JP3500571B2 - 地下水流動測定装置 - Google Patents
地下水流動測定装置Info
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- JP3500571B2 JP3500571B2 JP2000036012A JP2000036012A JP3500571B2 JP 3500571 B2 JP3500571 B2 JP 3500571B2 JP 2000036012 A JP2000036012 A JP 2000036012A JP 2000036012 A JP2000036012 A JP 2000036012A JP 3500571 B2 JP3500571 B2 JP 3500571B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばボーリング
孔内で地下水の流速と流向を測定する地下水流動測定装
置に関する。
孔内で地下水の流速と流向を測定する地下水流動測定装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、地下水の流速と流向を測定する一
般的な方法として、中性子検出法と電位差法がある。中
性子検出法は、地下水の流れに伴って希釈されるホウ素
を、指向性中性子水分計で測定することにより、その地
下水の流速，流向を求めるものである。
般的な方法として、中性子検出法と電位差法がある。中
性子検出法は、地下水の流れに伴って希釈されるホウ素
を、指向性中性子水分計で測定することにより、その地
下水の流速，流向を求めるものである。
【０００３】電位差法は、ガラスビーズを詰めるととも
に蒸留水を飽和させた密閉容器を地盤中で解放して蒸留
水を放出させ、その蒸留水の希釈状態を密閉容器の周辺
に配置した複数の電極で計測し、この計測で得られた出
力曲線から地下水の流速，流向を求めるものである。
に蒸留水を飽和させた密閉容器を地盤中で解放して蒸留
水を放出させ、その蒸留水の希釈状態を密閉容器の周辺
に配置した複数の電極で計測し、この計測で得られた出
力曲線から地下水の流速，流向を求めるものである。
【０００４】上記いずれの測定方法においても、地下水
流動の深さ方向での移動距離を測定することが困難であ
ることから、実際には３次元的な地下水流動の流れを単
純化して水平流として仮定し、その流速，流向を算出し
ている。
流動の深さ方向での移動距離を測定することが困難であ
ることから、実際には３次元的な地下水流動の流れを単
純化して水平流として仮定し、その流速，流向を算出し
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記中性子検
出法や電位差法は、測定のための機材が比較的多く、し
かも測定までの準備が複雑で時間を要するとともに、上
記のように、実際には３次元的な地下水流動の流れを単
純化して水平流として仮定していたので、正確な地下水
の流速，流向を算出することができない。
出法や電位差法は、測定のための機材が比較的多く、し
かも測定までの準備が複雑で時間を要するとともに、上
記のように、実際には３次元的な地下水流動の流れを単
純化して水平流として仮定していたので、正確な地下水
の流速，流向を算出することができない。
【０００６】そこで本発明は、地下水の流速，流向を安
定して正確に測定できるとともに、その測定を簡易な構
成で行える地下水流動測定装置を提供しようとするもの
である。
定して正確に測定できるとともに、その測定を簡易な構
成で行える地下水流動測定装置を提供しようとするもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、撮影手段及び
光学系を本体ケースに内蔵した測定器をボーリング孔等
に挿入し、地下水中のトレーサーを光学系を介して撮影
手段で撮影して、撮影したトレーサー像に基づいて地下
水の流速と流向を測定する地下水流動測定装置であっ
て、測定器の本体ケースの外側に、該測定器をボーリン
グ孔等に固定するための膨縮するケース固定用パッカー
と、ボーリング孔等での地下水の上下流動を整流する整
流板とを設けたことを特徴とする。
光学系を本体ケースに内蔵した測定器をボーリング孔等
に挿入し、地下水中のトレーサーを光学系を介して撮影
手段で撮影して、撮影したトレーサー像に基づいて地下
水の流速と流向を測定する地下水流動測定装置であっ
て、測定器の本体ケースの外側に、該測定器をボーリン
グ孔等に固定するための膨縮するケース固定用パッカー
と、ボーリング孔等での地下水の上下流動を整流する整
流板とを設けたことを特徴とする。
【０００８】本体ケースの下側に、本体ケースとの間で
トレーサーを測定するための測定空間を区画形成する区
画体を垂設した場合には、この区画体に整流板を設け
る。
トレーサーを測定するための測定空間を区画形成する区
画体を垂設した場合には、この区画体に整流板を設け
