JP2010175462A - Groundwater flow measurement apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a groundwater flow measurement apparatus for drastically improving a range of a measurable flow speed so as to simultaneously measure a high speed as a high groundwater flow speed by a measurement element for coping with a low flow speed area and has a long float sensor even if the groundwater flow measurement apparatus can sensitively obtain a reaction in the low flow speed area. <P>SOLUTION: The groundwater flow measurement apparatus images the swing state of an object to be measured in groundwater by an imaging means, and continuously measures the flow speed and the flow direction of the ground water from an image of the object to be measured for a long time. An apparatus body includes the imaging means accommodated in the upper section and a measurement section provided in the lower section to make the groundwater pass through. The swingable measurement element is vertically provided, and extended from the bottom of the measurement section. A reference point for measuring the low flow speed of the groundwater is formed at the top of the measurement section. Reference points for measuring the high flow speed of the groundwater are formed between the base and the top of the measurement element at an interval. A plurality of the reference points are considered as the objects to be measured. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば、建設工事に関わる各種調査・例えば亀裂の発達した岩盤内の地下水流動、ダム提体や止水壁の漏水調査・山留め壁による流動阻害調査・地盤環境事前調査・海岸近傍の潮位の影響を受ける地下水流動や塩水くさびの流動測定調査等において、地下水流動（流向・流速）を測定する地下水流動測定装置に係り、特に、地下水の速い流速のみならず、地下水・土壌汚染や地下水流動阻害などにおける各種流体の比較的遅い流速域における流向流速測定をも一つの装置で可能にした地下水流動測定装置に関するものである。
The present invention includes, for example, various investigations related to construction work, for example, groundwater flow in rocks where cracks have developed, water leakage investigation of dam dams and water barriers, flow inhibition investigations by retaining walls, ground environment preliminary investigations, It relates to groundwater flow measurement devices that measure groundwater flow (flow direction and flow velocity) in groundwater flow and salt wedge measurement studies that are affected by tide levels, especially groundwater / soil contamination and groundwater as well as fast groundwater flow velocity. The present invention relates to a groundwater flow measurement device that enables flow direction flow velocity measurement in a relatively slow flow velocity region of various fluids in flow inhibition and the like with a single device.

近年、建設工事に伴う地下水流動阻害や井戸枯れの問題のほか、止水壁・止水シートからの漏水や産業廃棄物などによる地下水・土壌汚染が深刻な社会問題となっている。
これら地盤環境保全問題に対しても、精度の高い影響予測や効果的な対策工事を実施するためには地盤の透水係数だけでなく地下水の流向や流速を精度よく得ることがきわめて重要とされている。 In recent years, groundwater and soil contamination due to water leakage from water barrier walls and sheets and industrial waste have become serious social problems, in addition to problems of groundwater flow obstruction and well withering due to construction work.
It is extremely important to accurately obtain not only the permeability coefficient of ground but also the flow direction and flow velocity of groundwater in order to carry out highly accurate impact prediction and effective countermeasure construction for these ground environmental conservation problems. Yes.

ここで、地下水の流向や流速を測定する測定装置としては、例えば１２本の電極を円周上に配置したボーリング孔内測定部の中央部に、地下水と比抵抗の異なる蒸留水をトレーサとして置換し、電極間の抵抗値の変化から地下水の流向流速を測定する装置（特許第１３９５１２３号特許公報）などが知られている。
また、ボーリング孔内に、おもり、糸、フロート、電極を利用した検出部から構成される測定器を挿入し、フロートの移動を電気的に測定して地下水の流向流速を測定する装置、測定方法も一般に知られている（実開昭６０−７００６７号公報）。 Here, as a measuring device for measuring the flow direction and flow velocity of groundwater, for example, the distilled water having a specific resistance different from that of groundwater is replaced with a tracer at the center of the borehole measuring portion in which 12 electrodes are arranged on the circumference. And the apparatus (patent 1395123 patent gazette) etc. which measure the flow direction flow velocity of groundwater from the change of the resistance value between electrodes are known.
Also, a device and a measuring method for measuring the flow velocity of groundwater by electrically measuring the movement of the float by inserting a measuring device comprising a detection unit using a weight, a thread, a float and an electrode into the borehole. Is also generally known (Japanese Utility Model Publication No. 60-70067).

さらに、地下水中の測定ケース内に空気層を形成し、地下水中に浮く絶縁体フロートの移動を２組の電極による電気抵抗の変化として測定する測定装置及び測定方法も知られている（特開2000-56036号公報）。
また、下端部ヒンジ構造を有する画像処理技術を用いた連続式流向流速計測装置も一般に知られている（特開２００５−３４５１８０）。 Furthermore, a measuring apparatus and a measuring method are known in which an air layer is formed in a measurement case in groundwater, and the movement of an insulator float floating in the groundwater is measured as a change in electrical resistance by two sets of electrodes (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-260707). 2000-56036).
Further, a continuous flow direction flow velocity measuring apparatus using an image processing technique having a lower end hinge structure is also generally known (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-345180).

特許第1395123号特許公報Japanese Patent No. 1395123 実開昭60-70067号公報Japanese Utility Model Publication No. 60-70067 特開2000-56036号公報JP 2000-56036 A 特開2005-345180号公報JP 2005-345180 A

しかるに、例えば前記特開２００５−３４５１８０号公報に示される従来技術では、速い流速域における地下水流速の計測と、遅い流速域での地下水流速の計測とを同じ地下水流動測定装置で行うことは比較的困難で、特に低流速や高流速に合わせて装置内に設置した測定体などを交換しなければならないものであった。
すなわち、地下水流動装置で低流速域での反応を敏感に取得できる測定体を使用した場合、流速が遅い、すなわち低流速での計測は良好に行えるが、わずかな流速変化によって、例えば浮きセンサなど測定体頭部の標点（マーク）がテレビカメラなど撮像カメラの撮影範囲から出てしまうため、速い流速、すなわち高流速での地下水の流速測定ができないとの課題があった。
かくして、本発明は、低流速域に対応させる、例えば長い浮きセンサで形成した測定体であって、前記低流速域での反応を敏感に取得できる地下水流動装置であっても、その測定体で同時に流れの速い、すなわち高流速の地下水流速も計測できる測定可能流速の範囲を大幅に改善させた地下水流動装置を提供することを目的とするものである。
However, in the prior art disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-345180, it is relatively difficult to measure the groundwater flow velocity in the fast flow velocity region and the groundwater flow velocity measurement in the slow flow velocity region with the same groundwater flow measurement device. It was difficult, and it was necessary to replace the measuring body installed in the device especially for low and high flow rates.
In other words, when using a measuring body that can sensitively acquire a reaction in a low flow rate region with a groundwater flow device, the flow rate is slow, that is, the measurement at a low flow rate can be performed well, but a slight change in flow rate, for example, a floating sensor Since the mark (mark) of the head of the measuring body comes out of the shooting range of an imaging camera such as a television camera, there is a problem that the flow rate of groundwater cannot be measured at a high flow rate, that is, at a high flow rate.
Thus, the present invention corresponds to a low flow velocity range, for example, a measurement body formed by a long floating sensor, and even if it is a groundwater flow apparatus that can sensitively acquire a reaction in the low flow velocity range, It is an object of the present invention to provide a groundwater flow apparatus with a greatly improved range of measurable flow velocity that can measure groundwater flow velocity at high speed, that is, high flow velocity at the same time.

