JP5936040B2 - 小型観測ブイシステム - Google Patents
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Description
このようにした場合には、荒天時において小型観測ブイシステムに過大な外力が作用したとき、対象ブイを水没させることで対象ブイならびに係留ラインの小型化を図ることができる。
この小型観測ブイシステムによれば、荒天時における過大な外力の波浪方向に対して直角方向に設置された係留ラインを、一連の係留物の端側から順に徐々に水没させることができ、水中において2点係留ラインを台形状から逆V字状に変形させることができるので、一連の係留物の衝撃エネルギーを抑えることができる。
この小型観測ブイシステムによれば、観測ブイに搭載されている流向流速計により、観測ブイが水没している間の表層水温、水圧などを含む流況データを測定でき、また、観測ブイが水没しているときにはGPS波浪計が水中にあってGPS波浪計で測定された波浪データが通信されないことを基地局で認識することで、海域に設置されている観測ブイが水没しているか否かを流向流速計により、さらに水没時の外力値、すなわち流速、流向と波高、波周期、波向の各値をGPS波浪計と流向流速計により正確に、かつリアルタイムで把握でき、合わせて、観測ブイが正確に作動しているか否かを判定することができる。
また、対象ブイ水没時の外力域値が分かり、もし設計値以下で水没しているなら、生物付着、漂流物の絡みによるライン抵抗増加で水没が早まったとみなし、付着物除去作業の要否を判断できる。これは、対象ブイ水没直前までの波浪と流況の外力値はGPS波浪計と流向流速計で測定できているから、上記現象はそれ以上の外力で水没したと判断できるからである。
また、対象ブイ水没時の外力域値が分かり、もし設計値以下で水没しているなら、生物付着、漂流物の絡みによるライン抵抗増加で水没が早まったとみなし、付着物除去作業の要否を判断できる。
図1は、本発明による小型観測ブイシステムSの係留状態を示す概略図、図2は、そのイメージ図で、荒天時における過大な外力に対して小型観測ブイシステムSの一連の係留物を水没させた状況を合わせて示す。
そして、左右2本のアンカーロープ6、6は海底Bに所定の距離(図1における沈錘間距離:W)を隔てて沈設された2つの沈錘7、7にそれぞれ係留されており、係留方式はいわゆる2点係留である。なお、ここでは、沈錘7として土嚢を用いた場合が例示されている。
また、図2に示すように、台形状の2点係留ラインAを波浪外力方向に対して直角方向になるように配置する。すなわち、同図に示すように、台形状の2点係留ラインAが波浪方向に対して直角になるように配置する。なお、潮流に対しては、台形状の2点係留ラインAが平行になるように配置する。
なお、図3において、符号1fはソーラーパネル、1gは標識灯、1hはバッテリー、1iは格納容器で、その中には無線通信装置が格納されている。
観測ブイ1、標識ブイ2には、ソーラーパネル1f、2bがそれぞれ備えられており、太陽光発電により様々な機器を作動させることができるようになっている。
なお、図4において、符号2cは浮力体、2dは係留環である。
荒天時において、小型観測ブイシステムSに過大な外力が作用したとき、対象ブイ、例えば、観測ブイ1、標識ブイ2等を水没させることで対象ブイならびに係留ラインAの小型化を図ることができる。
小型観測ブイシステムSは定期的にメインテナンスが行われるため、生物付着の影響は小さいと考えられるが、例えば、水深D=50mの1/2以浅で深刻な生物付着が起きた場合の挙動予測も合わせて行うこととする。
図6において、質点jを取り出し、座標を図7のように決めると、質点jの平衡状態は次式(1)、(2)で表わされる。
複雑な形状を円柱に簡略化することで、浮力・抗力の計算が容易になる。ただし、質点7、15については、注意が必要である。他の質点の場合と同様に、質点位置で流れの状態を監視すると、水没量が大きい場合、吹送流による抗力が計算上ゼロになってしまうからである。したがって、水没量に応じて吹送流にさらされるフロート部分を計算し、吹送流による抗力を考慮するべきである。
まず、外力がない状態で両端フロート4が2個水没するようにアンカーロープ7のライン長さを調節した。外力がない状態である程度ラインが緊張する状態にしておかないと、係留ラインAが絡んでしまう危険がある。
