JP2006209712A - 津波検知装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】検出に時間を要さず、正確に津波の海岸への到達時間や津波高さを推測できる津波検出装置および該装置による津波警報システムを提供する。
【解決手段】流速計を用いてリアルタイムで海水中の多層の流速値を計測し、流速分布または流速値またはその組み合わせから津波を検出する津波検出装置、さらには該装置に波向計や波高計による検出機能を加え、それらから得られた情報を用い、津波警報を発する津波警報システムを構築する。
【選択図】なし

Description

本発明は、津波を検知するための、津波検知装置に関する。
一般に、津波の計測は、検潮井戸の潮位計で測られる。しかし、これは、海岸に設置されているため、防災のための津波の襲来を検知するためには適さない。このため、水圧センサーを海岸から離れた位置の海底に設置し、海面変動を計測し、津波の襲来を検知する津波計が開発され、既に、日本で１３箇所に設置されている（非特許文献１参照。）。また、沖にＧＰＳを搭載したブイを設置し、海面の上下変位を計測し、津波を計測する津波計も試みられている。
「潮位を測る」、沿岸開発技術センター、２００２年、ｐ．１４５
第１番目の課題は、検出に時間を要することである。すなわち、これらの方式は、海面の変動を計測する方法をとっている。この場合、津波の判断には、波の周期を測り判断される。津波の周期が５分以上であることから、判断するのに時間を要する。特に、自動的に検知する場合は、大きな問題となる。第２番目の課題は、水圧センサーが海水密度、気圧の影響をうけることや、沿岸での津波の高さに比べ、沖合での津波の高さが随分低いため、津波による水圧変動が小さくなり、観測値を監視していても、津波の高さを抽出し、沿岸に到達する時刻や、沿岸での津波の高さの予測が困難とされている（非特許文献１参照。）。第３番目の課題は、水圧センサーの場合、１地点で１点個設置されているため、海面の上下変動の計測では、津波の方向がわからないことである。正確に、海岸への到達時間、海岸での津波高さを推測するには、津波の方向を知る必要がある。
第４番目の課題は、津波の検知だけの目的で、沖合に津波検知の施設を設置することは、経済的に大きな負担が生じることである。
第１と第２の課題は、次の手法で解決できる。津波と風波の違いは、水中の流れの分布に現れる。風波による、水粒子の水平運動は、海面で最大で、深くなるにつれて減衰し、海底付近では、非常に小さな値になる（非特許文献２参照。）。
他方、津波の波長が風波に比べ非常に長いので、大水深であっても相対的に海が浅いと扱うことができ、津波が長波の性質を有する。このことから、津波による水粒子の水平流速Ｃは、海面と海底付近でほとんど同じで、数１で示される。ただし、ｇは、重力加速度、ｈは、その点での静水深である（非特許文献３参照。）。従って、風波と津波では、海水中の流速分布が異なる。この流速分布の違いを検出することで、津波を検出することができる。
さらに、設置場所の静水深ｈが既知であるので、津波の流速値Ｃも既知である。従って、流速の分布特性と流速値によって、津波を検出することもできる。また、水位変動が沖の深い所にいく程小さくなるのに対し、流速が、数１から明らかなように、深い所の方が大きな値となり、津波の検出には、沖の方が優位となる。これら方法は、海面水位の周期を用いないので、ただちに津波を検出することが可能になる。
また、海象計を用いる場合、さらに、海面の水位情報も利用でき、海面上昇下降値を参考にして、流向、流速分布、流速値から津波を検知することもできる。
さらに、地域の海岸形状から、事前に津波伝播をシミュレーションしておくと、沿岸域の津波到達時刻と沿岸域の津波の高さを推測できる。この時、流向が大きな役割を果たす。
「波を測る」、沿岸開発技術センター、２００１年、ｐ．１４ 「波を測る」、沿岸開発技術センター、２００１年、ｐ．１３
Figure 2006209712
第３の課題は、流向も計測できるドプラー式流速計、海象計等を用いることで解決できる。第４の課題は、次の手法で解決できる。港湾構造物の設計には、沖波の波高及び波向の計測が必要である。このため、水深５０ｍ程度の沖に多数の海象計（特許文献１参照）が設置されている。海象計は、海底に設置され、陸の観測局とケーブルで結ばれており、これにより、リアルタイムに波高と波向を知ることができる。海象計は、波向きを求めるため、超音波ドプラー式の多層流速計が組み込まれている。したがって、流速分布をリアルタイムで知ることができる。海象計に津波検知機能をもたすと、経済的に安く津波検知網を構成することができる。さらに、ブイ式波高計に、多層流速計を設置しても同様な成果が得られる。
特許公報２９４８４７２号
また、津波検知専用で設置する場合でも、海底設置の超音波ドプラー式の多層流速計を用い、流速分布による津波の検知、または、流速分布と流速値による津波の検知をおこなえば、海面変動を計測するより早く検知でき、津波の方向も知ることができ、よりよい津波情報を発することができる。さらに、ブイ式津波計に多層流速計を設置しても同様な成果が得られる。
本発明により、次の効果が得られる。津波か風波かの判断が迅速にでき、津波を早く検知し、津波の方向も検知し、津波を早く知らせることができる。また、海象計、ブイ式波高計、ブイ式津波計にこの機能を組み込むことで、経済的に安価な津波警報システムを構築できる。
本発明の最良の形態は、リアルタイムで流速分布と流向を計測し、上述の検知法で津波を検知し、津波の方向及び海面上昇値を使い、海岸への津波到達時刻、海岸での津波高さ情報と警報を出すソフトウエアを海象計のデータ処理部に追加搭載し、さらに上部の津波警報システムに津波信号を送るシステムである。この場合、海象計の設置海域ごとに津波伝播のシミュレーションをしておく。
また、具体的には、全国約３０台の海象計を用いて構成されている国土交通省港湾局全国港湾海洋波浪情報網の海象計全てに、この発明を導入し、警報システムを追加した場合が最良の形態の一つの例となる。

Claims (6)

  1. 流速計を用いて多層の流速値を計測し、流速分布を求め、その流速分布、または、流速値、または、その組み合わせを用いて津波を判断する津波検出装置。
  2. 請求項１で規定した津波検出装置の機能と流向計測機能をもち、津波の方向検出機能を有する津波検出装置。
  3. 請求項１または、請求項２で規定した津波検出装置の機能と水位変動の検出機能をもち、津波の高さの検出機能を有する津波検出装置。
  4. 請求項１または、請求項２または、請求項３で規定した津波検出装置を有する波高計または、波向計または、流速計。
  5. 請求項１または、請求項２または、請求項３または、請求項４で規定した津波検出装置により得られる情報を用いた津波警報システム。
  6. 請求項５で規定した津波警報システムをネットで結び、津波警報を発する津波警報システムネット。
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