本発明による地下水流動装置およびその装置を使用した地下水流動測定方法は、
地下水内での被撮像物の揺動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を連続かつ長時間測定可能な地下水流動測定装置であり、
該地下水流動測定装置には、内部に空間部を有して構成された装置本体を備え、
該装置本体内には、装置本体部内上部側に収納された撮像手段と、
該撮像手段の下側に設けられ地下水が通過する測定部と、を有し、
前記測定部底面からは揺動可能な測定体が鉛直方向に延出して立設され、
該測定体の頂部には地下水の遅い流速が計測可能な標点が形成されると共に、測定体の基部から頂部に亘っては、地下水の速い流速が計測可能な標点が間隔をあけて形成され、前記複数の標点が被撮像物とされた、
ことを特徴とし、
または、
地下水内での被撮像物の揺動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を連続かつ長時間測定可能な地下水流動測定装置であり、
該地下水流動測定装置には、内部に空間部を有して構成された装置本体を備え、
該装置本体内には、装置本体部内上部側に収納された撮像手段と、
該撮像手段の下側に設けられ地下水が通過する測定部と、を有し、
前記測定部底面からは揺動可能なひも状の測定体が鉛直方向に延出して立設され、
該測定体の頂部には地下水の遅い流速が計測可能な標点が形成されると共に、測定体の基部から頂部に亘っては、地下水の速い流速が計測可能な標点が間隔をあけて形成され、前記複数の標点が被撮像物とされた、
ことを特徴とし、
または、
地下水内での被撮像物の揺動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を連続かつ長時間測定可能な地下水流動測定装置であり、
該地下水流動測定装置には、内部に空間部を有して構成された装置本体を備え、
該装置本体内には、装置本体部内上部側に収納された撮像手段と、
該撮像手段の下側に設けられ地下水が通過する測定部と、を有し、
前記測定部底面からは揺動可能な円筒状の測定体が鉛直方向に延出して立設され、
該測定体の頂部には地下水の遅い流速が計測可能な標点が形成されると共に、測定体の基部から頂部に亘って所定の間隔をあけ、地下水の速い流速が計測可能な標点が前記円筒状測定体の側面を囲むように形成され、前記複数の標点が被撮像物とされた、
ことを特徴とし、
または、
前記標点は、発光体物質により、あるいは受光することで撮像可能な輝度を有する物質により形成された、
ことを特徴とし、
または、
前記地下水流動測定装置を使用して、地下水の流速と流向を連続かつ長時間測定する地下水流動測定方法であり、
前記算出した複数の標点移動量からおのおの流速を算出し、算出された複数の流速値の平均値を地下水の流速値とする、
ことを特徴とし、
または、
前記地下水流動測定装置を使用して、地下水の流速と流向を連続かつ長時間測定する地下水流動測定方法であり、
前記算出した複数の標点移動量のうち、前記移動量が最大のものに対応する流速を算出し、算出された流速値を地下水の流速値とする、
ことを特徴とするものである。
すなわち、例えば、ＣＣＤカメラあるいはシーモスカメラなどのテレビカメラで撮影する装置内部に設置された測定体において、標点の配置を頂部部分だけはではなく、測定体の側面などに形成し、これら標点に蛍光塗料を塗布するなど認識アップのための特徴的な形成を施すことで、たとえ、測定体が測定すべき地下水の速い流速により大きく傾斜し、もって測定体の頂部が撮影範囲外になったとしても、前記述べた他の標点類は撮影範囲内に留まって明確に認識可能となっており、もって該標点類を用いて速い流速をも測定できるものとなる。
The groundwater flow apparatus according to the present invention and the groundwater flow measurement method using the apparatus are as follows:
It is a groundwater flow measurement device that can shoot the swinging state of the object to be imaged in the groundwater with the imaging means, and can continuously measure the flow rate and direction of the groundwater from the imaged image of the object to be captured for a long time.
The groundwater flow measurement device includes a device main body configured with a space inside,
In the apparatus main body, an imaging means housed on the upper side of the apparatus main body,
A measurement unit provided under the imaging means and through which groundwater passes,
From the bottom surface of the measuring unit, a swingable measuring body extends in the vertical direction,
At the top of the measurement body, a gauge point that can measure a slow flow rate of groundwater is formed, and from the base to the top of the measurement body, a gauge point that can measure a fast flow rate of groundwater is formed at intervals. The plurality of marks are taken as the object to be imaged,
It is characterized by
Or
It is a groundwater flow measurement device that can shoot the swinging state of the object to be imaged in the groundwater with the imaging means, and can continuously measure the flow rate and direction of the groundwater from the imaged image of the object to be captured for a long time.
The groundwater flow measurement device includes a device main body configured with a space inside,
In the apparatus main body, an imaging means housed on the upper side of the apparatus main body,
A measurement unit provided under the imaging means and through which groundwater passes,
A swingable string-like measuring body extends vertically from the bottom of the measuring unit,
At the top of the measurement body, a gauge point that can measure a slow flow rate of groundwater is formed, and from the base to the top of the measurement body, a gauge point that can measure a fast flow rate of groundwater is formed at intervals. The plurality of marks are taken as the object to be imaged,
It is characterized by
Or
It is a groundwater flow measurement device that can shoot the swinging state of the object to be imaged in the groundwater with the imaging means, and can continuously measure the flow rate and direction of the groundwater from the imaged image of the object to be captured for a long time.
The groundwater flow measurement device includes a device main body configured with a space inside,
In the apparatus main body, an imaging means housed on the upper side of the apparatus main body,
A measurement unit provided under the imaging means and through which groundwater passes,
A swingable cylindrical measuring body extends vertically from the bottom surface of the measuring unit,
A mark capable of measuring a slow flow rate of groundwater is formed at the top of the measurement body, and a mark capable of measuring a fast flow rate of groundwater is provided at a predetermined interval from the base to the top of the measurement body. It is formed so as to surround the side surface of the cylindrical measurement body, and the plurality of mark points are taken as objects to be imaged,
It is characterized by
Or
The mark is formed of a luminescent material or a material having luminance that can be imaged by receiving light.
It is characterized by
Or
Using the groundwater flow measurement device, a groundwater flow measurement method that continuously and continuously measures the flow velocity and flow direction of groundwater,
Calculating each flow velocity from the calculated plurality of reference point movement amounts, and setting the average value of the calculated plurality of flow velocity values as the groundwater flow velocity value,
It is characterized by
Or
Using the groundwater flow measurement device, a groundwater flow measurement method that continuously and continuously measures the flow velocity and flow direction of groundwater,
Of the plurality of calculated reference point movement amounts, calculate a flow velocity corresponding to the maximum movement amount, and set the calculated flow velocity value as a groundwater flow velocity value.
It is characterized by this.
That is, for example, in a measuring body installed inside a device that takes a picture with a television camera such as a CCD camera or a seamos camera, the arrangement of the marks is not limited to the top part, but is formed on the side surface of the measuring body. By applying a distinctive formation to improve recognition, such as applying fluorescent paint on the surface, even if the measuring body is greatly inclined due to the fast flow rate of groundwater to be measured, the top of the measuring body is out of the shooting range. However, the other reference points described above remain within the photographing range and can be clearly recognized, so that a high flow rate can be measured using the reference points.

本発明による地下水流動測定装置および該装置を使用した地下水流動測定方法によれば、低流速域に対応させる、例えば長い浮きセンサなどで形成した測定体であって、前記低流速域での反応を敏感に取得できる地下水流動装置であっても、その測定体で同時に流れの速い、すなわち高流速の地下水流速も計測できるものとし、もって測定可能流速の範囲を大幅に改善させたとの優れた効果を奏する。
According to the groundwater flow measurement device and the groundwater flow measurement method using the device according to the present invention, a measurement body corresponding to a low flow velocity region, for example, formed by a long floating sensor or the like, and reacting in the low flow velocity region, Even if it is a groundwater flow device that can be acquired sensitively, it is possible to measure the groundwater flow rate of high flow speed, that is, high flow velocity at the same time, and the excellent effect of greatly improving the measurable flow velocity range Play.

本発明による地下水流動測定装置の概略構成を説明する概略構成説明図（その１）である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is schematic structure explanatory drawing (the 1) explaining schematic structure of the groundwater flow measuring apparatus by this invention. 本発明による地下水流動測定装置の概略構成を説明する概略構成説明図（その２）である。It is schematic structure explanatory drawing (the 2) explaining schematic structure of the groundwater flow measuring apparatus by this invention. 予め地下水の流速データを測定するためのシステムを説明ずる概略説明図（その１）である。It is a schematic explanatory drawing (the 1) explaining the system for measuring the flow velocity data of groundwater beforehand. 予め地下水の流速データを測定するためのシステムを説明ずる概略説明図（その２）である。It is a schematic explanatory drawing (the 2) explaining the system for measuring the flow velocity data of groundwater beforehand. 予め地下水の流速データを測定するためのシステムを説明ずる概略説明図（その３）である。It is a schematic explanatory drawing (the 3) explaining the system for measuring the flow velocity data of groundwater beforehand. 予め地下水の流速データを測定するためのシステムを説明ずる概略説明図（その４）である。It is a schematic explanatory drawing (the 4) explaining the system for measuring the flow velocity data of groundwater previously. 予め地下水の流速データを測定するためのシステムを説明ずる概略説明図（その５）である。It is a schematic explanatory drawing (the 5) explaining the system for measuring the flow velocity data of groundwater previously. 予め地下水の流速データを測定するためのシステムを説明ずる概略説明図（その６）である。It is a schematic explanatory drawing (the 6) explaining the system for measuring the flow velocity data of groundwater beforehand. 標点の移動量から対応する地下水の流速値を曲線で示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the flow velocity value of the corresponding groundwater with the curve from the movement amount of the gauge. 撮像カメラで標点を上部から撮影した状態を説明する説明図で、（ａ）は地下水が静止した状態を、（ｂ）は地下水が流動している状態を示している。It is explanatory drawing explaining the state which image | photographed the mark with the imaging camera from the upper part, (a) has shown the state in which groundwater was stationary, (b) has shown the state in which groundwater is flowing. ボーリング孔内およびその近傍における地下水の流向を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the flow direction of the groundwater in a boring hole and its vicinity. 本発明の使用状態を説明ずる説明図（その１）である。It is explanatory drawing (the 1) explaining the use condition of this invention. 本発明の使用状態を説明ずる説明図（その２）である。It is explanatory drawing (the 2) explaining the use condition of this invention. 本発明の使用状態を説明ずる説明図（その３）である。It is explanatory drawing (the 3) explaining the use condition of this invention. 本発明の使用状態を説明ずる説明図（その４）である。It is explanatory drawing (the 4) explaining the use condition of this invention.

