JP4580245B2 - Drift sand flow analysis system and drift sand flow analysis method - Google Patents
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Description
本発明は、海、河または池等の水中における漂砂の流動を解析するための漂砂流動解析システム及び漂砂流動解析方法の改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a drift sand flow analysis system and a drift sand flow analysis method for analyzing drift sand flow in water such as a sea, a river or a pond.
海、河または池等の水中の砂の動き即ち漂砂に関するデータは、護岸や防波堤等の構造物の計画、設計及び施工等の基礎資料としてきわめて重要である。このため従来では、調査海域の砂を採取し、この砂に蛍光塗料を塗布して蛍光サンプル砂とし、この蛍光サンプル砂を移動基点としたい定点に定量散布し、定点周辺にメッシュ状に設けた調査点において時間経過とともに蛍光サンプル砂を回収して計数し、移動基点からの砂の移動状況について解析を行う方法が採用されていた。 Data on the movement of sand in the sea, rivers, ponds, etc., that is, drifting sand, is extremely important as basic data for planning, design and construction of structures such as seawalls and breakwaters. For this reason, conventionally, sand in the survey area is collected, fluorescent paint is applied to this sand to form fluorescent sample sand, this fluorescent sample sand is quantitatively dispersed at fixed points to be used as moving base points, and meshed around the fixed points. A method was adopted in which the fluorescent sample sand was collected and counted over time at the survey point, and the sand movement from the moving base point was analyzed.
また、下記特許文献1には、複数の地点から採取したサンプル砂にX線を照射し、サンプル砂を構成する元素の中から選定した5元素に対してそれぞれの元素毎に発生する固有の測定量を測定し、この測定量をそれぞれの採取地点間で相互に比較して砂の移動方向を判定する方法が開示されている。
しかし、上記従来の技術においては、海浜の無い港湾等でサンプル砂を確保することが困難であり、また海浜があってもサンプル砂の確保に時間がかかるという問題があった。 However, the above-described conventional technique has a problem that it is difficult to secure sample sand in a harbor without a beach, and it takes time to secure sample sand even if there is a beach.
また、蛍光サンプル砂に使用できる色の数は通常5〜6色であり、散布できる地点の数を多くできない上、複数回散布する場合に、各回の散布毎の蛍光サンプル砂を区別することが困難であり、回収した蛍光サンプル砂の計数も不正確になるという問題もあった。 In addition, the number of colors that can be used for the fluorescent sample sand is usually 5 to 6, and the number of spots that can be spread cannot be increased. In addition, when spraying multiple times, it is possible to distinguish the fluorescent sample sand for each spray. There is also a problem that the counting of the collected fluorescent sample sand is difficult and the counting is inaccurate.
さらに、サンプル砂にX線を照射する作業は現在制限されており、簡易な漂砂流動解析ができないという問題もある。 Furthermore, the work of irradiating the sample sand with X-rays is currently limited, and there is a problem that simple sand drift flow analysis cannot be performed.
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、サンプル砂の散布場所に制限がなく、簡易且つ正確に漂砂流動解析を行える漂砂流動解析システム及び漂砂流動解析方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a sand drifting flow analysis system and a sand drifting flow analysis method capable of simply and accurately performing sand drifting flow analysis without any restrictions on the location where sample sand is dispersed. There is to do.
上記目的を達成するために、本発明は、漂砂流動解析システムであって、所定の識別情報を発生する識別情報発生手段を含み、海、河または池等の水中に散布される人工砂と、海、河または池等の水底から採取され、前記人工砂が含まれる土砂の中から前記人工砂を選別し回収する回収手段と、前記回収された人工砂に含まれる識別情報発生手段が発生する識別情報を検出する識別情報検出手段と、前記検出された識別情報に基づいて、漂砂の移動方向を解析する解析手段と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is a drift sand flow analysis system, including identification information generating means for generating predetermined identification information, and artificial sand dispersed in water such as the sea, river or pond, Collecting means for selecting and collecting the artificial sand from earth and sand collected from the bottom of the sea, river or pond and containing the artificial sand, and identification information generating means contained in the collected artificial sand are generated. It is characterized by comprising identification information detecting means for detecting identification information, and analysis means for analyzing the moving direction of sand drift based on the detected identification information.
ここで、上記識別情報発生手段が発生する識別情報には、人工砂の散布日時、散布場所及び固体識別番号を含むのが好適である。また、上記識別情報発生手段はICタグにより構成されているのが好適である。 Here, it is preferable that the identification information generated by the identification information generation means includes the artificial sand application date and time, the application location, and the solid identification number. The identification information generating means is preferably constituted by an IC tag.
また、上記人工砂は、散布場所の水底に存在する自然砂と同程度の大きさ及び重量であるのが好適である。 Moreover, it is preferable that the artificial sand has the same size and weight as natural sand existing on the bottom of the spraying place.