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は本発明による地下水流動測
定装置を示しており、それは、岩盤等の地盤Ｇに掘削し
たボーリング孔Ｇ１に挿入する測定器Ａに、地上に配設
した昇降駆動部Ｂ、制御部Ｃ、コンピュータ１及びエア
ーコンプレッサー２を加えてなるものである。
を参照して説明する。図１は本発明による地下水流動測
定装置を示しており、それは、岩盤等の地盤Ｇに掘削し
たボーリング孔Ｇ１に挿入する測定器Ａに、地上に配設
した昇降駆動部Ｂ、制御部Ｃ、コンピュータ１及びエア
ーコンプレッサー２を加えてなるものである。
【００１０】測定器Ａは、図１，２に示すように、本体
ケース３がその全体を例えば透明なアクリル樹脂等で形
成され、上下端面を閉じた円筒形の密閉した完全防水で
かつ高耐圧構造となっている。
ケース３がその全体を例えば透明なアクリル樹脂等で形
成され、上下端面を閉じた円筒形の密閉した完全防水で
かつ高耐圧構造となっている。
【００１１】本体ケース３の下端壁３ａ上面の中央に
は、光透過性の円板形スケール４が固着されており、そ
れには、図３に示すように、地下水Ｗ中のトレーサーＴ
の移動を定量的に算出するための複数のマーク４ａ…
が、互いに所要の間隔で十字形に配列されている。
は、光透過性の円板形スケール４が固着されており、そ
れには、図３に示すように、地下水Ｗ中のトレーサーＴ
の移動を定量的に算出するための複数のマーク４ａ…
が、互いに所要の間隔で十字形に配列されている。
【００１２】本体ケース３内には、図２に示すＣＣＤカ
メラ５及び詳細を後述する光学系Ｄ、図６に示す電源ユ
ニット６、測定器Ａの向きを検出する方位計７、上記Ｃ
ＣＤカメラ５による撮影野を照明するための光源８、ト
レーサー放出装置Ｅ及びＣＣＤカメラ５を制御するビデ
オシグナル変調回路９が収納されている。
メラ５及び詳細を後述する光学系Ｄ、図６に示す電源ユ
ニット６、測定器Ａの向きを検出する方位計７、上記Ｃ
ＣＤカメラ５による撮影野を照明するための光源８、ト
レーサー放出装置Ｅ及びＣＣＤカメラ５を制御するビデ
オシグナル変調回路９が収納されている。
【００１３】ＣＣＤカメラ５は、図２に示すように、カ
メラ本体５ａと、これの下端部に配設したレンズ部５ｂ
とからなり、本体ケース３の中心軸Ｏ上に一致させた状
態でカメラホルダー１０により、本体ケース３の上半部
側に固設されている。
メラ本体５ａと、これの下端部に配設したレンズ部５ｂ
とからなり、本体ケース３の中心軸Ｏ上に一致させた状
態でカメラホルダー１０により、本体ケース３の上半部
側に固設されている。
【００１４】光学系Ｄは、互いに撮影角度が異なる２つ
のトレーサー像Ｔ１，Ｔ２をＣＣＤカメラ５に入射させ
るものであり、それは、逆Ｖ字形の反射鏡１１の両側
に、これと所要の間隔を保持し、かつ、それの反射面１
１ａ，１１ｂと並行にして平板形の反射鏡１２，１３を
配設した構成にしているとともに、トレーサー像Ｔ１，
Ｔ２に円板形スケール４のマーク４ａ…が重合して撮影
されるように、円板形スケール４の上方にやや離間して
配設されている。
のトレーサー像Ｔ１，Ｔ２をＣＣＤカメラ５に入射させ
るものであり、それは、逆Ｖ字形の反射鏡１１の両側
に、これと所要の間隔を保持し、かつ、それの反射面１
１ａ，１１ｂと並行にして平板形の反射鏡１２，１３を
配設した構成にしているとともに、トレーサー像Ｔ１，
Ｔ２に円板形スケール４のマーク４ａ…が重合して撮影
されるように、円板形スケール４の上方にやや離間して
配設されている。
【００１５】光学系Ｄでは、トレーサー像Ｔ１は、反射
鏡１２から反射鏡１１の反射面１１ａを介してＣＣＤカ
メラ５に入射され、また、トレーサー像Ｔ２は、反射鏡
１３から反射鏡１１の反射面１１ｂを介してＣＣＤカメ
ラ５に入射される。
鏡１２から反射鏡１１の反射面１１ａを介してＣＣＤカ
メラ５に入射され、また、トレーサー像Ｔ２は、反射鏡
１３から反射鏡１１の反射面１１ｂを介してＣＣＤカメ
ラ５に入射される。
【００１６】トレーサー放出装置Ｅは、図２に示すよう
に、本体ケース３の下端壁３ａ上面の縁部近傍に固設さ
れており、それは、図４に示すように、その下端壁３ａ
を貫通して一端を開口した中空針１４の他端を先端壁１
５ａに連設し、かつ、比重が１．０に近い牛乳の凝集タ
ンパク質等からなるトレーサーＴを収納したシリンダ本
体１５と、このシリンダ本体１５に入出自在に嵌挿され
て、その内部のトレーサーＴを押し出すためのピストン
１６と、このピストン１６をシリンダ本体１５に対して
入出させる、モーター等を組み込んだピストン駆動部１
７とからなる。
に、本体ケース３の下端壁３ａ上面の縁部近傍に固設さ
れており、それは、図４に示すように、その下端壁３ａ
を貫通して一端を開口した中空針１４の他端を先端壁１
５ａに連設し、かつ、比重が１．０に近い牛乳の凝集タ
ンパク質等からなるトレーサーＴを収納したシリンダ本