図１に本発明の第１実施例を示す。
本実施例による地下水流動測定装置１は、内部に略円筒状の空間部２を有して構成された装置本体３を備えている。 FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
The groundwater flow measuring device 1 according to the present embodiment includes a device main body 3 having a substantially cylindrical space 2 therein.

そして、この装置本体３内には、装置本体３の上部側に収納された撮像手段であるＣＣＤカメラなどで構成された撮像カメラ６と、該撮像カメラ６の下側に設けられ地下水４が通過する測定部８と、を有して構成されている。
また、前記測定部８の底面９からは揺動軸１０を基点として揺動可能に構成された測定体５が鉛直方向に延出して立設されている。 And in this apparatus main body 3, the imaging camera 6 comprised by the CCD camera etc. which are the imaging means accommodated in the upper part side of the apparatus main body 3, and the groundwater 4 provided under this imaging camera 6 pass. And a measuring unit 8 that is configured to be configured.
Further, a measuring body 5 configured to be swingable from a bottom surface 9 of the measuring unit 8 with a swing shaft 10 as a base point extends in a vertical direction.

なお、図１に示すように測定体５は、ひも状をなして構成されており、該ひも状の測定体５については、それが地下水４の中で撓まないように頂部に浮き１１が取り付けられている。
さらに、該測定体５の頂部、例えば前記浮き１１の上面には地下水４の遅い流速が計測できるように標点７−１が形成されている。
すなわち、ひも状の測定体５の長さが長いほど、換言すれば揺動軸１０から標点７−１までの測定体５の長さが長いほど、地下水４の遅い水流に対しても敏感に反応させて、測定体５を傾斜させることができ、たとえ水流が遅くとも正確に測定することができるからである。 As shown in FIG. 1, the measurement body 5 is formed in a string shape, and the string-shaped measurement body 5 has a floating 11 at the top so that it does not bend in the ground water 4. It is attached.
Further, a gage 7-1 is formed on the top of the measuring body 5, for example, on the upper surface of the float 11, so that a slow flow rate of the groundwater 4 can be measured.
That is, the longer the length of the string-like measurement body 5, in other words, the longer the length of the measurement body 5 from the swing shaft 10 to the gauge point 7-1, the more sensitive to the slow water flow of the groundwater 4. This is because the measuring body 5 can be inclined in response to the above, and accurate measurement can be performed even if the water flow is slow.

ここで、該標点７−１の形状については、何ら限定されるものではないが、球状に膨出させて撮像カメラ６に、より撮像しやすいように構成するものとするのが好ましい。また、この標点７−１には発光体を使用したり、あるいは外周に蛍光塗料を塗布するなどして周囲より輝度などをアップさせて撮像カメラ６での撮影に際し、それが認識しやすく撮像しやすいように構成するのが好ましいものである。 Here, the shape of the reference point 7-1 is not limited at all, but it is preferable that the shape is bulged into a spherical shape so that the imaging camera 6 can easily capture an image. In addition, a light emitting body is used for the mark 7-1, or a fluorescent paint is applied to the outer periphery to increase the brightness and the like from the surroundings so that the image can be easily recognized when shooting with the imaging camera 6. It is preferable to make it easy to do.

次に、測定体５の基部（揺動軸１０）から頂部に亘っては、後述するように地下水４の速い流速をも計測可能にすべく複数の標点７−２、７−３、７−４、７−５が、測定体５の長手方向に向かい一定の間隔をあけて形成されている。本実施例では４つ形成したが、その数に限定はない。
これら複数の標点７−２、７−３、７−４、７−５は地下水４の速い流速に対応させるべく設けられたものである。すなわち、測定すべき地下水４の流速が比較的速い場合、測定体５は図１から理解されるように前記揺動軸１０を基点として、大きく地下水４の流速によって傾斜し、測定体５の頂部に形成された標点７−１が撮像カメラ６の撮像範囲１２から外れてしまうことになる。 Next, from the base part (oscillating shaft 10) to the top part of the measuring body 5, a plurality of gauge points 7-2, 7-3, 7 are provided so as to be able to measure the fast flow rate of the groundwater 4 as described later. -4 and 7-5 are formed at a predetermined interval in the longitudinal direction of the measuring body 5. Although four are formed in this embodiment, the number is not limited.
The plurality of reference points 7-2, 7-3, 7-4, and 7-5 are provided to correspond to the high flow velocity of the groundwater 4. That is, when the flow velocity of the groundwater 4 to be measured is relatively high, the measurement body 5 is largely inclined by the flow velocity of the groundwater 4 with the rocking shaft 10 as a base point as understood from FIG. The target 7-1 formed in the above will be out of the imaging range 12 of the imaging camera 6.

そのようなときに、測定体５の基部（揺動軸１０）から頂部に亘って、複数の標点７−２、７−３、７−４、７−５を、一定の間隔をあけて形成しておけば、このいずれかの標点７−２、７−３、７−４、７−５、あるいはそれらの複数個が、撮像カメラ６の撮像範囲１２内に留まり、この標点７−２、７−３、７−４、７−５を基に地下水４の速い流速を測定することができるからである。 In such a case, a plurality of gauge points 7-2, 7-3, 7-4, and 7-5 are provided at regular intervals from the base (oscillating shaft 10) to the top of the measuring body 5. If formed, any one of these marks 7-2, 7-3, 7-4, 7-5, or a plurality of them remains within the imaging range 12 of the imaging camera 6. This is because the fast flow rate of the groundwater 4 can be measured based on -2, 7-3, 7-4, and 7-5.

しかして、この複数の標点７−２、７−３、７−４、７−５の形状についても、何ら限定されるものではないが、例えば前記頂部に設けられた標点７−１の如く球状などに膨出させて撮像カメラ６により撮像しやすい形状に構成するものとするのが好ましい。また、これら標点７−２、７−３、７−４、７−５についても発光体により構成したり、外周に蛍光塗料を塗布するなどして周囲より輝度をアップさせて撮像しやすいように構成することが好ましい。 Thus, the shape of the plurality of reference points 7-2, 7-3, 7-4, and 7-5 is not limited at all. For example, the shape of the reference point 7-1 provided on the top portion is not limited. In this way, it is preferable that the lens is swelled into a spherical shape or the like so that it can be easily captured by the imaging camera 6. In addition, these marks 7-2, 7-3, 7-4, and 7-5 are also configured with a light emitter, or by applying a fluorescent paint on the outer periphery so that the brightness is increased from the surroundings so that it is easy to take an image. It is preferable to configure.

しかして、本実施例では、地下水４内での被撮像物、すなわち測定体５の揺動状態をＣＣＤカメラなどで構成された撮像カメラ６で撮影し、測定体５に形成された標点７―１、７−２、７−３、７−４、７−５の撮影像から地下水４の流速と流向を連続かつ長時間測定することを可能としたものである。 In the present embodiment, the object to be imaged in the groundwater 4, that is, the swinging state of the measurement body 5 is photographed by the imaging camera 6 constituted by a CCD camera or the like, and the mark 7 formed on the measurement body 5. -It is possible to continuously and continuously measure the flow velocity and flow direction of the groundwater 4 from the photographed images of 1, 7, 2-7, 7-3, 7-4, and 7-5.