また、上記解析手段は、漂砂の流動範囲を所定の面積に区分したメッシュ毎に回収された人工砂の散布日時、散布場所及び固体識別番号に基づいて漂砂の移動方向を解析するのが好適である。 Further, it is preferable that the analyzing means analyzes the moving direction of the drift sand based on the spraying date and time, the spraying location and the solid identification number of the artificial sand collected for each mesh in which the drifting sand flow range is divided into a predetermined area. is there.
また、本発明は、漂砂流動解析方法であって、所定の識別情報を発生する識別情報発生手段を含む人工砂を、海、河または池等の水中に散布し、海、河または池等の水底から採取され、前記人工砂が含まれる土砂の中から前記人工砂を選別して回収し、前記回収された人工砂に含まれる識別情報発生手段が発生する識別情報を検出し、前記検出された識別情報に基づいて、漂砂の移動方向を解析することを特徴とする。 Further, the present invention is a drift sand flow analysis method, wherein artificial sand including identification information generating means for generating predetermined identification information is dispersed in water such as a sea, a river or a pond, and The artificial sand is collected from the earth and sand collected from the bottom of the water, and the identification information generated by the identification information generating means included in the collected artificial sand is detected and detected. The moving direction of the drift sand is analyzed based on the identified information.
本発明によれば、サンプル砂として所定の識別情報を発生する識別情報発生手段を含む人工砂を使用することにより、サンプル砂の散布場所に制限がなく、簡易且つ正確に漂砂流動解析を行える漂砂流動解析システム及び漂砂流動解析方法を実現できる。 According to the present invention, by using artificial sand including identification information generating means for generating predetermined identification information as sample sand, there is no restriction on the place where the sample sand is dispersed, and sand drift flow analysis can be performed simply and accurately. A flow analysis system and a drift sand flow analysis method can be realized.
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という)を、図面に従って説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings.
図1には、本発明にかかる漂砂流動解析システムに使用される人工砂の構成図が示される。図1において、人工砂10は、所定の識別情報を発生する識別情報発生装置12を含んでいる。この識別情報発生装置12としては、例えばICタグ(RFID)等を使用することができる。ICタグは識別情報を記憶しており、外部の適宜な通信装置(リーダ)と通信を行って、該通信装置に上記識別情報を送信する。これにより、適宜なリーダにより、簡易に識別情報を読み出すことができる。上記識別情報としては、例えば人工砂10を海、河または池等における所定地点の水中に散布した日時である散布日時、上記人工砂10の散布場所を表すグループ番号及び各人工砂10の固体識別番号等の情報を含む。また、人工砂10は、金属体14も含んでいる。この金属体14は、例えば鉄等の磁石にひきつけられる物質で構成される。以上に述べた識別情報発生装置12及び金属体14は、被覆体16により被覆され、防水される。この被覆体16は、例えば生分解性プラスチック等で構成するのが自然環境への負荷低減の観点から好適である。
FIG. 1 shows a configuration diagram of artificial sand used in the drift sand flow analysis system according to the present invention. In FIG. 1, the
上記人工砂10の大きさは、散布地点における自然砂と同程度の大きさにすればよいが、例えば最長部の長さを5mm以下とするのがよく、特に1mm以下とするのがよい。また、人工砂10の重量も、散布地点における自然砂の重量と同程度にすればよい。なお、本実施形態では、人工砂10を球形として表現しているが、必ずしも球形である必要はない。散布地点における自然砂と同程度の大きさ及び重量であれば、自然砂に類する様々な形状にて構成することが可能である。
The size of the
以上に述べた人工砂10は、工場で大量生産が可能であるので、サンプル砂の確保を容易にすることができる。また、識別情報に散布場所を表すグループ番号を含むので、散布場所の識別が容易であり、散布できる地点の数に上限がない。また、識別情報に固体識別番号が含まれるので、同一地点で複数回散布を行っても、各回の散布毎の人工砂10を容易に区別することができる。
Since the
本実施形態にかかる漂砂流動解析システムでは、上記人工砂10を海、河または池等における所望の地点の水中に散布し、漂砂の流動範囲すなわち散布された人工砂10が水の流れにより流動する範囲を所定の面積に区分したメッシュ毎に人工砂10を回収してその識別情報を検出する。図2に、土砂の採取装置の構成例を示す。
In the drift sand flow analysis system according to the present embodiment, the
