JP4024407B2 - Bank breakage monitoring method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、河川の堤防の決壊を防止するのに有効な破堤監視方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
河川の堤防の決壊(破堤)を防止するために、堤防の変位、崩れ、洗掘などの異常を早いうちに検知する技術が種々検討されているが、その殆どがポイント変位センサを基軸したものであり、監視領域が限定され、どこで決壊するか判らない堤防への適用は実現していない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
経験的に知られる破堤の主な原因には、(1) 河川の水位が上昇して堤防内の浸潤線が上がり、裏法面の法尻近傍からの漏水が引き金になる場合(2) 洪水による表法面の法尻近傍の洗掘が引き金になる場合、(3) 越流による破堤の3つがある。
【0004】
このうち、(3) の越流による破堤は、予知できず、避けようがないが、(1) 、(2) の原因による破堤は徐々に進行していくので、早い段階で確実に検知できれば、完全な破堤に至る前に補修することができる。
【0005】
そこで、この発明は水位上昇や漏水等による盛土の変位、崩れ、洗掘などの異常発生を精度良く検知して防災に役立てようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の課題の解決策として、この発明は、以下の破堤監視方法を提供する。その方法は、補強材で補強した光ファイバケーブルを、堤防の法面部に堤防の天端近傍と法尻近傍を布設ルートの頂点にしてジグザグに布設し、その光ファイバケーブルの天端側の頂点はファイバ把持クリートで定位置に固定し、法尻側の頂点及び法面の下半分の領域にある光ファイバケーブルはウエイトを分散して取付けて土中に直接埋設し、この光ファイバケーブルの歪の経時変化を光ファイバ歪計測器で観測して破堤の引き金になる堤防の状態変化を検知するものである。
【0007】
なお、光ファイバケーブルに対するウエイトの取付け、堤防の天端側頂点部における光ファイバケーブルの固定、光ファイバケーブルを途中で接続する場合の処理は、後述する方法で行うと好ましい。
【0008】
【作用】
河川の増水により堤防の浸潤線が上がり、法尻近傍が軟化すると堤防の盛土が水圧で押され、埋設したウエイトの変位が起こる。この変位により光ファイバに歪変化が現われ、歪の計測値が変化するので、破堤の原因になる異常の発生と発生場所を知ることができる。
【0009】
また、河川水位が上昇して表法面の浸潤度が上がると、上記同様、盛土が水圧で押されてウエイト変化が起こるため、洗掘が起こり易くなった場所を特定できる。また、洗掘や法面の崩れによりウエイトが宙吊り状態になれば、光ファイバの歪変化が大きくなるので、洗掘や法面の崩れが生じたことも判る。さらに、洗掘や崩れが天端に向かって広がっていくと、宙吊りになるウエイトの数が増えて光ファイバの歪変化領域が広がっていくので、洗掘、崩れの進展状況も判る。洪水の時は水の透明度が低いため、監視カメラや巡視員の目視では水中に没した表法面の状況確認ができないが、この発明の方法では水面下の状況も予測可能となる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1及び図2に、この発明の破堤監視方法でのセンサ布設状況を示す。図中1、2は監視センサ、図2の11は各監視センサに接続した光ファイバ歪計測器、12は計測結果を表示する表示装置である。監視センサ1は、堤防13の表法面14側の変位や洗掘の監視に利用され、監視センサ2は、堤防13の裏法面15側の変位や崩れの監視に利用される。また、歪計測器11と表示装置12は遠隔の監視センタに設置される。
【0011】
破堤は、表法面の洗掘がきっかけになる場合と、漏水による裏法面の崩れがきっかけになる場合があるので、その双方に対応するために表法面14と裏法面15にそれぞれ監視センサ1、2を布設している。
【0012】
これ等の監視センサ1、2は、金属やプラスチックなどの補強材で補強した光ファイバケーブル3を、図2に示すように、堤防13の天端16近傍と法尻近傍を布設ルートの頂点にして、ジグザグに布設し、天端16側の頂点をその位置に打ち込んだアンカー杭4に固定し、法尻側の頂点及び法面の下半分の領域に置かれる光ファイバケーブル3にウエイト5を分散して取付けて構成されている。
【0013】
光ファイバケーブル3の天端側頂点の固定は、アンカー杭4に図4に示すファイバ把持クリート(ローラクリート)6を取付け、そのクリートの対のローラ6a、6aに光ファイバケーブル3を掛け、ローラ間に渡したケーブル直線部を把持金具6bでクランプする方法で行っている。アンカー杭4を用いてその杭に光ファイバケーブル3を固定すると、天端側頂点の変位による歪計測精度の悪化が起こり難い。