次に、本実施例の一連の使用状態につき説明する。
図１０（ａ）、図１０（ｂ）は，静水中および流水中の測定体５、特に浮き１１の頂部に設けられた標点７−１を撮像カメラ６により撮影した各画像例を示す。
当該図に示すように，静水中では測定体５は略鉛直に立っており，測定体５の浮き１１頂部に設けられた標点７−１は取得画像の中心に位置している。 Next, a series of use states of the present embodiment will be described.
FIG. 10A and FIG. 10B show examples of images obtained by photographing the measuring object 5 in still water and running water, in particular, the target 7-1 provided on the top of the float 11 with the imaging camera 6.
As shown in the figure, the measuring body 5 stands substantially vertically in still water, and the gage 7-1 provided on the top of the float 11 of the measuring body 5 is located at the center of the acquired image.

一方，流水中においては，測定体５は地下水流の下流側に傾斜し，測定体５の浮き１１頂部に設けられた標点７−１が画像中心から移動することになる（図１０（ｂ）参照）。
しかして、この測定体５の浮き１１頂部に設けられた標点７−１の移動量（例えば、画像上の移動ピクセル数）を基に，地下水流速が算定できるのである。
また，地下水流向は，地下水流によって傾斜した測定体５の傾斜方向を内蔵方位計を基準にし，方位角として地下水流向を算定できる様に構成されている。 On the other hand, in flowing water, the measuring body 5 is inclined to the downstream side of the groundwater flow, and the gage 7-1 provided on the top of the float 11 of the measuring body 5 moves from the center of the image (FIG. 10B). )reference).
Therefore, the groundwater flow velocity can be calculated based on the amount of movement (for example, the number of moving pixels on the image) of the gage 7-1 provided at the top of the float 11 of the measuring body 5.
In addition, the groundwater flow direction is configured so that the groundwater flow direction can be calculated as an azimuth angle with the inclination direction of the measuring body 5 inclined by the groundwater flow as a reference with the built-in compass.

ところで、図１１に示すように、ボーリング孔１３内空隙時の地下水の流線は，きわめて複雑な挙動を示すが、本実施例による地下水流動測定装置１の測定体５は，ボーリング孔１３内の中心に位置することとなるから，前記複雑な挙動に影響されず、周辺地盤の地下水流と同じ流向を示すことになる。したがって，そのように中心位置で測定した地下水流向については角度補正の必要がないのである。 By the way, as shown in FIG. 11, the flow line of the groundwater at the time of the void in the borehole 13 shows a very complicated behavior, but the measurement body 5 of the groundwater flow measuring device 1 according to the present embodiment is in the borehole 13. Since it will be located in the center, it will not be affected by the complex behavior and will show the same flow direction as the groundwater flow in the surrounding ground. Therefore, there is no need for angle correction for the groundwater flow direction measured at the center position.

次に、本実施例による地下水流動測定装置１を用いた場合の地下水流向と流速の算定手順を以下に示す。
まず、予め地下水４の流速とそれにより測定体５がどの程度傾斜するかの関係を予め把握し、基準となるデータを作成しておく必要がある。
そのために例えば、予め室内実験装置を用意し、それにより基準データを作成しておく。 Next, the calculation procedure of the groundwater flow direction and the flow velocity when the groundwater flow measuring device 1 according to the present embodiment is used is shown below.
First, it is necessary to grasp in advance the relationship between the flow velocity of the groundwater 4 and how much the measurement body 5 is inclined, and to create reference data.
For this purpose, for example, an indoor experimental apparatus is prepared in advance, and thereby reference data is created.

この室内実験装置の構成については、何ら限定されるものではないが、当該水槽内において実際の地下水の流速と同様に、一定の速度で移動する水流が作れ、その水流の速度制御ができる装置を用いるものとする。なお、一般には、前記の水槽内で装置を動かし、地下水の水流と同様に水流の速度が制御できる構成が採用されるものとなる。
そして、測定体５の材料や径や長さを変えたりし，各測定体５の頂部に設けられた標点７−１の移動量と地下水流速の関係を予め正確に把握し，それらの関係式、関係図を求めておくのである（図３、図４，図５参照）。 The configuration of this indoor experimental device is not limited in any way, but a device that can create a water flow that moves at a constant speed in the water tank and can control the speed of the water flow is the same as the actual groundwater flow velocity. Shall be used. In general, a configuration is adopted in which the apparatus is moved in the water tank and the speed of the water flow can be controlled in the same manner as the flow of the groundwater.
Then, by changing the material, diameter and length of the measurement bodies 5, the relationship between the amount of movement of the gage 7-1 provided on the top of each measurement body 5 and the groundwater flow velocity is accurately grasped in advance, and their relationship Equations and relationship diagrams are obtained (see FIGS. 3, 4 and 5).

特に図５から理解されるように、地下水の流速によっておのおのの標点が移動する移動量との関係が曲線（ｐ１，ｐ２，ｐ３，ｐ４）として求められる。
このデータを予め求めておき、現場での複数標点の移動量と比較するのである。
しかして、測定現場において、地下水流動測定装置１を設置する（図１参照）。 As can be understood from FIG. 5 in particular, the relationship between the amount of movement of each gauge point depending on the flow rate of groundwater is obtained as a curve (p1, p2, p3, p4).
This data is obtained in advance and compared with the amount of movement of a plurality of target points at the site.
Thus, the groundwater flow measuring device 1 is installed at the measurement site (see FIG. 1).

まず、地下水流向流速を測定するための開孔率の大きなスクリーンを組み込んだケーシングパイプをボーリング孔１３内に設置した上で，本実施例による地下水流動測定装置１を挿入して所定深度にパッカー１４などを用いて固定し，地下水流の乱れがなくなるのを確認し、前記地下水流動測定装置１を作動させて地下水流動の測定を行う。
そして、連続的に撮影し、撮像画像を取得していく。該画像は測定体５を上方から撮影して取得した画像である。 First, after installing a casing pipe incorporating a screen with a large opening rate for measuring the flow velocity of the groundwater flow into the borehole 13, the groundwater flow measuring device 1 according to the present embodiment is inserted and the packer 14 is inserted to a predetermined depth. The groundwater flow is not disturbed, and the groundwater flow measuring device 1 is operated to measure the groundwater flow.
Then, continuous shooting is performed and captured images are acquired. The image is an image obtained by photographing the measuring body 5 from above.

次に、前記取得した画像を基に，地下水流によって測定体５が傾斜することにより，測定体５の頂部に設けた標点７−１が、画像の中心位置から移動する。
この移動量を画像解析によりピクセル数として定量的に算出する。
そして、上記予め算出してある標点７−１の移動量（ピクセル数）を基にして，事前に求めておいた関係式、関係図を用い，原位置のボーリング孔１３内の地下水流速を算定するのである。
例えば，測定体５の頂部に設けられた標点７−１の移動量が125ピクセルとすると，関係曲線との交点を下にのばした点がボーリング孔内の地下の地下水流速（ｖ=3.3×10-3m/s）として算定されるが如くである（図９参照）。 Next, based on the acquired image, the measuring body 5 is inclined by the groundwater flow, so that the gage 7-1 provided on the top of the measuring body 5 moves from the center position of the image.
This amount of movement is quantitatively calculated as the number of pixels by image analysis.
Then, based on the movement amount (number of pixels) of the gage 7-1 calculated in advance, the groundwater flow velocity in the boring hole 13 at the original position is calculated using the relational expression and the relational diagram obtained in advance. It is calculated.
For example, if the moving amount of the gauge point 7-1 provided on the top of the measuring body 5 is 125 pixels, the point extending downward from the intersection with the relation curve is the underground groundwater flow velocity (v = 3.3) in the borehole. × 10-3m / s) (see Fig. 9).

