂層厚変化を知る好適
な手段はなかった。ただし、河床に設置した土砂トラッ
プの底にゴム製の水枕を設置し、この水枕内部の水圧を
計測することで土砂トラップ中の土圧と水圧の和を計測
し、同時に別の水圧計を用いて土砂トラップにおける水
圧のみを測定することから土砂トラップ中の土圧を換算
し、これにより土砂層厚を求める方法はイギリスで開発
されている。しかし、この手法ではゴム製の水枕を使用
しているため、地形変化が激しい河床に直接設置して計
測するには不向きである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】河川の底あるいは河床
堆積物中に設置可能な水枕あるいはこれと同様の手法で
計測可能な機器を測定するために研究を重ねた。
【0004】
【課題を解決するための手段】その結果、底面および側
面は金属製でありながらも、上面のみにゴム膜を取りつ
けた箱を作成し、この箱の内部を水で満たし、同時にこ
の箱内部に水圧センサーを組み込むことで内部の圧力を
測定する装置を作成すれば、目的にあう計測が可能であ
ることを突き止め、発明を完成することができた。
【0005】
【発明の実施の形態】上端に金属製ひさし(2’)がつ
いた底面および側面が金属製の箱(2)を作成し、この
上に適当な大きさと厚さのゴム膜(1)を置き、これを
固定するための金属製枠(3)を上部よりかぶせる。そ
して、多数のねじ(4)を用いて、ゴム膜を金属製箱と
金属製枠のあいだにはさみ込み固定する。一方、金属製
箱のひとつの側面には圧力センサー挿入用穴(6’)が
あり、ここを通して金属製箱内部に圧力センサー(6)
を挿入し、ゴムパッキング(5)等で水密を確保しなが
ら圧力センサーを固定する。次に、陸上でバルブ(7)
を解放し、ここより金属箱内部の空気を完全に除去しつ
つ金属製箱内部に水を充填する。そして、完全に金属製
箱内部が水で満たされたところでバルブを閉じる。この
ようにすることで、パスカルの原理により、金属製箱上
面のゴム膜上に加わった圧力を圧力センサーで検出する
ことができる。この箱を、河床に敷設する。このとき、
図では金属製杭(8)を用いて河床等に固定している
が、状況によってはセメント等での固定でも差し支えな
い。この装置の上面に土砂が堆積していないときには、
圧力センサーで検出する圧力はその場での静水圧と等し
くなる。しかし、この上面に土砂が堆積した場合には、
土圧と静水圧の和を検出することになる。
【0006】
【発明の効果】図2は、この装置を河床等に設置した場
合の模式図である。そして、イギリスで開発された手法
にならい、測定装置本体(9)の横で水位をパイプ(1
1)内に設置した水位計(10)により計測すれば、装
置上面に加わる静水圧のみを求めることができるから、
この値を当該装置の検出値から減じることにより土圧の
みを計算できる。さらに、土砂の水中単位重量を用いれ
ば、土圧より測定装置上面に堆積した土砂層厚を計算で
きる。したがって、測定装置の検出値および水位計の検
出値をケーブル等を介して測定装置で記録すれば、土砂
層厚を自己計測することができる。同様の装置を湖底や
海底等に設置すれば、その場に堆積する土砂の層厚の自
動計測も行うことが出来る。また、状況に応じては、ゴ
ム膜の代わりにシリコン膜等の圧力を十分に伝達可能な
物質を使用しても差し支えない。さらに、まえもって既
に堆積している堆積物中に当該装置を埋設しても、土圧
と水圧の和を検出する効果にかわりはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の斜視図である。
【図2】 本発明を河床に設置した場合の模式図であ
る。 1はゴム膜、2は金属製箱、2’は金属製箱上端にとり
つけられた金属製ひさし、3は金属製枠、4はねじ、5
はゴムパッキング、6は圧力センサー、6’は圧力セン
サー挿入用穴、8は金属製杭、9は測定装置本体、10
は水位計、11はパイプ、12はケーブル
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年4月24日(2000.4.2
4)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項3
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】洪水等の際、河川に堆積する土砂の層厚
(土砂の厚さ)は局所的堆積や浸食により大きく変化し
ているらしいことは従来から指摘されてきた。しかし、
これまでの技術では、測量的手法により洪水前後の河床
地形測定から士砂層厚変化総量を求める以外に適当な方
法がなく、したがって洪水中の土砂層厚変化を知る好適
な手段はなかった。ただし、河床に設置した土砂トラッ
プの底にゴム製の水枕を設置し、この水枕内部の水圧を
計測することで土砂トラップ中の土圧と水圧の和を計測
し、同時に別の水圧計を用いて土砂トラップにおける水