体１５と、このシリンダ本体１５に入出自在に嵌挿され
て、その内部のトレーサーＴを押し出すためのピストン
１６と、このピストン１６をシリンダ本体１５に対して
入出させる、モーター等を組み込んだピストン駆動部１
７とからなる。
【００１７】トレーサーＴとしては、牛乳の凝集タンパ
ク質の他、蛍光塗料を混入したエスレン粒子、トイレッ
トペーパー等の粉砕紙，インク等を使用することができ
る。また、トレーサーとして地下水中の浮遊物等を使用
することができる。なお、ピストン駆動部１７は、後述
するトレーサー放出スイッチ２８の操作により駆動制御
され、任意のタイミングでトレーサーＴを地下水Ｗ中に
放出できるようになっている。
ク質の他、蛍光塗料を混入したエスレン粒子、トイレッ
トペーパー等の粉砕紙，インク等を使用することができ
る。また、トレーサーとして地下水中の浮遊物等を使用
することができる。なお、ピストン駆動部１７は、後述
するトレーサー放出スイッチ２８の操作により駆動制御
され、任意のタイミングでトレーサーＴを地下水Ｗ中に
放出できるようになっている。
【００１８】本体ケース３の周壁３ｂの外面下端には整
流板１８が水平に付設されている。この整流板１８は、
ボーリング孔Ｇ１の内径と同じ直径にし、かつ、その下
面を本体ケース３の下端壁３ａ下面と面一にした円環状
のゴム等の弾性材からなり、地下水Ｗの上下流動を乱す
ことがないようにしている。
流板１８が水平に付設されている。この整流板１８は、
ボーリング孔Ｇ１の内径と同じ直径にし、かつ、その下
面を本体ケース３の下端壁３ａ下面と面一にした円環状
のゴム等の弾性材からなり、地下水Ｗの上下流動を乱す
ことがないようにしている。
【００１９】また、本体ケース３の周壁３ｂの外面中途
には、中空円環状のケース固定用パッカー１９が付設さ
れている。このパッカー１９は、空気等の流体の入出に
より膨縮するゴム等の弾性材からなり、これには圧送ホ
ース２０，２０を通じてエアーコンプレッサー２が連結
されている。エアーコンプレッサー２は、ケース固定用
パッカー１９の圧力低下の検知により、その圧力を一定
に保持するように流体である空気を圧送する。
には、中空円環状のケース固定用パッカー１９が付設さ
れている。このパッカー１９は、空気等の流体の入出に
より膨縮するゴム等の弾性材からなり、これには圧送ホ
ース２０，２０を通じてエアーコンプレッサー２が連結
されている。エアーコンプレッサー２は、ケース固定用
パッカー１９の圧力低下の検知により、その圧力を一定
に保持するように流体である空気を圧送する。
【００２０】エアーコンプレッサー２から空気を圧送す
ると、ケース固定用パッカー１９が膨張してボーリング
孔Ｇ１の内壁に弾圧し、これにより、本体ケース３を任
意の深度位置に固定しておくことができる。また、測定
器Ａをボーリング孔Ｇ１内で昇降させるときには、ケー
ス固定用パッカー１９内の空気を排出して窄ませること
により、ボーリング孔Ｇ１内での本体ケース３の昇降が
自在となる。
ると、ケース固定用パッカー１９が膨張してボーリング
孔Ｇ１の内壁に弾圧し、これにより、本体ケース３を任
意の深度位置に固定しておくことができる。また、測定
器Ａをボーリング孔Ｇ１内で昇降させるときには、ケー
ス固定用パッカー１９内の空気を排出して窄ませること
により、ボーリング孔Ｇ１内での本体ケース３の昇降が
自在となる。
【００２１】次に、昇降駆動部Ｂと制御部Ｃについて説
明する。昇降駆動部Ｂは、図６に示すように、例えば全
長数百メートルのケーブル２１を巻回するドラム２２
と、このドラム２２を正逆回転駆動するモーターＭ１
と、このモーターＭ１を駆動制御する駆動制御回路２３
とからなり、ドラム２２に付設したプーリー２４の正逆
方向の回転数によって、ケーブル２１の一定距離毎の繰
り出しと巻き取りを行い、測定器Ａを任意の深度に昇降
移動させられるようにしている。
明する。昇降駆動部Ｂは、図６に示すように、例えば全
長数百メートルのケーブル２１を巻回するドラム２２
と、このドラム２２を正逆回転駆動するモーターＭ１
と、このモーターＭ１を駆動制御する駆動制御回路２３
とからなり、ドラム２２に付設したプーリー２４の正逆
方向の回転数によって、ケーブル２１の一定距離毎の繰
り出しと巻き取りを行い、測定器Ａを任意の深度に昇降
移動させられるようにしている。
【００２２】制御部Ｃは、測定器Ａからケーブル２１を
通じて出力されたビデオ信号を復調するビデオシグナル
復調回路２５、電源ユニット２６、ＣＣＤカメラ５や光
源８をオン／オフさせるための電源ユニット用スイッチ
２７、トレーサー放出スイッチ２８及びＣＰＵ２９から
なる。
通じて出力されたビデオ信号を復調するビデオシグナル
復調回路２５、電源ユニット２６、ＣＣＤカメラ５や光
源８をオン／オフさせるための電源ユニット用スイッチ
２７、トレーサー放出スイッチ２８及びＣＰＵ２９から
なる。
【００２３】ＣＰＵ２９は、次の各手段を有している。
(1) 単一の撮影手段であるＣＣＤカメラ５により所要