次に、取得した画像を用いて，地下水流によって傾斜した測定 体５の方向を内蔵方位計を基にして，方位角に変換して地下水流向を算定する。
なお、撮像カメラ６で取得したデジタル画像を用いて標点７− １の中心位置の移動量（ピクセル数）を画像解析により算定する場合、写真座標の読み取り誤差が測定精度に影響を及ぼすことがある。
このことから，測定体５を構成する浮き１１頂部の中心位置に設けた標点７−１の写真座標を精度良く読み取るために，該標点７−１を例えば、φ0.5mm程度の小さな丸点として構成し，該標点７−１の明度(黒:0〜白:255の256階調)による重み付き重心の値を写真座標として取得するものとした。 Next, using the acquired image, the direction of the measuring body 5 tilted by the groundwater flow is converted into an azimuth based on the built-in compass and the groundwater flow direction is calculated.
In addition, when the movement amount (number of pixels) of the center position of the target 7-1 is calculated by image analysis using a digital image acquired by the imaging camera 6, a reading error of photographic coordinates may affect the measurement accuracy. is there.
From this, in order to accurately read the photographic coordinates of the gauge 7-1 provided at the center of the top of the float 11 constituting the measuring body 5, the gauge 7-1 is, for example, a small circle of about φ0.5 mm. It is configured as a point, and the value of the weighted center of gravity according to the lightness (black: 0 to white: 256 gradations) of the benchmark 7-1 is acquired as photographic coordinates.

また，標点７−１の明度が撮影条件によって異なる場合もあるため，例えば標点７−１のしきい値を順次修正し重み付き重心の値を正確に求められるようにすることが好ましい。
ところで、地下水の流速が時間により、あるいは季節などにより大幅に変化することがある。この様な場合、従来はその変化した流速に対応する測定体５に切り替えたり、場合によっては測定装置自体を交換しなければならなかった。なぜなら、地下水の流速が速くなった場合など撮像カメラ６の撮像範囲１２から、標点７−１が外れてしまい、測定することが出来なくなってしまうからである。 Further, since the brightness of the gauge 7-1 may vary depending on the shooting conditions, for example, it is preferable to sequentially correct the threshold value of the gauge 7-1 so that the weighted centroid value can be obtained accurately.
By the way, the flow velocity of groundwater may change significantly depending on time or season. In such a case, conventionally, it has been necessary to switch to the measuring body 5 corresponding to the changed flow velocity, or in some cases, to replace the measuring device itself. This is because the gage 7-1 is removed from the imaging range 12 of the imaging camera 6 such as when the flow rate of groundwater becomes high, and measurement cannot be performed.

しかして、本実施例ではそのような場合にスムーズに対応するものであり、測定体５の長手方向に間隔をあけて複数の標点７―２，７−３，７−４，７−５を設け、この複数の標点７―２，７−３，７−４，７−５のいずれか、あるいはそれらの複数が撮像範囲１２内に残っていれば地下水の流速が測定できるものとしたのである。 Therefore, in this embodiment, such a case can be handled smoothly, and a plurality of test points 7-2, 7-3, 7-4, 7-5 are provided at intervals in the longitudinal direction of the measuring body 5. It is assumed that the flow rate of groundwater can be measured if any one of the plurality of reference points 7-2, 7-3, 7-4, 7-5 or a plurality of them remain in the imaging range 12. It is.

すなわち、図５に示すように、地下水の遅い流速から速い流速にまで対応する複数の標点の移動量が予め算出されており、もってこの算出データを基に、たとえ測定体５の頂部に設けられた標点７−１が撮像範囲外となったとしても、他の標点７―２，７−３，７−４，７−５のいずれか、あるいはそれらの複数が撮像範囲内に残っていれば地下水の流速が迅速、正確に測定できるのである。 That is, as shown in FIG. 5, the movement amounts of a plurality of gauge points corresponding to the slow flow rate to the fast flow rate of groundwater are calculated in advance, and therefore, provided on the top of the measurement body 5 based on the calculated data. Even if the obtained reference point 7-1 is out of the imaging range, one of the other reference points 7-2, 7-3, 7-4, 7-5 or a plurality of them remains in the imaging range. If so, the flow rate of groundwater can be measured quickly and accurately.

なお、単一の標点についてのみの移動量の測定では、測定の誤差、あるいは測定の際などに生じたアクシデントなどにより正確に地下水の流速が算出できない場合がある。
よって、本実施例では複数の標点について移動量の測定を行い、それらの移動量に対応する流速を算出し、その流速にばらつきがあった場合にはその平均値を求め、かかる平均値の値を地下水の流速とすることにより、より正確な測定値が求められるように構成されている。 In the measurement of the amount of movement only for a single gauge, the groundwater flow velocity may not be accurately calculated due to measurement errors or accidents that occur during measurement.
Therefore, in this embodiment, the movement amount is measured for a plurality of reference points, the flow velocity corresponding to the movement amount is calculated, and when the flow velocity varies, the average value is obtained, and the average value is calculated. By setting the value as the flow rate of groundwater, more accurate measurement values are obtained.

また、複数の標点７のうち、最大の移動量を示す標点７、換言すれば撮像範囲１２内において測定体５の頂部近くに設置された標点７の中で、撮像されている標点７が一番最大の移動量がみられるわけであるから、該標点７に対応する流速を算定し、この流速を地下水の流速としても構わないものである。かかる標点７での計測が最も誤差が少ないと考えられるからである。
In addition, among the plurality of marks 7, the mark 7 indicating the maximum movement amount, in other words, the mark being imaged among the marks 7 installed near the top of the measuring body 5 within the image pickup range 12. Since the point 7 has the largest amount of movement, the flow rate corresponding to the gauge point 7 is calculated, and this flow rate may be used as the groundwater flow rate. This is because the measurement at the reference point 7 is considered to have the least error.

次に、図２に本発明の第２実施例を示す。
本実施例による地下水流動測定装置１は、内部に略円筒状の空間部２を有して構成された装置本体３を備えていること図１に示す実施例１と同様である。 Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.
The groundwater flow measuring device 1 according to the present embodiment is provided with a device main body 3 having a substantially cylindrical space 2 therein, which is the same as the first embodiment shown in FIG.

そして、この装置本体３内には、装置本体３の上部側に収納された撮像手段であるＣＣＤカメラなどで構成された撮像カメラ６と、該撮像カメラ６の下側に設けられ地下水４が通過する測定部８と、を有して構成されている。
また、前記測定部８の底面９からは揺動軸１０を基点として揺動可能に構成された測定体５が鉛直方向に延出して立設されている。 And in this apparatus main body 3, the imaging camera 6 comprised by the CCD camera etc. which are the imaging means accommodated in the upper part side of the apparatus main body 3, and the groundwater 4 provided under this imaging camera 6 pass. And a measuring unit 8 that is configured to be configured.
Further, a measuring body 5 configured to be swingable from a bottom surface 9 of the measuring unit 8 with a swing shaft 10 as a base point extends in a vertical direction.

なお、本実施例において、測定体５は、円柱状をなして構成されており、該円柱状の測定体５については、それが静水状の地下水４の中で鉛直方向に立設するよう内部に浮きとなる空気充填部などを設けておくとよい。
さらに、該測定体５の頂部上面には地下水４の遅い流速が計測できるように標点７−１が形成されている。
すなわち、測定体５の長さが長いほど、換言すれば揺動軸１０から標点７−１までの測定体５の長さが長いほど、地下水４の遅い水流に対しても敏感に反応させることができ、たとえ水流が遅くとも正確に測定することができるからである。 In the present embodiment, the measurement body 5 is formed in a columnar shape, and the columnar measurement body 5 is arranged so that it stands in the vertical direction in the hydrostatic groundwater 4. It is advisable to provide an air filling part or the like that floats on the surface.
Further, a gage 7-1 is formed on the top surface of the measuring body 5 so that a slow flow rate of the groundwater 4 can be measured.
That is, the longer the length of the measuring body 5, in other words, the longer the length of the measuring body 5 from the swing axis 10 to the gauge point 7-1, the more sensitive it is to the slow water flow of the groundwater 4. This is because even if the water flow is slow, it can be measured accurately.

ここで、該標点７−１の形状については、何ら限定されるものではないが、球状に膨出させて撮像カメラ６により撮像しやすいように構成するものとするのが好ましい。また、この標点７−１には発光体を使用したり、あるいは外周に蛍光塗料を塗布するなどして周囲より輝度をアップさせて撮像カメラ６での撮影に際し、それが認識しやすく撮像しやすいように構成するのが好ましいものである。 Here, the shape of the reference point 7-1 is not limited in any way, but it is preferable that the shape is bulged into a spherical shape so as to be easily imaged by the imaging camera 6. In addition, a light emitter is used for the mark 7-1, or a fluorescent paint is applied to the outer periphery to increase the luminance from the surroundings, so that the image can be easily recognized when shooting with the imaging camera 6. It is preferable to make it easy to configure.