【0014】
ウエイト5は、光ファイバケーブル3にワイヤ等で吊り下げると一点に荷重が集中して光ファイバの極度曲げが生じる虞れがあるので、ここでは、その不具合の回避策として、図3に示すように、ウエイト5の中心に貫通孔5aを設けてその孔5aに光ファイバケーブル3を通し、同ケーブルに別途取付ける止め具7でウエイト5の滑落を止める方法でウエイトの取付けを行っている。
【0015】
光ファイバケーブル3を布設領域内で接続する必要があれば、図5、図6に示すように天端側頂点の固定をダブルクリート8(ファイバ把持クリート6を2つ組合わせたもの)で行い、2組のファイバ把持クリート6、6間に接続部3aを設けるとよい。こうすると接続部3aをウエイト5の荷重から保護でき、接続部にファイバ余長部3bを付けることも可能になる。接続部3aはダブルクリート8の収納箱を兼用した図5の接続箱9や、ダブルクリート8の近傍に埋める図6の直埋型の専用の接続箱10に収納して保護する。
【0016】
なお、監視センサ1、2を、図7或いは図8に示すように適当に位置をずらし、オーバラップさせて複数組布設すると、センサ分布が密になり、緻密な監視が可能となる。
【0017】
【発明の効果】
この発明の方法は、ウエイトを取付けた光ファイバをジグザグ布設により面的に分布させてその光ファイバの各部の歪を計測するので、堤防の法面を広域にわたって監視でき、破堤の前兆である盛土の変位、法面の洗掘、崩れなどの発生と発生場所を正確に検知して破堤を防止することが可能になる。濁流の中では目視確認ができない洗掘の進展状況も歪の測定データから推測可能であり、堤防の危険箇所の迅速な応急処置や緊急避難等に関するタイムリーな警報発令などが行えるようになって防災面で大いに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の方法における監視センサ布設状況の断面図
【図2】同上の監視センサ布設状況の平面図
【図3】ケーブルへのウエイト取付け方を示す斜視図
【図4】ファイバ把持クリートの平面図
【図5】中間接続に用いるダブルクリートと接続箱の平面図
【図6】同上のダブルクリートと接続箱の他の例を示す平面図
【図7】監視センサの他の布設例を示す図
【図8】監視センサの更に他の布設例を示す図
【符号の説明】
1、2 監視センサ
3 光ファイバケーブル
3a 接続部
3b 余長部
4 アンカー杭
5 ウエイト
6 ファイバ把持クリート
6a ローラ
6b 把持金具
7 止め具
8 ダブルクリート
9、10 接続箱
11 光ファイバ歪計測器
12 表示装置
13 堤防
14 表法面
15 裏法面
16 天端[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bank breakage monitoring method that is effective in preventing the breakage of a river bank.
[0002]
[Prior art]
Various techniques have been studied to detect abnormalities such as levee displacement, collapse, scouring, etc. as early as possible in order to prevent river levee breaching (breakdown), most of which are based on point displacement sensors. However, the monitoring area is limited, and it has not been applied to the dike that does not know where to break.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The main causes of ruptures known from experience are: (1) When the water level of the river rises and the infiltration line in the levee rises, and water leakage from the vicinity of the slope on the back slope triggers (2) When scouring near the slope of the front slope due to flooding triggers, there are three types of (3) bank breakage due to overflow.
