JP4145709B2

JP4145709B2 - 緑化シミュレーションシステム

Info

Publication number: JP4145709B2
Application number: JP2003123494A
Authority: JP
Inventors: 廉山田; 雅文大島
Original assignee: ロンタイ株式会社
Priority date: 2003-04-28
Filing date: 2003-04-28
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2023-04-28
Also published as: JP2004321129A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、実際の植生現場における植生工の成果を予測し、また個々の現場に適当な植生条件を予測するための緑化シミュレーションシステムに関する。
【０００２】
【発明の背景】
植物は、その生育過程で様々な環境条件に置かれる。特に、亜寒帯から亜熱帯までの複数の気候区を持つ日本において、植物の受ける環境ストレスは地域によって大きく異なる。したがって、実際の植生計画を策定する段階で、対象地域及び対象地盤の性格を十分考慮し、それらの条件に適合した植物やその播種量等を決定しなければならない。
【０００３】
緑化計画から維持管理までの一連の植生プロセスについて検討してみると、この植生プロセスは施工前段階の（１）調査と（２）計画、さらに施工段階の（３）緑化基礎工、（４）植生工、（５）植生管理工に大別され、特に計画段階の調査と計画はその良否がそのまま結果の良否を左右するために非常に重要である。そして、調査には、施工地における気温・降水量・日照・積雪量などの気象調査や、使用植物の選定計画に利用される土壌特性調査（例えば、土壌硬度、土性、土壌酸度などの調査）が含まれる。計画では、調査で取得した情報をもとに、施工面（施工地盤）の地形や地質・施工地の気象条件を考慮し、さらに斜面の安定性・植物の永続性・周辺環境との調和・施工の経済性を考慮したうえで、使用植物や緑化工法を検討する。また、流水による斜面浸食及び植生材料の流亡を防止するために必要な植物成立密度から植物種子の播種量を決定する。
【０００４】
播種量の決定には以下の算定式が利用されている。