次に、測定体５の基部（揺動軸１０）から頂部に亘っては、後述するように地下水４の速い流速が計測可能にすべく複数の標点７−２、７−３、７−４、７−５が、測定体５の長手方向に向かい一定の間隔をあけて形成されている。
これら複数の標点７−２、７−３、７−４、７−５は地下水４の速い流速に対応させるべく設けられたものである。すなわち、測定すべき地下水４の流速が比較的速い場合、測定体５は図１から理解されるように前記揺動軸１０を基点として、大きく地下水４の流速によって傾斜し、測定体５の頂部に形成された標点７−１が撮像カメラ６の撮像範囲１２から外れてしまうことになる。 Next, from the base part (oscillating shaft 10) to the top part of the measuring body 5, as will be described later, a plurality of gauge points 7-2, 7-3, 7- 4 and 7-5 are formed at regular intervals in the longitudinal direction of the measuring body 5.
The plurality of reference points 7-2, 7-3, 7-4, and 7-5 are provided to correspond to the high flow velocity of the groundwater 4. That is, when the flow velocity of the groundwater 4 to be measured is relatively high, the measurement body 5 is largely inclined by the flow velocity of the groundwater 4 with the rocking shaft 10 as a base point as understood from FIG. The target 7-1 formed in the above will be out of the imaging range 12 of the imaging camera 6.

そのようなときに、測定体５の基部（揺動軸１０）から頂部に亘って、複数の標点７−２、７−３、７−４、７−５を、一定の間隔をあけて形成しておけば、このいずれかの標点７−２、７−３、７−４、７−５は、撮像カメラ６の撮像範囲１２内に留まり、この標点７−２、７−３、７−４、７−５を基に地下水４の速い流速を測定することができるからである。 In such a case, a plurality of gauge points 7-2, 7-3, 7-4, and 7-5 are provided at regular intervals from the base (oscillating shaft 10) to the top of the measuring body 5. If formed, any one of the marks 7-2, 7-3, 7-4, and 7-5 stays within the imaging range 12 of the imaging camera 6, and the marks 7-2 and 7-3. This is because the fast flow rate of the groundwater 4 can be measured based on 7-4 and 7-5.

しかして、この複数の標点７−２、７−３、７−４、７−５の形状についても、何ら限定されるものではないが、例えば前記頂部に設けられた標点７−１とは異なり、測定体５の側面をリング状に囲む線などにして撮像カメラ６により撮像しやすい形状に構成するものとするのが好ましい。また、これら測定体５の側面をリング状に囲んで形成した標点７−２、７−３、７−４、７−５についても発光体により構成したり、外周に蛍光塗料を塗布するなどして周囲より輝度をアップさせて撮像しやすいように構成することが好ましい。 Thus, the shape of the plurality of reference points 7-2, 7-3, 7-4, 7-5 is not limited at all. For example, the reference points 7-1 provided on the top and Unlike the above, it is preferable that the side surface of the measuring body 5 is formed in a shape that can be easily picked up by the image pickup camera 6 such as a line surrounding the ring. Further, the marks 7-2, 7-3, 7-4, and 7-5 formed by surrounding the side surfaces of the measurement body 5 in a ring shape are also formed of a light emitter, and a fluorescent paint is applied to the outer periphery. Therefore, it is preferable that the brightness is higher than that of the surroundings so that an image can be easily captured.

しかして、本実施例では、地下水４内での被撮像物、すなわち測定体５の揺動状態をＣＣＤカメラなどで構成された撮像カメラ６で撮影し、測定体５に形成された標点７―１、７−２、７−３、７−４、７−５の撮影像から地下水４の流速と流向を連続かつ長時間測定することが可能となっている。
なお、本実施例では揺動軸１０の構成については、図２から理解されるように、測定体５の基端部に球状をなす膨出部を形成し、該膨出部を底面に設けた凹部にはめ込み、いわゆるヒンジ構造にして揺動軸１０の構成としたものである。 In the present embodiment, the object to be imaged in the groundwater 4, that is, the swinging state of the measurement body 5 is photographed by the imaging camera 6 constituted by a CCD camera or the like, and the mark 7 formed on the measurement body 5. -It is possible to continuously and continuously measure the flow velocity and flow direction of the groundwater 4 from the photographed images of 1, 7, 2-7, 7-3, 7-4, and 7-5.
In the present embodiment, as can be understood from FIG. 2, the configuration of the swing shaft 10 is formed with a spherical bulge at the base end of the measuring body 5, and the bulge is provided on the bottom surface. The rocking shaft 10 is configured by fitting into a recessed portion and having a so-called hinge structure.

次に、当該実施例についての使用状態につき説明する。
図１０（ａ）、図１０（ｂ）は，静水中および流水中の測定体５、特に浮き１１の頂部に設けられた標点７−１を撮像カメラ６により撮影した各画像例を示す。
当該図に示すように，静水中では測定体５は略鉛直に立っており，測定体５の頂部に設けられた標点７−１は取得画像の中心に位置している。 Next, the usage state of the embodiment will be described.
FIG. 10A and FIG. 10B show examples of images obtained by photographing the measuring object 5 in still water and running water, in particular, the target 7-1 provided on the top of the float 11 with the imaging camera 6.
As shown in the figure, the measuring body 5 stands substantially vertically in still water, and the reference point 7-1 provided at the top of the measuring body 5 is located at the center of the acquired image.

一方，流水中においては，測定体５は地下水流の下流側に傾斜し，測定体５の頂部に設けられた標点７−１が画像中心から移動することになる（図１０（ｂ）参照）。
しかして、この測定体５の頂部に設けられた標点７−１の移動量（画像上の移動ピクセル数）を基に，地下水流速が算定できるのである。
また，地下水流向は，地下水流によって傾斜した測定体５の傾斜方向を内蔵方位計を基準にし，方位角として地下水流向を算定できる様に構成されている。 On the other hand, in flowing water, the measuring body 5 is inclined to the downstream side of the groundwater flow, and the gage 7-1 provided at the top of the measuring body 5 moves from the center of the image (see FIG. 10B). ).
Therefore, the groundwater flow velocity can be calculated based on the amount of movement (number of moving pixels on the image) of the gauge point 7-1 provided on the top of the measuring body 5.
In addition, the groundwater flow direction is configured so that the groundwater flow direction can be calculated as an azimuth angle with the inclination direction of the measuring body 5 inclined by the groundwater flow as a reference with the built-in compass.

ところで、図１１に示すように、ボーリング孔１３内空隙時の地下水の流線は，きわめて複雑な挙動を示すが、本実施例による地下水流動測定装置１の測定体５は，ボーリング孔１３内の中心に位置することとなるから，前記複雑な挙動に影響されず、周辺地盤の地下水流と同じ流向を示すことになる。したがって，そのように中心位置で測定した地下水流向については角度補正の必要がないのである。 By the way, as shown in FIG. 11, the flow line of the groundwater at the time of the void in the borehole 13 shows a very complicated behavior, but the measurement body 5 of the groundwater flow measuring device 1 according to the present embodiment is in the borehole 13. Since it will be located in the center, it will not be affected by the complex behavior and will show the same flow direction as the groundwater flow in the surrounding ground. Therefore, there is no need for angle correction for the groundwater flow direction measured at the center position.

次に、本実施例による地下水流動測定装置１を用いた場合の地下水流向と流速の算定手順を以下に示す。
まず、予め地下水４の流速とそれにより測定体５がどの程度傾斜するかの関係を予め把握し、基準となるデータを作成しておく必要がある。
そのために例えば、予め室内実験装置を用意し、それにより基準データを作成しておく。 Next, the calculation procedure of the groundwater flow direction and the flow velocity when the groundwater flow measuring device 1 according to the present embodiment is used is shown below.
First, it is necessary to grasp in advance the relationship between the flow velocity of the groundwater 4 and how much the measurement body 5 is inclined, and to create reference data.
For this purpose, for example, an indoor experimental apparatus is prepared in advance, and thereby reference data is created.