圧のみを測定することから土砂トラップ中の土圧を換算
し、これにより土砂層厚を求める方法はイギリスで開発
されている。しかし、この手法ではゴム製の水枕を使用
しているため、地形変化が激しい河床に直接設置して計
測するには不向きである。また,従来多くの水圧センサ
ーが開発されており,その中にはゴム膜内部に充填した
高粘性オイルを介して圧力を検出するものも多い。しか
し,これらは圧力を電気信号として取り出す都合上,感
圧面の面積が数平方センチメートルないし十数平方セン
チメートル程度に限られる上,センサー自体が力学的衝
撃に対して脆弱なものが多い。したがってこれらのセン
サーを直接河床に設置したならば,1点のみでの土圧と
水圧の和を計測することになり,ある面に加わる平均的
な値を検出することができず,また洪水時に加わる大き
な力学的衝撃を回避できない。なお,ダムあるいは貯水
漕内部の土砂等の堆積位置を検出するため,筐体上部に
部分的に堆積した土砂により筐体の一部を変形させ,こ
の変形を筐内部に封入した多数の移動体の選択的移動を
検出する装置も考案されている。しかし,この装置は筐
体内部に液体を充填させると当初の目的を達することの
できない構造になっており,したがって筐体の変形を圧
力として検出できず,したがって堆積物の層厚変化の測
定に使用することができない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】
【課題を解決するための手段】その結果,底面および側
面は金属製でありながらも,上面のみに数千平方センチ
メートルないし数平方メートルの面積をもつゴム膜を取
りつけた箱を作成し,この箱の内部を水で満たし,同時
にこの箱内部に水圧センサーを組み込むことで内部の圧
力を測定する装置を作成すれば,この上面に加わる土圧
と水圧の和の平均的値を検出できるうえ,洪水時の土砂
移動に伴う急激な力学的衝撃を水圧センサー自身に加え
ることなく計測できることを突き止め,これにより目的
にかなう計測を行うことが可能となり,発明を完成する
ことができた。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【発明の効果】図2は、この装置を川床等に設置した場
合の模式図である。そして、イギリスで開発された手法
にならい、測定装置本体(9)の横で水位をパイプ(1
1)内に設置した水位計(10)により計測すれば、装
置上面に加わる静水圧のみを求めることができるから、
この値を当該装置の検出値から減じることにより土圧の
みを計算できる。さらに、土砂の水中単位重量を用いれ
ば、土圧より測定装置上面に堆積した土砂層厚を計算で
きる。したがって、測定装置の検出値および水位計の検
出値をケーブル等を介して測定装置で記録すれば、土砂
層厚を自己計測することができる。同様の装置を湖底や
海底等に設置すれば、その場に堆積する土砂の層厚の自
動計測も行うことが出来る。また、状況に応じては、ゴ
ム膜の代わりに圧力を十分に伝達可能なシリコン膜を使
用しても差し支えない。さらに、まえもって既に堆積し
ている堆積物中に当該装置を埋設しても、土圧と水圧の
和を検出する効果にかわりはない。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上面のみがゴム膜等でその他の面が金属製
    である箱の内部に水を満たし、この水の圧力を圧力セン
    サーで計測させることを特徴とした装置。
  2. 【請求項2】請求項1の金属製箱を水塊内(川、湖、海
    など)の底あるいは堆積物中に設置することで、金属製
    箱上面に加わる土圧と水圧の和を計測させる計測方法。
  3. 【請求項3】箱上面の膜を圧力を伝播する任意の材質の
    ものにした、請求項1の装置。
JP11240260A 1999-07-22 1999-07-22 水中堆積物層厚測定装置 Pending JP2001033243A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102539059A (zh) * 2011-12-28 2012-07-04 太原航空仪表有限公司 并联式真空、压力敏感元件
CN102563189A (zh) * 2011-12-23 2012-07-11 中国航天科技集团公司第六研究院第十一研究所 橡胶夹布膜片及其制造方法
CN105953973A (zh) * 2016-07-03 2016-09-21 安徽碧源环保工程有限公司 一种新型土压力计
CN107560698A (zh) * 2017-11-02 2018-01-09 南京船行天下信息科技有限公司 一种内河船舶称重器
CN109959366A (zh) * 2019-04-12 2019-07-02 清华大学 水深探头、水深检测系统及微差水深测量方法

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