【０００５】
この算定式に含まれる立地条件に対する補正率についてみると、以下の表のように決められている。

【０００６】
しかし、植生工事は植物種子のような生き物を材料としたものであることから、植物種子が受ける環境ストレスは複合的な要因に基づくものであり、上述の表に示された大雑把な数値によって評価し得るものでないことは明らかである。そのため、実際の植生工において発芽不良や生育不良を発生することがあり、当初計画していた成立本数を確保できず、そのために工事の手直し（例えば、植物の播種適応外時期の追播種）を行わざるを得ないという状況も発生していた。
【０００７】
そこで、本発明は、実際の現場をシミュレートした植生環境を人工的に作り出し、これにより植生工の成果を事前に予測でき、また最適な植生計画を策定することができるシステムを提供することを目的とする。
【０００８】
【発明の概要】
この目的を達成するために、本発明の緑化シミュレーションシステムは、上部開口部と緑化資材を収容できる資材収容室を備えた容器と、容器の傾斜角度を調整する角度調整装置と、傾斜角度が調整された容器に収容されている緑化資材に対して擬似太陽光を照射する人工太陽装置と、容器に収容されている緑化資材に対して水を供給する給水装置とを備えている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、複数の図面において同一の符号は同一又は類似の部品又は部分を示す。また、理解を容易にするために、例えば「上」、「下」及びそれらの用語を含む別の用語を適宜使用するが、本発明の技術的範囲はそれらの用語の固有の意味によって限定されるべきものでない。
【００１０】
図１は、本発明に係る緑化シミュレーションシステム１０を示す。このシステム１０は、複数の部材を組み合わせて構成されたフレーム（角度調整装置）１２を有する。フレーム１２は、図１の表裏方向に所定の間隔をあけて対称に配置された２つのサイドフレーム部１４を有する。各サイドフレーム部１４は、水平方向に配置された水平ビーム１６と、その水平ビーム１６の一端から上方に伸びる垂直ビーム１８と、１／４円を描くように水平ビーム１６の他端と垂直ビーム１８の上端を結ぶアーチビーム２０で構成されている。両サイドフレーム部１４は、複数の連結ビーム２２，２４，２６によって連結されている。これらの連結ビームのうち、特に水平ビーム１６と垂直ビーム１８との連結部又はその近傍に配置された連結ビーム（以下、この連結ビームを「軸２６」という。）は、アーチビーム２０の中心に一致している。アーチビーム２０は、２つの径方向の内側と外側にそれぞれ異なるスケール２８，３０を備えている。本実施の形態において、内側のスケール２８は角度スケールであり、軸２６を中心として水平ビーム１６から複数の角度（例えば、１０度間隔及び／又は１５度間隔）に対応する位置に角度孔３２が形成されている。一方、外側のスケール３０は勾配スケールであり、軸２６を中心として水平ビームからの複数の勾配（例えば、勾配１．０、１．２、・・・）に対応する位置に勾配孔３４が形成されている。垂直ビーム１８の上端部を連結している連結ビーム２２の中央部には、擬似太陽光を放出する照明装置を備えた人工太陽装置３６が固定されている。照明装置には、植物の光合成に有効と考えられている４００〜７００ｎｍの波長域の光を含み、太陽光の持つ波長分布特性に近い波長分布を有する光を放射するランプを用いることが好ましい。また、太陽装置３６の傾きは自由に調整できるようになっている。
【００１１】
図１に示すように、フレーム１２は、緑化資材を収容するためのステンレス製の植生容器又は植生箱３８を支持している。この植生箱３８は、図２に示すように、長方形の底板４０と、底板４０の長辺方向両縁に沿って固定された２つの側板４２と、底板４０の短辺方向に沿って固定され、２つの側板４２を相互に連結する２つの端板４４，４６を備えており、これら底板４０、側板４２、端板４４，４６によって、上部開口部４８を備えた長方形の緑化資材収容室５０が形成されている。緑化資材収容室５０の内法は、例えば長辺方向長さ４００ｍｍ×短辺方向長さ２５０ｍｍ×深さ１００ｍｍである。
【００１２】
底板４０の長手方向の一端側（下端側）には、短辺方向の軸貫通孔５２が形成されている。また、底板４０の長手方向他端側（上端側）には、上述した２つのスケール２８，３０の孔３２，３４に対応して位置決め用窪み５４，５６が形成されている。上端側の端板４４は、その内側中央に上下方向に伸びる仕切板ガイド溝５８が形成され、またこのガイド溝５８を挟んでその両側上部の領域にそれぞれ給水孔６０が形成されている。一方、下端側の端板４６は、その内側中央に上下方向に伸びる仕切板ガイド溝６２が形成され、またこのガイド溝６２を挟んでその両側底部の領域に排水孔６４が形成されている。緑化資材収容室５０の内側にある底板部分の上面には、所定のパターンで複数の突起６６が固定されている。突起６６の形状、数、配置は、緑化資材収容室５０に収容される緑化資材（特に、土壌）の性質によって決定すればよい。また、突起６６と底板４０は、底板４０に対して突起６６が着脱できるように構成するのが好ましい。下端側の端板４６を挟み、緑化資材収容室５０の反対側にある底板表面には、排水孔６４から流出した水を集めるための集水ガイド６８が設けてある。
【００１３】
このような構成を備えたシステム１０を用いて植生をシミュレートする場合、植生箱３８をフレーム１２に対して組み付ける。このとき、植生箱３８は、フレーム１２の軸２６を底板下端側の軸貫通孔５２に通し、軸２６を中心に揺動可能に連結される。また、左右のアーチビーム２０の対応する角度孔３２又は勾配孔３４に挿通された支持棒７０（図１参照）を底板４０の位置決め用窪み５４又は５６に係合する。これにより、植生箱３８はその両端が支持される。支持棒７０が挿入される孔は、このシステム１０でシミュレートする植生地盤の勾配に合わせて選択される。さらに、上端側端壁４４に形成した給水孔６０は、給水管７２を介して給水ポンプ（給水装置）７４に接続される。