図2において、各メッシュ毎の水底に存在する土砂18を吸引管20及びポンプ22により吸引して採取する。この土砂18には人工砂10が含まれている。このように、人工砂10を含む土砂18をポンプ22等により吸引して採取するので、水深の深い場所でも安全且つ容易に土砂18を採取することができる。なお、人工砂10の散布位置あるいは各メッシュ毎の採取位置は、例えばGPS衛星信号に基づいて算出した、散布に使用する機器あるいは採取装置の位置情報を用いて決定するのが好適である。
In FIG. 2, earth and
図2の採取装置により採取された土砂18は篩24、26にかけられ、土砂18に含まれる大粒径粒子18a及び小粒径粒子18bが篩分けられて篩26の上に人工砂10及びこれとほぼ同粒径の土砂18が残る。
The earth and
図3には、人工砂10の選別手段の構成例が示される。図3において、選別用板28の上に、上記篩26の上に残った土砂18と人工砂10とを乗せ、選別用板28の下から磁石30を接近させて人工砂10を土砂18から分離し選別する。人工砂10には、図1で説明した通り、金属体14が含まれているので、磁石30により土砂18から分離することができる。これにより、人工砂10が回収できる。
FIG. 3 shows a configuration example of the selecting means for the
以上に述べた人工砂10の採取装置及び選別手段により本発明にかかる回収手段が構成される。
The recovery means according to the present invention is constituted by the sampling device and the selection means of the
図4には、人工砂10の識別情報を検出するための識別情報検出装置の構成例が示される。図4において、上記選別手段により選別、回収された人工砂10は、矢印A方向に転がされつつリーダ32の下を通過する。リーダ32では、人工砂10に含まれる識別情報発生装置12としてのICタグから所定の識別情報を読み取り、散布日時及びグループ番号毎に計数する。このように、リーダ32によりICタグから所定の識別情報を読み取ることにより、人工砂10の計数等を正確に行うことができる。なお、後述する解析装置34に読み取った識別情報を送り、解析装置34で人工砂10の計数を行ってもよい。
FIG. 4 shows a configuration example of an identification information detection apparatus for detecting identification information of the
識別情報検出装置により読み取られた識別情報は、パーソナルコンピュータ等で構成される解析装置34に送られる。解析装置34では、各メッシュ毎に回収された人工砂10の識別情報に含まれる散布日時、グループ番号及び固体識別番号に基づいて漂砂の移動方向を解析する。
The identification information read by the identification information detection device is sent to the
具体的には、各メッシュにおける人工砂10のグループ別(散布場所別)採取率、混合比を算出し、水の流動すなわち漂砂の流れの方向、流速、滞留時間等を解析する。ここで、グループ別採取率とは、グループ番号で表される各散布地点において散布された人工砂10の数に対する、各メッシュ毎に回収された同じグループの(同じ散布地点から散布された)人工砂10の数の割合をいう。また、混合比とは、各メッシュ毎に回収された、各グループ番号を有する人工砂10の混合割合をいう。
More specifically, the sampling rate and the mixing ratio of
次に、漂砂の流れの方向は、同じグループ番号を有する人工砂10が回収されたメッシュ同士を最短距離で結ぶことにより、漂砂の移動経路の方向を推定して求める。また、流速は、上記漂砂の流れの方向を求める際に、当該人工砂10の散布場所から回収されたメッシュまでの移動距離も求めておき、散布日時から回収日時までの時間経過で移動距離を除算することにより人工砂10の平均移動速度として求める。この場合、例えばある散布場所から遠距離にあるメッシュにおいて、当該散布場所を表すグループ番号を有する人工砂10の混合比が高い場合には、当該散布場所からそのメッシュまでの流速が高いと判断される。さらに、滞留時間は、同じメッシュにおいて採取された人工砂10のグループ間の混合比が安定している時間から推定する。
Next, the direction of the drift sand flow is obtained by estimating the direction of the drift sand movement path by connecting the meshes from which the
図5には、以上に述べた本発明にかかる漂砂流動解析システムを使用した漂砂流動解析方法の工程図が示される。図5において、まず海、河または池等における所定地点の水中に人工砂10を散布する(S1)。
FIG. 5 shows a flow chart of the sand drift flow analysis method using the sand drift flow analysis system according to the present invention described above. In FIG. 5, first,
散布された人工砂10は、水の流れに従い流動して行くので、その流動範囲すなわち漂砂の流動範囲を上述したメッシュに区分し、所定時間経過後、各メッシュ毎に水底から人工砂10を含む土砂を採取する。この採取には、例えば図2で述べたポンプ22等を使用する(S2)。
Since the dispersed
次に、図3で述べた磁石等を使用して、S2で採取した土砂の中から人工砂10を回収する。この人工砂10の回収は、上記メッシュ毎に行う(S3)。
Next, the
上記回収した人工砂10は、図4で述べたリーダ32により識別情報が読み出される(S4)。読み出された識別情報は解析装置34に送られ、解析装置34が上述した手順により漂砂の流れの方向、流速、滞留時間等の流動解析を行う(S5)。
Identification information is read from the collected
図6(a)、(b)、(c)には、本発明にかかる漂砂流動解析システムによる解析結果の例が示される。図6(a)に示されたNo.1、No.2、No.3、No.4は、人工砂10の識別情報発生装置12に記憶されたグループ番号の例であり、それぞれ4個所の散布場所St1、St2、St3、St4を表している。また、時期を変えて複数回散布する場合には、合わせて散布日時を記憶させることも可能である。図6(a)、(b)、(c)において、図の上方が海の沖側(潮上)あるいは河川の上流側(川上)に、下方が海の浜側(潮下)あるいは河川の下流側(川下)に相当しており、人工砂10の散布は潮上あるいは川上から行う。上記散布場所から散布された人工砂10は、漂砂の流動範囲36内に流動し、分散される。この漂砂の流動範囲36は、上述した所定の面積のメッシュ38に区分されている。なお、図6(a)、(b)、(c)においては、各散布場所から散布される人工砂10を、これを表す図形を異ならせて区別している。