の時間間隔で複数回の撮影を行う撮影制御手段。
の時間間隔で複数回の撮影を行う撮影制御手段。
【００２４】(2) ＣＣＤカメラ５で撮影した各回毎の
デジタル化されている２つのトレーサー像Ｔ１，Ｔ２に
基づいて、前記トレーサーＴの重心の各回毎の３次元座
標を、例えば精密写真測量技術により画像解析して算出
する座標算出手段。具体的には、このような解析を図５
に示す２つの撮影領域にあるトレーサーＴ１，Ｔ２それ
ぞれに対して行うことにより、各回毎の３次元座標を算
出する。
デジタル化されている２つのトレーサー像Ｔ１，Ｔ２に
基づいて、前記トレーサーＴの重心の各回毎の３次元座
標を、例えば精密写真測量技術により画像解析して算出
する座標算出手段。具体的には、このような解析を図５
に示す２つの撮影領域にあるトレーサーＴ１，Ｔ２それ
ぞれに対して行うことにより、各回毎の３次元座標を算
出する。
【００２５】ところで、測定器Ａはボーリング孔Ｇ１内
を昇降している間に水平面内で回動して、座標を算出す
る際に基準となる水平面上の座標軸が移動してしまうこ
とがあるが、本実施形態においては、本体ケース３内に
配設した方位計７により、水平面上の座標軸を常に一定
の方位に一致させた状態で座標を算出する。
を昇降している間に水平面内で回動して、座標を算出す
る際に基準となる水平面上の座標軸が移動してしまうこ
とがあるが、本実施形態においては、本体ケース３内に
配設した方位計７により、水平面上の座標軸を常に一定
の方位に一致させた状態で座標を算出する。
【００２６】また、トレーサーＴの移動距離は、ＣＣＤ
カメラ５の光学的な倍率等によって異なるため、これを
絶対値に換算する基準として、本体ケース３の円板形ス
ケール４のマーク４ａ…を使用する。すなわち、トレー
サーＴとともに円板形スケール４のマーク４ａ…を撮影
することにより、それらのマーク４ａ…に基づいてトレ
ーサーＴの絶対的な移動距離を算出できるようにしてい
る。さらに、水中においては、屈折率の関係から、トレ
ーサーＴの見掛け上の深さ方向の移動距離が３／４倍に
なっているので、算出された移動距離を４／３倍するこ
とにより、実際の距離となるように補正する。
カメラ５の光学的な倍率等によって異なるため、これを
絶対値に換算する基準として、本体ケース３の円板形ス
ケール４のマーク４ａ…を使用する。すなわち、トレー
サーＴとともに円板形スケール４のマーク４ａ…を撮影
することにより、それらのマーク４ａ…に基づいてトレ
ーサーＴの絶対的な移動距離を算出できるようにしてい
る。さらに、水中においては、屈折率の関係から、トレ
ーサーＴの見掛け上の深さ方向の移動距離が３／４倍に
なっているので、算出された移動距離を４／３倍するこ
とにより、実際の距離となるように補正する。
【００２７】(3) 算出したトレーサーＴの３次元座標
から地下水Ｗの流速と流向を求める流速流向算出手段。
図７に示すように、ある時刻ｔのトレーサーＴの重心の
３次元座標がｘ０，ｙ０，ｚ０、その時刻ｔから所定時
間後の時刻ｔ１における、そのトレーサーＴの重心の３
次元座標がｘ１，ｙ１，ｚ１とすると、それらの３次元
座標から移動距離を算出するとともに、時刻ｔと時刻ｔ
１の時間差とからトレーサーＴの移動速度、換言すると
地下水Ｗの流速を算出する。また、流向については、座
標軸を一定の方位に一致させているので、上記の３次元
座標と公知の三角関数とから求めることができる。
から地下水Ｗの流速と流向を求める流速流向算出手段。
図７に示すように、ある時刻ｔのトレーサーＴの重心の
３次元座標がｘ０，ｙ０，ｚ０、その時刻ｔから所定時
間後の時刻ｔ１における、そのトレーサーＴの重心の３
次元座標がｘ１，ｙ１，ｚ１とすると、それらの３次元
座標から移動距離を算出するとともに、時刻ｔと時刻ｔ
１の時間差とからトレーサーＴの移動速度、換言すると
地下水Ｗの流速を算出する。また、流向については、座
標軸を一定の方位に一致させているので、上記の３次元
座標と公知の三角関数とから求めることができる。
【００２８】制御部Ｃに接続されたコンピュータ１に
は、ビデオキャプチャーカード３０を介して、トレーサ
ーＴの移動前後の画像が転送され、それらがディスプレ
イ１ａ上に表示されるとともに、コンピュータ１内に保
存されるようにしている。
は、ビデオキャプチャーカード３０を介して、トレーサ
ーＴの移動前後の画像が転送され、それらがディスプレ
イ１ａ上に表示されるとともに、コンピュータ１内に保
存されるようにしている。
【００２９】次に、地下水Ｗの流速，流向を測定する作
業について説明する。まず、ボーリング孔Ｇ１内に測定
器Ａを吊り下ろし、所定の深度になったときに、ケース
固定用パッカー１９に空気等の流体を圧送して膨張さ
せ、所要の深度位置に測定器Ａを固定し、また、電源ユ
ニット用スイッチ２７をオン操作して光源８，ＣＣＤカ
メラ５を点灯，起動させる。
業について説明する。まず、ボーリング孔Ｇ１内に測定