この室内実験装置の構成については、何ら限定されるものではないが、当該水槽内において実際の地下水の流速と同様に、一定の速度で移動する水流が作れ、その水流の速度制御ができる装置を用いるものとする。なお、一般には、前記の水槽内で装置を動かし、地下水の水流と同様に水流の速度が制御できる構成が採用されるものとなる。
そして、測定体５の材料や径や長さを変えたりし，各測定体５の頂部に設けられた標点７−１の移動量と地下水流速の関係を予め正確に把握し，それらの関係式、関係図を求めておくのである（図６、図７，図８参照）。 The configuration of this indoor experimental device is not limited in any way, but a device that can create a water flow that moves at a constant speed in the water tank and can control the speed of the water flow is the same as the actual groundwater flow velocity. Shall be used. In general, a configuration is adopted in which the apparatus is moved in the water tank and the speed of the water flow can be controlled in the same manner as the flow of the groundwater.
Then, by changing the material, diameter and length of the measurement bodies 5, the relationship between the amount of movement of the gage 7-1 provided on the top of each measurement body 5 and the groundwater flow velocity is accurately grasped in advance, and their relationship Equations and relationship diagrams are obtained (see FIGS. 6, 7, and 8).

特に図８から理解されるように、地下水の流速によっておのおのの標点が移動する移動量との関係が曲線（例えば、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４）として求められる。
このデータを予め求めておき、現場での複数標点の移動量と比較するのである。
しかして、測定現場において、地下水流動測定装置１を設置する（図２参照）。 As can be understood from FIG. 8 in particular, the relationship with the amount of movement of each gage depending on the flow rate of groundwater is obtained as a curve (for example, L1, L2, L3, L4).
This data is obtained in advance and compared with the amount of movement of a plurality of target points at the site.
Accordingly, the groundwater flow measuring device 1 is installed at the measurement site (see FIG. 2).

まず、地下水流向流速を測定するための開孔率の大きなスクリーンを組み込んだケーシングパイプをボーリング孔１３内に設置した上で，本実施例による地下水流動測定装置１を挿入して所定深度にパッカー１４などを用いて固定し，地下水流の乱れがなくなるのを確認し、前記地下水流動測定装置１を作動させて地下水流動の測定を行う。そして、連続的に撮影し、撮像画像を取得していく。該画像は測定体５を上方から撮影して取得した画像となる。 First, after installing a casing pipe incorporating a screen with a large opening rate for measuring the flow velocity in the direction of groundwater flow into the borehole 13, the groundwater flow measuring device 1 according to this embodiment is inserted and packed into a packer 14 at a predetermined depth. The groundwater flow is not disturbed, and the groundwater flow measuring device 1 is operated to measure the groundwater flow. Then, continuous shooting is performed and captured images are acquired. The image is an image obtained by photographing the measurement body 5 from above.

次に、前記取得した画像を基に，地下水流によって測定体５が傾斜することにより，測定体５の頂部に設けた標点７−１が、画像の中心位置から移動する。
この移動量を画像解析によりピクセル数として定量的に算出する。
そして、上記で算出した標点７−１の移動量（ピクセル数）を基にして，事前に求めておいた関係式、関係図を用い，原位置のボーリング孔１３内の地下水流速を算定するのである。 Next, based on the acquired image, the measuring body 5 is inclined by the groundwater flow, so that the gage 7-1 provided on the top of the measuring body 5 moves from the center position of the image.
This amount of movement is quantitatively calculated as the number of pixels by image analysis.
Based on the movement amount (number of pixels) of the gage 7-1 calculated above, the groundwater flow velocity in the boring hole 13 at the original position is calculated using the relational expression and relational diagram obtained in advance. It is.

例えば，測定体５の頂部に設けられた標点７−１の移動量が125ピクセルとすると，関係曲線との交点を下にのばした点がボーリング孔内の地下の地下水流速（ｖ=3.3×10-3m/s）として算定されるが如くである（図９参照）。 For example, if the moving amount of the gauge point 7-1 provided on the top of the measuring body 5 is 125 pixels, the point extending downward from the intersection with the relation curve is the underground groundwater flow velocity (v = 3.3) in the borehole. × 10-3m / s) (see Fig. 9).

次に、取得した画像を用いて，地下水流によって傾斜した測定 体５の方向を内蔵方位計を基にして，方位角に変換して地下水流向を算定する。
なお、撮像カメラ６で取得したデジタル画像を用いて標点７− １の中心位置の移動量（ピクセル数）を画像解析により算定する場合、写真座標の読み取り誤差が測定精度に影響を及ぼすことがある。
このことから，測定体５を構成する浮き１１頂部の中心位置に設けた標点７−１の写真座標を精度良く読み取るために，該標点７−１を例えば、φ0.5mm程度の小さな丸点として構成し，該標点７−１の明度(黒:0〜白:255の256階調)による重み付き重心の値を写真座標として取得するものとした。 Next, using the acquired image, the direction of the measuring body 5 tilted by the groundwater flow is converted into an azimuth based on the built-in compass and the groundwater flow direction is calculated.
In addition, when the movement amount (number of pixels) of the center position of the target 7-1 is calculated by image analysis using a digital image acquired by the imaging camera 6, a reading error of photographic coordinates may affect the measurement accuracy. is there.
From this, in order to accurately read the photographic coordinates of the gauge 7-1 provided at the center of the top of the float 11 constituting the measuring body 5, the gauge 7-1 is, for example, a small circle of about φ0.5 mm. It is configured as a point, and the value of the weighted center of gravity according to the lightness (black: 0 to white: 256 gradations) of the benchmark 7-1 is acquired as photographic coordinates.

また，標点７−１の明度が撮影条件によって異なる場合もあるため，例えば標点７−１のしきい値を順次修正し重み付き重心の値を正確に求められるようにすることが好ましい。
ところで、第１実施例でも説明したが、地下水の流速が時間により、あるいは季節などにより大幅に変化することがある。この様な場合、従来はその変化した流速に対応する測定体５に切り替えなければならなかった。なぜなら、地下水の流速が速くなった場合など撮像カメラ６の撮像範囲から、標点７−１が外れてしまうからである。 Further, since the brightness of the gauge 7-1 may vary depending on the shooting conditions, for example, it is preferable to sequentially correct the threshold value of the gauge 7-1 so that the weighted centroid value can be obtained accurately.
By the way, as described in the first embodiment, the flow rate of groundwater may change significantly depending on time or season. In such a case, conventionally, it has been necessary to switch to the measuring body 5 corresponding to the changed flow velocity. This is because the gage 7-1 is out of the imaging range of the imaging camera 6 such as when the flow rate of groundwater is increased.

しかして、本実施例ではそのような場合、測定体５の長手方向に間隔をあけて設けた複数の標点７―２，７−３，７−４，７−５のいずれか、あるいはそれらの複数が撮像範囲内に残っていれば地下水の流速が測定できるのである。
すなわち、図５に示すように、地下水の遅い流速から速い流速にまで対応する複数の標点の移動量が予め算出されており、もってこの算出データを基に、たとえ測定体５の頂部に設けられた標点７−１が撮像範囲外となったとしても、他の標点７―２，７−３，７−４，７−５のいずれか、あるいはそれらの複数が撮像範囲内に残っていれば地下水の流速が迅速、正確に測定できるのである。 Therefore, in this embodiment, in such a case, any one of a plurality of gauge points 7-2, 7-3, 7-4, 7-5 provided at intervals in the longitudinal direction of the measuring body 5, or those If a plurality of these remain in the imaging range, the flow rate of groundwater can be measured.
That is, as shown in FIG. 5, the movement amounts of a plurality of gauge points corresponding to the slow flow rate to the fast flow rate of groundwater are calculated in advance, and therefore, based on this calculated data, it is provided at the top of the measuring body 5. Even if the obtained reference point 7-1 is out of the imaging range, one of the other reference points 7-2, 7-3, 7-4, 7-5 or a plurality of them remains in the imaging range. If so, the flow rate of groundwater can be measured quickly and accurately.

なお、前の実施例でも説明したが、単一の標点についてのみの移動量の測定では、測定の誤差、あるいは測定の際などに生じたアクシデントなどにより正確に地下水の流速が算出できない場合がある。
よって、本実施例では複数の標点について移動量の測定を行い、それらの移動量に対応する流速を算出し、その流速にばらつきがあった場合にはその平均値を求め、かかる平均値の値を地下水の流速とすることにより、より正確な測定値が求められるように構成されている。 As explained in the previous example, when measuring the amount of movement only for a single gage, the groundwater flow velocity may not be calculated accurately due to measurement errors or accidents that occur during measurement. is there.
Therefore, in this embodiment, the movement amount is measured for a plurality of reference points, the flow velocity corresponding to the movement amount is calculated, and when the flow velocity varies, the average value is obtained, and the average value is calculated. By setting the value as the flow rate of groundwater, more accurate measurement values are obtained.