(1) 荒天時は無理をせず、観測ブイ1を水没させておくことで、対象ブイの小型化が可能である。
(2) アンカーロープ6のライン長さにより、図1に示す両端ブイ4の水没個数を調整することで、外力の大きさと観測ブイ1の水没状況の関係をコントロールすることができる。
(3) 生物付着が係留状態に及ぼす影響は非常に大きく、こまめなメインテナンスが必要である。
Claims (15)
- 観測ブイ、標識ブイ、中間フロート、両端フロートを主係留ロープと左右2本のアンカーロープからなる台形状2点係留ラインで一連ならしめ、荒天時における過大な外力に対して上記一連の係留物を水没させることを特徴とする小型観測ブイシステム。
- 観測ブイを中央に、この観測ブイの両端に両端フロートを、さらに前記観測ブイ、両端フロート間に中間フロートと標識ブイを配置し、荒天時における過大な外力の波浪方向に対して直角方向に設置された係留ラインを、一連の係留物の端側から順に水没させ、水中において2点係留ラインを台形状から逆V字状に変形させることを特徴とする請求項1記載の小型観測ブイシステム。
- 観測ブイに外力を計測するためのドップラー式流向流速計、GPS波浪計および無線通信装置が搭載され、観測ブイが水没している間の流向流速計で測定された表層水温、水圧を含む流況データと、観測ブイが水没しているときにはGPS波浪計が水中にあってGPS波浪計で測定された波浪データが通信されないことを基地局で認識することで、観測ブイが水没しているか否かをドップラー式流向流速計により判定すること、および水没時の外力値、すなわち流速、流向と波高、波周期、波向の各値がGPS波浪計とドップラー式流向流速計により把握できることを特徴とする請求項1又は2記載の小型観測ブイシステム。
- 観測ブイ、標識ブイを係留する主係留ロープを水面に沿って水平方向に張ることを特徴とする請求項1又は2記載の小型観測ブイシステム。
- 2点係留ラインを荒天時における過大な外力の波浪方向に対して直角方向に設置することを特徴とする請求項1又は2記載の小型観測ブイシステム。
- 弾性を有するロープを係留ラインに用い、当該ロープの初期張力を調整することを特徴とする請求項1又は2記載の小型観測ブイシステム。
- 2点係留ラインの2点間である左右の沈錘間距離を調整することにより、係留ラインの張力を調整することを特徴とする請求項1、2又は5のいずれかに記載の小型観測ブイシステム。
- 主係留ロープとアンカーロープの長さを調整することにより、係留ラインの張力を調整することを特徴とする請求項1記載の小型観測ブイシステム。
- 中間フロート、両端フロートを増減させ、あるいは両フロートの大きさを変えることにより、係留ライン張力を調整することを特徴とする請求項1又は2記載の小型観測ブイシステム。
- 主係留ロープに対して観測ブイを中央に、この観測ブイの外側に中間フロートを介して標識ブイを、さらにその外側に両端フロートを順次分布させて配置し、係留ライン浮力を調整することを特徴とする請求項1又は2記載の小型観測ブイシステム。
- 両端フロートを小さい浮力の一連のフロート群で形成することを特徴とする請求項1、2、9、10のいずれかに記載の小型観測ブイシステム。
- 主係留ロープの比重、太さを変えることにより、係留ライン浮力を調整することを特徴とする請求項1、4、6又は8記載の小型観測ブイシステム。
- ランプドマス法による3次元数値計算により、係留ラインの形状、張力、対象ブイの浮力、その他小型観測ブイシステムの平衡状態を計算し、それらの値からの外力閾値で水没する最適な係留ラインの緒元を決定する請求項1又は2記載の小型観測ブイシステム。
- 観測ブイにドップラー式流向流速計、GPS波浪計、および無線通信装置が搭載され、流向流速計により測定された表層水温、水圧を含む流況データは、GPS波浪計により測定された波浪データと共に携帯電話回線又は衛星通信により基地局に送信されるようにしたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の小型観測ブイシステム。
- 観測ブイは水没に耐え得る構造および機能とし、観測ブイが水没している間はデータをブイ内のメモリに保存しておき、再浮上時に送信可能とすることを特徴とする請求項1、2、3、4又は14のいずれかに記載の小型観測ブイシステム。
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