器Ａを吊り下ろし、所定の深度になったときに、ケース
固定用パッカー１９に空気等の流体を圧送して膨張さ
せ、所要の深度位置に測定器Ａを固定し、また、電源ユ
ニット用スイッチ２７をオン操作して光源８，ＣＣＤカ
メラ５を点灯，起動させる。
【００３０】地下水Ｗ中にトレーサーＴとなる浮遊物等
がない場合には、トレーサー放出装置Ｅを作動させて、
シリンダ本体１５内のトレーサーＴをゆっくりと地下水
Ｗ中に放出させる。その後、地下水の乱れが無くなった
のを確認した後、所要の時間をおいて複数回にわたりト
レーサーＴの画像を撮影する。このとき、光源８等から
発せられる熱により、地下水Ｗに対流を発生させるおそ
れがある場合には、撮影をする時以外は、電源ユニット
用スイッチ２７をオフ操作するとよい。
がない場合には、トレーサー放出装置Ｅを作動させて、
シリンダ本体１５内のトレーサーＴをゆっくりと地下水
Ｗ中に放出させる。その後、地下水の乱れが無くなった
のを確認した後、所要の時間をおいて複数回にわたりト
レーサーＴの画像を撮影する。このとき、光源８等から
発せられる熱により、地下水Ｗに対流を発生させるおそ
れがある場合には、撮影をする時以外は、電源ユニット
用スイッチ２７をオフ操作するとよい。
【００３１】次に、ケース固定用パッカー１９内の流体
を排出した状態で、測定器Ａを順次所定の深度に昇降移
動させて、上記と同様にしてトレーサーＴの画像を撮影
する。
を排出した状態で、測定器Ａを順次所定の深度に昇降移
動させて、上記と同様にしてトレーサーＴの画像を撮影
する。
【００３２】それらの撮影画像は、制御部Ｃに転送さ
れ、その制御部Ｃにおいて各深度毎の地下水Ｗの流速と
流向を算出する。
れ、その制御部Ｃにおいて各深度毎の地下水Ｗの流速と
流向を算出する。
【００３３】また、コンピュータ１のディスプレイ１ａ
上には、各深度毎のトレーサーＴの画像が拡大縮小自在
にして表示されるとともに、その流速，流向が表示され
る。
上には、各深度毎のトレーサーＴの画像が拡大縮小自在
にして表示されるとともに、その流速，流向が表示され
る。
【００３４】図８に第１の変形例に係る測定器Ａ′を示
す。この測定器Ａ′は、前述した測定器Ａの光学系Ｄと
は異なる構成の光学系Ｄ′を配設しているものであり、
それ以外の構成については、測定器Ａのものと同等のも
のであるので、ここでは、それらと同等のものについて
同一の符号を付して説明を省略する。
す。この測定器Ａ′は、前述した測定器Ａの光学系Ｄと
は異なる構成の光学系Ｄ′を配設しているものであり、
それ以外の構成については、測定器Ａのものと同等のも
のであるので、ここでは、それらと同等のものについて
同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】光学系Ｄ′は互いに撮影角度が異なる４つ
のトレーサー像（図示しない）をＣＣＤカメラ５に入射
させる四角錐形のプリズムであり、それら４つのトレー
サー像に円板形スケール４のマーク４ａ…が重合するよ
うに、その円板形スケール４の上方にやや離間して配設
されている。
のトレーサー像（図示しない）をＣＣＤカメラ５に入射
させる四角錐形のプリズムであり、それら４つのトレー
サー像に円板形スケール４のマーク４ａ…が重合するよ
うに、その円板形スケール４の上方にやや離間して配設
されている。
【００３６】四角錐形のプリズムを使用した光学系Ｄ′
では、互いに撮影角度が異なる４つのトレーサー像をＣ
ＣＤカメラ５に同時に入射させることができるが、例え
ば五角形以上の多角錐形のプリズムを使用することによ
り、互いに撮影角度が異なる５つ以上のトレーサー像を
ＣＣＤカメラ５に同時に入射させるようにしてもよい。
また、プリズムを使用した光学系としては、所要形状の
プリズムを単体で使用してもよいが、複数個のプリズム
を組み合わせて使用してもよい。
では、互いに撮影角度が異なる４つのトレーサー像をＣ
ＣＤカメラ５に同時に入射させることができるが、例え
ば五角形以上の多角錐形のプリズムを使用することによ
り、互いに撮影角度が異なる５つ以上のトレーサー像を
ＣＣＤカメラ５に同時に入射させるようにしてもよい。
また、プリズムを使用した光学系としては、所要形状の
プリズムを単体で使用してもよいが、複数個のプリズム
を組み合わせて使用してもよい。
【００３７】図９（Ａ），（Ｂ）に第２の変形例に係る
測定器Ａ″を示す。この測定器Ａ″は、上記光学系Ｄに
代えて、単一の撮影手段であるＣＣＤカメラ５を、所定
の撮影角度となるように傾動させる傾動手段であるモー
ターＭ２を設けた構成のものである。
測定器Ａ″を示す。この測定器Ａ″は、上記光学系Ｄに
代えて、単一の撮影手段であるＣＣＤカメラ５を、所定
の撮影角度となるように傾動させる傾動手段であるモー
ターＭ２を設けた構成のものである。
【００３８】すなわち、本体ケース３の中間部分に配設
した支持部材３１に、ＣＣＤカメラ５が軸３２によって
垂直面内で揺動自在に支持されているとともに、その軸