[0004]
Of these, the breach caused by the overflow of (3) is unpredictable and unavoidable, but the breach caused by the causes of (1) and (2) gradually progresses, so it is sure to be sure at an early stage. If it can be detected, it can be repaired before it reaches a complete bank break.
[0005]
Therefore, the present invention is intended to be useful for disaster prevention by accurately detecting the occurrence of abnormalities such as displacement, collapse and scouring of embankments due to water level rise and water leakage.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a solution to the above problem, the present invention provides the following bank breakage monitoring method. In this method, an optical fiber cable reinforced with a reinforcing material is laid in a zigzag on the slope of the levee with the vicinity of the top edge of the levee and the vicinity of the bottom edge of the laying route, and the apex on the top end side of the optical fiber cable. Is fixed in place with a fiber gripping cleat, and the optical fiber cable at the apex on the slope side and the lower half of the slope is mounted with dispersed weights and directly embedded in the soil. The change in the state of the levee that triggers the breach is detected by observing the change over time with an optical fiber strain measuring instrument.
[0007]
In addition, it is preferable to perform the process for attaching weights to the optical fiber cable, fixing the optical fiber cable at the top end of the levee, and connecting the optical fiber cable halfway.
[0008]
[Action]
The inundation line of the embankment rises due to the increase of rivers, and when the vicinity of the hoshijiri softens, the embankment of the embankment is pushed by water pressure, and the buried weight is displaced. Due to this displacement, a strain change appears in the optical fiber, and the measured value of the strain changes, so that it is possible to know the occurrence and location of the abnormality that causes the bank breakage.
[0009]
In addition, when the river water level rises and the infiltration degree of the surface slope increases, the embankment is pushed by water pressure and the weight changes as described above, so that the location where scouring is likely to occur can be identified. In addition, if the weight is suspended due to scouring or slope failure, the change in strain of the optical fiber increases, so it can also be seen that scouring or slope failure occurred. In addition, as scouring and collapse spread toward the top, the number of weights suspended in the air increases and the strain change region of the optical fiber expands. Since the transparency of water is low during floods, it is not possible to confirm the state of the surface slope that has been submerged in the water by visual observation by a surveillance camera or a patrolman.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 and FIG. 2 show the sensor installation status in the bank breakage monitoring method of the present invention. In the figure, 1 and 2 are monitoring sensors, 11 in FIG. 2 is an optical fiber strain measuring instrument connected to each monitoring sensor, and 12 is a display device for displaying the measurement results. The
[0011]
The bank breakage may be triggered by scouring of the front slope, or it may be triggered by the collapse of the back slope due to water leakage.
[0012]
As shown in FIG. 2, the
[0013]
The top end apex of the
[0014]
When the
[0015]
If it is necessary to connect the
[0016]
If the
[0017]
【The invention's effect】
In the method of the present invention, since the optical fiber with the weight attached is distributed in a plane by zigzag laying and the distortion of each part of the optical fiber is measured, the slope of the levee can be monitored over a wide area, which is a sign of a breach It is possible to accurately detect the occurrence and location of embankment displacement, slope scouring, collapse, etc., and prevent bank breakage. The progress of scouring, which cannot be visually confirmed in muddy flows, can be estimated from strain measurement data, and it is now possible to issue timely warnings for prompt emergency treatment and emergency evacuation of dangerous areas on embankments. It is very useful for disaster prevention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a monitoring sensor installation situation in the method of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the monitoring sensor installation situation. FIG. 3 is a perspective view showing how to attach a weight to a cable. FIG. 5 is a plan view of a double cleat and a junction box used for intermediate connection. FIG. 6 is a plan view showing another example of the double cleat and the junction box. FIG. Figure [Figure 8] Figure showing another example of installation of the monitoring sensor [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
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JP35001998A JP4024407B2 (en) | 1998-12-09 | 1998-12-09 | Bank breakage monitoring method |
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Publications (2)
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JP2000170133A JP2000170133A (en) | 2000-06-20 |
JP4024407B2 true JP4024407B2 (en) | 2007-12-19 |
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1998
- 1998-12-09 JP JP35001998A patent/JP4024407B2/en not_active Expired - Fee Related
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