6 (a), 6 (b), and 6 (c) show examples of analysis results obtained by the drift sand flow analysis system according to the present invention. No. 1 shown in FIG. 1, no. 2, no. 3, no. 4 is an example of the group number stored in the identification
上記4個所の散布場所から対応するグループ番号を有する人工砂10を所定数散布すると、散布から2時間後には、図6(a)に示されるように人工砂10が流動し、分布する。この分布は、各メッシュ38から人工砂10を回収し、人工砂10の有するグループ番号毎に計数することにより求めることができる。
When a predetermined number of
この後さらに2時間経過(散布から4時間経過)したときの人工砂10の分布状況が図6(b)に示される。この分布状況も、図6(a)の場合と同様に求められる。
FIG. 6 (b) shows the distribution of the
以上に述べた図6(a)、(b)の人工砂10の分布状況に基づき、解析装置34が漂砂の流れの方向、流速、滞留時間等を解析した結果が図6(c)に示される。図6(c)では、実線40で示される流れが最も速い流速の流れであり、一点鎖線42で示される流れが中程度の流速の流れであり、破線44で示される流れが最も遅い流速の流れである。これらの線分は、図6(a)、(b)を含む複数回の解析結果を基に、同一グループ番号に対するグループ別採取率の高いメッシュ間を結び、これらメッシュ間における流速の大きさに応じて線種別を変えてベクトル表示したものである。
FIG. 6C shows the result of the
このように、本発明によれば、漂砂の流動範囲36内の流れを簡易且つ正確に求めることができる。 Thus, according to the present invention, the flow within the drifting sand flow range 36 can be determined easily and accurately.
10 人工砂、12 識別情報発生装置、14 金属体、16 被覆体、18 土砂、20 吸引管、22 ポンプ、24,26 篩、28 選別用板、30 磁石、32 リーダ、34 解析装置、36 漂砂の流動範囲、38 メッシュ、40 実線、42 一点鎖線、44 破線。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
海、河または池等の水底から採取され、前記人工砂が含まれる土砂の中から、磁石を使用して前記人工砂を選別し回収する回収手段と、
前記回収された人工砂に含まれる識別情報発生手段が発生する識別情報を検出する識別情報検出手段と、
前記検出された識別情報に基づいて、漂砂の移動方向を解析する解析手段と、
を備えることを特徴とする漂砂流動解析システム。 An identification information generating means that is configured by an IC tag and generates predetermined identification information and a metal body made of iron are covered with a biodegradable plastic and are dispersed in water such as the sea, river, or pond. Artificial sand,
A collection means for selecting and collecting the artificial sand using a magnet from the earth and sand collected from the bottom of the sea, river or pond, etc.
Identification information detecting means for detecting identification information generated by the identification information generating means included in the collected artificial sand;
Based on the detected identification information, analysis means for analyzing the moving direction of the drift sand,
A drift sand flow analysis system characterized by comprising:
海、河または池等の水底から採取され、前記人工砂が含まれる土砂の中から磁石を使用して前記人工砂を選別して回収し、
前記回収された人工砂に含まれる識別情報発生手段が発生する識別情報を検出し、
前記検出された識別情報に基づいて、漂砂の移動方向を解析することを特徴とする漂砂流動解析方法。 An identification information generating means that is configured by an IC tag and generates predetermined identification information, and artificial sand that is formed by coating a metal body made of iron with a biodegradable plastic, such as a sea, a river, or a pond Spray in the water,
It is collected from the bottom of the sea, river or pond, etc., and the artificial sand is selected and collected from the earth and sand containing the artificial sand using a magnet.
Detecting identification information generated by the identification information generating means included in the collected artificial sand,
A drift sand flow analysis method, comprising: analyzing a moving direction of the drift sand based on the detected identification information .
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