また、複数の標点７のうち、最大の移動量を示す標点７、換言すれば撮像範囲１２内において測定体５の頂部近くに設置された標点７の中で、撮像されている標点７が一番最大の移動量がみられるわけであるから、該標点７に対応する流速を算定し、この流速を地下水の流速としても構わないものである。かかる標点７での計測が最も誤差が少ないと考えられるからである。   In addition, among the plurality of marks 7, the mark 7 indicating the maximum movement amount, in other words, the mark being imaged among the marks 7 installed near the top of the measuring body 5 within the image pickup range 12. Since the point 7 has the largest amount of movement, the flow rate corresponding to the gauge point 7 is calculated, and this flow rate may be used as the groundwater flow rate. This is because the measurement at the reference point 7 is considered to have the least error.

しかして、図１２乃至図１５に示すように、河川や海の近傍位置で掘削工事をする場合、あるいは堤防近傍位置での掘削工事をする場合に、地下水の流動を観測する必要があり、本発明によって地下水の流動を精度よく測定することができ、その精密な測定結果により、地盤環境の保全・修復の観点からの安心、安全な精度の高い影響予測や効果的な対策工の実施が行えるものとなるのである。
Therefore, as shown in FIGS. 12 to 15, when excavation work is performed near a river or sea, or when excavation work is performed near a bank, it is necessary to observe the flow of groundwater. The invention can accurately measure the flow of groundwater, and the precise measurement results enable safe and accurate impact prediction and effective countermeasure work from the viewpoint of preservation and restoration of the ground environment. It becomes a thing.

１ 地下水流動測定装置
２ 空間部
３ 装置本体
４ 地下水
５ 測定体
６ 撮像カメラ
７、７−１，７−２，７−３，７−４，７−５
標点
８ 測定部
９ 測定部の底面
１０ 揺動軸
１１ 係止片
１２ 撮像範囲
１３ ボーリング孔
１４ パッカー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Groundwater flow measuring apparatus 2 Space part 3 Apparatus main body 4 Groundwater 5 Measuring body 6 Imaging camera 7, 7-1, 7-2, 7-3, 7-4, 7-5
Marking point 8 Measuring unit 9 Bottom surface of measuring unit 10 Oscillating shaft 11 Locking piece 12 Imaging range 13 Boring hole 14 Packer

Claims (6)

地下水内での被撮像物の揺動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を連続かつ長時間測定可能な地下水流動測定装置であり、
該地下水流動測定装置には、内部に空間部を有して構成された装置本体を備え、
該装置本体内には、装置本体部内上部側に収納された撮像手段と、
該撮像手段の下側に設けられ地下水が通過する測定部と、を有し、
前記測定部底面からは揺動可能な測定体が鉛直方向に延出して立設され、
該測定体の頂部には地下水の遅い流速が計測可能な標点が形成されると共に、測定体の基部から頂部に亘っては、地下水の速い流速が計測可能な標点が間隔をあけて形成され、前記複数の標点が被撮像物とされた、
ことを特徴とする地下水流動測定装置。
It is a groundwater flow measurement device that can shoot the swinging state of the object to be imaged in the groundwater with the imaging means, and can continuously measure the flow rate and direction of the groundwater from the imaged image of the object to be captured for a long time.
The groundwater flow measurement device includes a device main body configured with a space inside,
In the apparatus main body, an imaging means housed on the upper side of the apparatus main body,
A measurement unit provided under the imaging means and through which groundwater passes,
From the bottom surface of the measuring unit, a swingable measuring body extends in the vertical direction,
At the top of the measurement body, a gauge point that can measure a slow flow rate of groundwater is formed, and from the base to the top of the measurement body, a gauge point that can measure a fast flow rate of groundwater is formed at intervals. The plurality of marks are taken as the object to be imaged,
An apparatus for measuring groundwater flow.
地下水内での被撮像物の揺動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を連続かつ長時間測定可能な地下水流動測定装置であり、
該地下水流動測定装置には、内部に空間部を有して構成された装置本体を備え、
該装置本体内には、装置本体部内上部側に収納された撮像手段と、
該撮像手段の下側に設けられ地下水が通過する測定部と、を有し、
前記測定部底面からは揺動可能なひも状の測定体が鉛直方向に延出して立設され、
該測定体の頂部には地下水の遅い流速が計測可能な標点が形成されると共に、測定体の基部から頂部に亘っては、地下水の速い流速が計測可能な標点が間隔をあけて形成され、前記複数の標点が被撮像物とされた、
ことを特徴とする地下水流動測定装置。
It is a groundwater flow measurement device that can shoot the swinging state of the object to be imaged in the groundwater with the imaging means, and can continuously measure the flow rate and direction of the groundwater from the imaged image of the object to be captured for a long time.
The groundwater flow measurement device includes a device main body configured with a space inside,
In the apparatus main body, an imaging means housed on the upper side of the apparatus main body,
A measurement unit provided under the imaging means and through which groundwater passes,
A swingable string-like measuring body extends vertically from the bottom of the measuring unit,
At the top of the measurement body, a gauge point that can measure a slow flow rate of groundwater is formed, and from the base to the top of the measurement body, a gauge point that can measure a fast flow rate of groundwater is formed at intervals. The plurality of marks are taken as the object to be imaged,
An apparatus for measuring groundwater flow.
地下水内での被撮像物の揺動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を連続かつ長時間測定可能な地下水流動測定装置であり、
該地下水流動測定装置には、内部に空間部を有して構成された装置本体を備え、
該装置本体内には、装置本体部内上部側に収納された撮像手段と、
該撮像手段の下側に設けられ地下水が通過する測定部と、を有し、
前記測定部底面からは揺動可能な円筒状の測定体が鉛直方向に延出して立設され、
該測定体の頂部には地下水の遅い流速が計測可能な標点が形成されると共に、測定体の基部から頂部に亘って所定の間隔をあけ、地下水の速い流速が計測可能な標点が前記円筒状測定体の側面を囲むように形成され、前記複数の標点が被撮像物とされた、
ことを特徴とする地下水流動測定装置。
It is a groundwater flow measurement device that can shoot the swinging state of the object to be imaged in the groundwater with the imaging means, and can continuously measure the flow rate and direction of the groundwater from the imaged image of the object to be captured for a long time.
The groundwater flow measurement device includes a device main body configured with a space inside,
In the apparatus main body, an imaging means housed on the upper side of the apparatus main body,
A measurement unit provided under the imaging means and through which groundwater passes,
A swingable cylindrical measuring body extends vertically from the bottom surface of the measuring unit,
A mark capable of measuring a slow flow rate of groundwater is formed at the top of the measurement body, and a mark capable of measuring a fast flow rate of groundwater is provided at a predetermined interval from the base to the top of the measurement body. It is formed so as to surround the side surface of the cylindrical measurement body, and the plurality of mark points are taken as objects to be imaged,
An apparatus for measuring groundwater flow.
前記標点は、発光体物質により、あるいは受光することで撮像可能な輝度を有する物質により形成された、
ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の地下水流動測定装置。
The mark is formed of a luminescent material or a material having luminance that can be imaged by receiving light.
The groundwater flow measuring device according to claim 1, 2, or 3.
前記請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の地下水流動測定装置を使用して、地下水の流速と流向を連続かつ長時間測定する地下水流動測定方法であり、
前記算出した複数の標点移動量からおのおの流速を算出し、算出された複数の流速値の平均値を地下水の流速値とする、
ことを特徴とする地下水流動測定方法。
Using the groundwater flow measurement device according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, a groundwater flow measurement method for continuously measuring a flow rate and a flow direction of groundwater for a long time,
Calculating each flow velocity from the calculated plurality of reference point movement amounts, and setting the average value of the calculated plurality of flow velocity values as the groundwater flow velocity value,
A groundwater flow measuring method characterized by the above.
前記請求項１、請求項２、請求項３または請求項４記載の地下水流動測定装置を使用して、地下水の流速と流向を連続かつ長時間測定する地下水流動測定方法であり、
前記算出した複数の標点移動量のうち、前記移動量が最大のものに対応する流速を算出し、算出された流速値を地下水の流速値とする、
ことを特徴とする地下水流動測定方法。
Using the groundwater flow measurement device according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, a groundwater flow measurement method for continuously measuring a flow rate and a flow direction of groundwater for a long time,
Of the plurality of calculated reference point movement amounts, calculate a flow velocity corresponding to the maximum movement amount, and set the calculated flow velocity value as a groundwater flow velocity value.
A groundwater flow measuring method characterized by the above.
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