３２の一端にモーターＭ２が配設されている。この場
合、ＣＣＤカメラ５には複数のトレーサー像が同時に入
射されずに、互いに撮影角度が異なる複数のトレーサー
像が順次連続して入射，撮影されることになるが、ボー
リング孔Ｇ１内の地下水Ｗの流動が低速度であるため
に、連続して撮影した二つ以上のトレーサー像に基づい
て３次元座標を算出しても、許容できる誤差範囲内のも
のとなる。
した支持部材３１に、ＣＣＤカメラ５が軸３２によって
垂直面内で揺動自在に支持されているとともに、その軸
３２の一端にモーターＭ２が配設されている。この場
合、ＣＣＤカメラ５には複数のトレーサー像が同時に入
射されずに、互いに撮影角度が異なる複数のトレーサー
像が順次連続して入射，撮影されることになるが、ボー
リング孔Ｇ１内の地下水Ｗの流動が低速度であるため
に、連続して撮影した二つ以上のトレーサー像に基づい
て３次元座標を算出しても、許容できる誤差範囲内のも
のとなる。
【００３９】なお、本発明は前述した実施形態に限るも
のではなく、次のような変形実施が可能である。図１０
に測定器の他例を示す。この測定器３３は、前述した本
体ケース３と同様の構造の本体ケース３′の下側に、所
要長さにした３本の支柱３４…を介し、測定空間αを区
画する区画体３５を垂設している。
のではなく、次のような変形実施が可能である。図１０
に測定器の他例を示す。この測定器３３は、前述した本
体ケース３と同様の構造の本体ケース３′の下側に、所
要長さにした３本の支柱３４…を介し、測定空間αを区
画する区画体３５を垂設している。
【００４０】支柱３４…は例えばステンレス鋼等の金属
や強化プラスチック等からなるものであり、本体ケース
３′の中心軸Ｏを中心として１２０度間隔で配列され
て、それらの上端部を本体ケース３′の下端壁３ａに螺
着している。なお、支柱は３本に限るものではなく４本
以上設けてもよい。また、それら支柱の長さは、測定し
ようとする地下水の流動状態を勘案して長短調整すれば
よい。
や強化プラスチック等からなるものであり、本体ケース
３′の中心軸Ｏを中心として１２０度間隔で配列され
て、それらの上端部を本体ケース３′の下端壁３ａに螺
着している。なお、支柱は３本に限るものではなく４本
以上設けてもよい。また、それら支柱の長さは、測定し
ようとする地下水の流動状態を勘案して長短調整すれば
よい。
【００４１】区画体３５は、上下端面を閉じた上記本体
ケース３′と同外径の円筒形のものであり、これの全体
を例えば透明なアクリル樹脂等で形成され、支柱３４…
の下端部に上端壁３５ａを螺着している。
ケース３′と同外径の円筒形のものであり、これの全体
を例えば透明なアクリル樹脂等で形成され、支柱３４…
の下端部に上端壁３５ａを螺着している。
【００４２】区画体３５の周壁３５ｂの上辺縁部には、
ボーリング孔Ｇ１の内径と同じ直径にし、かつ、その上
面を上端壁３５ａ上面と面一にした円板状のゴム等の弾
性材からなる整流板３６が固定されている。
ボーリング孔Ｇ１の内径と同じ直径にし、かつ、その上
面を上端壁３５ａ上面と面一にした円板状のゴム等の弾
性材からなる整流板３６が固定されている。
【００４３】この測定器３３では、本体ケース３′の下
端壁３ａ下面と区画体３５の上端壁３５ａ上面との間
に、トレーサーＴを測定するための測定空間αが区画形
成される。これにより、測定空間α内の地下水は、その
測定空間α外の例えば上下方向の地下水の流れ等の外乱
に影響を受けることがなく、さらに、正確な地下水の流
向，流速を測定することができる。
端壁３ａ下面と区画体３５の上端壁３５ａ上面との間
に、トレーサーＴを測定するための測定空間αが区画形
成される。これにより、測定空間α内の地下水は、その
測定空間α外の例えば上下方向の地下水の流れ等の外乱
に影響を受けることがなく、さらに、正確な地下水の流
向，流速を測定することができる。
【００４４】上記においては、ケース固定用パッカーに
圧入する流体として気体である空気を例として説明した
が、流体としては気体の他、水等の液体であってもよ
い。
圧入する流体として気体である空気を例として説明した
が、流体としては気体の他、水等の液体であってもよ
い。
【００４５】また、上記においては、１つのトレーサー
Ｔについての３次元座標を算出した例について説明した
が、複数のトレーサーの３次元座標を算出するようして
もよい。この場合には、より精度の高い流速，流向を算
出することができる。
Ｔについての３次元座標を算出した例について説明した
が、複数のトレーサーの３次元座標を算出するようして
もよい。この場合には、より精度の高い流速，流向を算
出することができる。
【００４６】
【発明の効果】本発明によれば、撮影手段及び光学系を
内蔵した測定器の本体ケースの外側に、該測定器をボー
リング孔等に固定するための膨縮するケース固定用パッ
カーと、ボーリング孔等での地下水の上下流動を整流す
る整流板とを設けたので、ボーリング孔等に挿入した測