【００１４】
図１に示すように、植生箱３８の緑化資材収容室５０には緑化資材７６が収容される。緑化資材７６は、シミュレートする現場の土壌７８を含む。緑化資材収容室５０に収容された土壌７８は、突起６６と係合する。したがって、植生箱３８の勾配を大きくしても、緑化資材収容室５０に充填された土壌７８が滑って崩落することはない。
【００１５】
土壌７８の表面には植物種子を含む植生基板８０を配置する。植生基板８０には種々の公知の植生基板又は植生体が利用できる。例えば、本実施の形態では、図１に示すように、２枚の水分解性シート８２，８４の間に一定の密度で植物種子８６を挟持したものが利用できる。また、水分解性シートの間には、肥料、土壌改良材、保水材などを収容してもよい。さらに、上層の水分解性シート８４の上には、被覆材８７としてわらやネットを配置してもよい。この被覆材８７を使用する場合、被覆材８７はその一部又はそれに連結された紐を側板４２や端板４４，４６に取り付けたフック８８（図１参照）に係合して固定するのが好ましい。
【００１６】
緑化用植物種子を種子吹付工法で播種する植生工事をシミュレートする場合、土壌に種子・肥料・高分子バインダを混合し、その混合物を緑化資材収容室５０に充填されている土壌７８の上に配置する。厚層基材吹付工を想定した場合、吹付資材として有機質資材（例えば、バーク堆肥）や、それに無機質資材（例えば、バーミキュライト）を混合したものを緑化資材として利用できる。
【００１７】
同時に２種類の土壌又は植生基板を用いて植物の生育を対比予測する場合、図４に示すように、端板４４，４６に形成したガイド溝５８，６２に沿って、端板４４．４６の間に仕切板９０を挿入し、この仕切板９０の両側に形成された別々の収容空間に別々の土壌又は植生基板を配置する。
【００１８】
以上の準備が完了すると、施工現場の気象環境（降水量、日照、温度等）に基づいて、所定時間ごとに給水ポンプ７４を駆動して給水孔６０から緑化資材７６及び植物種子８６等に水を供給するとともに、人工太陽装置３６を所定時間ごとに作動して緑化資材を照明し、これにより実際に起こり得る施工現場の環境を人工的に作り出す。緑化資材に含まれる余分な水は、下端側端板４６の排水孔６４から流出し、集水ガイド６８によって集められ、図示しない排水タンク等に排水される。なお、排水孔６４から土壌が流出するのを防止するために、排水孔６４はネットで覆ってもよいし、排水孔６４に綿やスポンジなどの透水性材料を充填してもよい。
【００１９】
例えば、降水量は、給水ポンプ７４の給水量を調整することにより調整される。日照条件（日照量、日照時間）は人工太陽装置３６のランプに供給する電圧調整等により行われる。また、人工太陽装置３６の取り付け位置や方向を変えることにより、日照方向を変えることができる。温度は、システム１０の設置されている場所（例えば、恒温槽）の温度を調整することにより調整される。
【００２０】
日照条件（傾斜土壌面に対する日照量、日照時間等）は、例えば、日本建築学会から発行されている「拡張アメダス気象データ」（ＣＤ−ＲＯＭ版）のデータを利用するのが好ましい。また、降水条件（降水量）や気温は、例えば、日本気象協会製作、丸善から発行されている「気象データひまわり」（ＣＤ−ＲＯＭ版）のデータを利用するのが好ましい。
【００２１】
このように、降水量、気温、日照、勾配などの環境条件が調整された状態で種子の発芽及び植物の生育を観察する。例えば、試験の開始から３０日目に、図３に示すように、発芽の本数を計算する。また、土壌表面の浸食状態を観察する。そして、それらの観察結果より、実際の現場における植物成立期待本数が予測される。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係るシステムによれば、実際に植生が行われる現場の自然環境をシミュレートし、その現場での植物生育状態を予測できる。また、適正な植物種子播種量に予測できるとともに、追播種が不要になり、植生工事を効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る緑化シミュレーションシステムの側面図。
【図２】図１に示すシステムに利用する植生箱の斜視図。
【図３】植生箱に充填された緑化資材から発芽した植物の状態を示す斜視図。
【図４】仕切板を設けた植生箱の斜視図。
【符号の説明】
１０：緑化シミュレーションシステム
１２：フレーム
１４：サイドフレーム部
１６：水平ビーム
１８：垂直ビーム
２０：アーチビーム
２２，２４：連結ビーム
２６：軸（連結ビーム）
２８：角度スケール
３０：勾配スケール
３２：角度孔
３４：勾配孔
３６：人工太陽装置
３８：植生箱
４０：底板
４２：側板
４４，４６：端板
４８：上部開口部
５０：緑化資材収容室
５２：軸貫通孔
５４，５６：位置決め用窪み
５８：仕切板ガイド溝
６０：給水孔
６２：仕切板ガイド溝
６４：排水孔
６６：突起
６８：集水ガイド
７０：支持棒
７２：給水管
７４：給水ポンプ（給水装置）
７６：緑化資材
７８：土壌
８０：植生基板
８２，８４：水分解性シート
８６：植物種子
８７：被覆材
８８：フック
９０：仕切板

Claims

上部開口部と緑化資材を収容できる資材収容室を備えた容器と、
容器の傾斜角度を調整する角度調整装置と、
傾斜角度が調整された容器に収容されている緑化資材に対して擬似太陽光を照射する人工太陽装置と、
容器に収容されている緑化資材に対して水を供給する給水装置とを備えたことを特徴とする緑化シミュレーションシステム。