定器をケース固定用パッカーにより任意の位置に固定
し、整流板にてボーリング孔等での地下水の上下流動を
整流しながら、地下水の流速，流向を安定して正確に測
定できる。
内蔵した測定器の本体ケースの外側に、該測定器をボー
リング孔等に固定するための膨縮するケース固定用パッ
カーと、ボーリング孔等での地下水の上下流動を整流す
る整流板とを設けたので、ボーリング孔等に挿入した測
定器をケース固定用パッカーにより任意の位置に固定
し、整流板にてボーリング孔等での地下水の上下流動を
整流しながら、地下水の流速，流向を安定して正確に測
定できる。
【００４７】請求項２に係る発明は、本体ケースの下側
に、本体ケースとの間でトレーサーを測定するための測
定空間を区画形成する区画体を垂設し、この区画体に整
流板を設けたので、地下水の流速，流向をより正確に測
定できる。
に、本体ケースとの間でトレーサーを測定するための測
定空間を区画形成する区画体を垂設し、この区画体に整
流板を設けたので、地下水の流速，流向をより正確に測
定できる。
【図１】ボーリング孔内に挿入した測定器に、昇降駆動
部、制御部、コンピューター及びエアーコンプレッサー
を加えてなる本発明地下水流動測定装置の一実施形態の
構成図である。
部、制御部、コンピューター及びエアーコンプレッサー
を加えてなる本発明地下水流動測定装置の一実施形態の
構成図である。
【図２】（Ａ）は同上の測定器の縦断面図、（Ｂ）は測
定器のＩ−Ｉ線での断面図である。
定器のＩ−Ｉ線での断面図である。
【図３】測定器の本体ケースの下端壁上面に固定した円
板形スケールの平面図である。
板形スケールの平面図である。
【図４】その下端壁上面に載置したトレーサー放出装置
の正面図である。
の正面図である。
【図５】単一の撮影手段に入射される２つのトレーサー
像を示す平面図である。
像を示す平面図である。
【図６】回路構成を示すブロック図である。
【図７】地下水中で移動するトレーサーの３次元座標の
変化を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はその正面
図である。
変化を示すもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はその正面
図である。
【図８】測定器の第１の変形例を示すもので、（Ａ）は
縦断面図、（Ｂ）はそのＩＩ−ＩＩ線での断面図であ
る。
縦断面図、（Ｂ）はそのＩＩ−ＩＩ線での断面図であ
る。
【図９】測定器の第２の変形例を示すもので、（Ａ）は
縦断面図、（Ｂ）はそのＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図で
ある。
縦断面図、（Ｂ）はそのＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面図で
ある。
【図１０】測定器の他例を示すもので、（Ａ）は部分正
面図、（Ｂ）はその斜視図である。
面図、（Ｂ）はその斜視図である。
３ 本体ケース
５ 撮影手段であるＣＣＤカメラ
７ 方位計
１８ 整流板
１９ ケース固定用パッカー
２９ 撮影制御手段、座標算出手段及び流速流向
算出手段としてのＣＰＵ３５ 区画体 ３６ 整流板 Ｄ，Ｄ′ 光学系 Ｅ トレーサー放出装置 Ｍ２ 傾動手段 Ｔ トレーサー Ｔ１，Ｔ２ トレーサー像 Ｗ 地下水
算出手段としてのＣＰＵ３５ 区画体 ３６ 整流板 Ｄ，Ｄ′ 光学系 Ｅ トレーサー放出装置 Ｍ２ 傾動手段 Ｔ トレーサー Ｔ１，Ｔ２ トレーサー像 Ｗ 地下水
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 松元 和伸
東京都千代田区三番町２番地 飛島建設
株式会社内
(72)発明者 熊谷 幸樹
東京都千代田区三番町２番地 飛島建設
株式会社内
(72)発明者 筒井 雅行
東京都千代田区三番町２番地 飛島建設
株式会社内
(56)参考文献 特開 平８−166210（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−304430（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−12558（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−148217（ＪＰ，Ａ)
特公 平６−19366（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01P 5/20
E21B 49/08
G01P 13/00
Claims (2)
- 【請求項１】 撮影手段及び光学系を本体ケースに内蔵
した測定器をボーリング孔等に挿入し、地下水中のトレ
ーサーを光学系を介して撮影手段で撮影して、撮影した
トレーサー像に基づいて地下水の流速と流向を測定する
地下水流動測定装置であって、前記測定器の本体ケース
の外側に、該測定器をボーリング孔等に固定するための
膨縮するケース固定用パッカーと、ボーリング孔等での
地下水の上下流動を整流する整流板とを設けたことを特
徴とする地下水流動測定装置。 - 【請求項２】 本体ケースの下側に、本体ケースとの間
でトレーサーを測定するための測定空間を区画形成する
区画体を垂設し、この区画体に整流板を設けたことを特
徴とする請求項１記載の地下水流動測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000036012A JP3500571B2 (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | 地下水流動測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000036012A JP3500571B2 (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | 地下水流動測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001228165A JP2001228165A (ja) | 2001-08-24 |
| JP3500571B2 true JP3500571B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=18560110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000036012A Expired - Lifetime JP3500571B2 (ja) | 2000-02-15 | 2000-02-15 | 地下水流動測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3500571B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011185703A (ja) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Yamaguchi Univ | 地下水流向流速を測定する方法及びそのための装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN100370259C (zh) * | 2004-11-12 | 2008-02-20 | 中国科学院西安光学精密机械研究所 | 水流场粒子成像测速系统中示踪粒子的高速投放装置 |
| CN100343675C (zh) * | 2005-02-01 | 2007-10-17 | 湖南继善高科技有限公司 | 流体内部全流场三维可视流向、流速测量装置 |
| JP6393466B2 (ja) * | 2013-10-02 | 2018-09-19 | 株式会社島津製作所 | 発光装置 |
| CN104360101B (zh) * | 2014-10-24 | 2017-05-03 | 河海大学 | 流速流向自动测量仪及其测量方法 |
| CN105652034B (zh) * | 2016-02-25 | 2019-01-29 | 中国地质大学（武汉） | 一种滑坡监测用地下水流速流向探测智能传感器 |
| CN106771345A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-31 | 中国地质大学（武汉） | 水流速流向测定装置及方法 |
| JP6757380B2 (ja) * | 2018-09-19 | 2020-09-16 | 株式会社福田組 | 掘削機の位置計測システム及び操作分析システム |
| CN112415225B (zh) * | 2020-11-12 | 2024-01-19 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 判断客栓上水管道内水流动的方法 |
| CN113739844B (zh) * | 2021-08-02 | 2024-04-16 | 重庆交通大学 | 基于稀释法的地下水分层监测装置与监测方法 |
| CN114859074B (zh) * | 2022-04-25 | 2024-04-16 | 无锡水文工程地质勘察院有限责任公司 | 一种地下水流向测量方法 |
| CN117420319B (zh) * | 2023-10-23 | 2024-03-22 | 山东省煤田地质局第五勘探队 | 一种单井地下水流速流向测量方法及测量仪 |
-
2000
- 2000-02-15 JP JP2000036012A patent/JP3500571B2/ja not_active Expired - Lifetime
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