(57)【要約】【課題】積雪の負荷による位置ずれ、破損の抑制を図り、斜面において降雨や融雪による地中への給水量の計測を行う。【解決手段】本発明に係る斜面給水量モニタリング装置は、開口を上方に有する水路を有し、傾斜した状態で斜面に設置される集水部と、前記開口に設置され、外部と前記水路を連通する連通孔を有する蓋部と、前記集水部の斜面谷側から排水される水を、水量を計測する計測部に導く導水路と、前記集水部の斜面山側に位置する部分を張架固定するための固定部と、を備え、前記集水部の開口から侵入する雨水あるいは融雪水の水量を前記計測部にて計測可能としたことを特徴とする。【選択図】図１
2014185871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を上方に有する水路を有し、傾斜した状態で斜面に設置される集水部と、
前記開口に設置され、外部と前記水路を連通する連通孔を有する蓋部と、
前記集水部の斜面谷側から排水される水を、水量を計測する計測部に導く導水路と、
前記集水部の斜面山側に位置する部分を張架固定するための固定部と、を備え、
前記集水部の開口から侵入する雨水あるいは融雪水の水量を前記計測部にて計測可能としたことを特徴とする
斜面給水量モニタリング装置。
【請求項２】
前記集水部は、前記蓋部の上面が、斜面と同じ高さとなるよう地中に埋設されていることを特徴とする
請求項１に記載の斜面給水量モニタリング装置。
【請求項３】
前記蓋部の直下には、導水性を有するフィルタが設置されていることを特徴とする
請求項１または請求項２に記載の斜面給水量モニタリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、降雨や融雪による地中への給水量を計測する給水量モニタリング装置に関するものであり、特に、斜面への給水量を計測する斜面給水量モニタリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、気象による災害などを予測するため、各地における気温、湿度、気圧など、各種事象を計測することが行われている。降雨量、融雪量を計測することもその一つと知られるところであり、引用文献１には、下水処理施設の有効的運用のため、積雪の融雪量を計測することによって、対象区域の融雪水量を推定する融雪水量予測装置が開示されている。
【０００３】
ところで、山腹などの斜面における土砂・雪崩災害を事前に予測するため、斜面での給水量を計測することが求められている。平地面と斜面を比較した既往研究では、斜面の方が平地よりも早い時期に融雪水の地中流出が生じる可能性があることや，斜面の積雪強度が平地よりも小さいこと等が指摘されており、融雪量や融雪水の積雪内浸透の面において両者は異なった特性を有している。したがって、平地面での融雪量や給水量に基づいて斜面への給水量を判定することは困難であり、直接、斜面での給水量を計測することが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７７６４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、斜面に計測手段、すなわち斜面給水量モニタリング装置を設置する際には、平地面に装置を設置する場合と異なり、積雪（斜面雪圧）による負荷が大きく装置にかかることとなる。装置全体をコンクリートなどの構造物で組み立てることで負荷に耐性を持たせることは可能であるが、そのような場合、装置全体の高コスト化、並びに、斜面での作業困難性に伴う作業効率の悪化が予想される。また、簡易な装置で構成する場合には、積雪による負荷は、装置の位置ずれ、破損を伴うこととなり、正確に降雨量、融雪量を計測することは困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る斜面給水量モニタリング装置は、
開口を上方に有する水路を有し、傾斜した状態で斜面に設置される集水部と、
前記開口に設置され、外部と前記水路を連通する連通孔を有する蓋部と、
前記集水部の斜面谷側から排水される水を、水量を計測する計測部に導く導水路と、
前記集水部の斜面山側に位置する部分を張架固定するための固定部と、を備え、
前記集水部の開口から侵入する雨水あるいは融雪水の水量を前記計測部にて計測可能としたことを特徴とする。
【０００７】
さらに本発明に係る斜面給水量モニタリング装置において、
前記集水部は、前記蓋部の上面が、斜面と同じ高さとなるよう地中に埋設されていることを特徴とする。
【０００８】
さらに本発明に係る斜面給水量モニタリング装置において、
前記蓋部の直下には、導水性を有するフィルタが設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る斜面給水量モニタリング装置は、簡易な構成を採用した場合であっても、集水部の斜面山側に位置する部分を張架固定する固定部を設けたことで、積雪による装置の位置ずれ、破損を抑え、降雨や融雪による斜面への給水量を正確に計測することを可能とする。
【００１０】
さらに本発明に係る斜面給水量モニタリング装置において、集水部は、蓋部の上面が、斜面と同じ高さとなるよう地中に埋設されることにより、斜面からの集水部の突出量を抑え、積雪による負荷を軽減することが可能となる。
【００１１】
さらに本発明に係る斜面給水量モニタリング装置において、蓋部の直下には、導水性を有するフィルタを設けたことで、枯葉や土砂などの異物が水路に混入することを抑え、良好な導水機能を保持することを可能としている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】斜面での斜面給水量モニタリング装置による計測の様子を示す図
【図２】本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の上面図
【図３】本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の正面図
【図４】本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の斜視図
【図５】積雪時における斜面給水量モニタリング装置の設置状況を示す図
【図６】本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の側面図
【図７】本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の固定部を示す図
【図８】本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の内部構成（導水構成）を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係る斜面での各種計測の様子を示す図である。
【００１４】
本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置は、上面に開口を有する集水部１０、集水部１０にて集められた水を計測部３０に導くための導水路２０、そして、集水部１０を張架固定するための固定部４０を有して構成されている。斜面給水量モニタリング装置は、このような構成にて、集水部１０の上面開口に流れ込んだ水を導水路２０を介して計測部３０に導くことを可能としている。計測部３０に流れ込んだ水は、その内部に設置された転倒ます型量水計などの計測器によって流れ込んだ水量が計測される。
【００１５】
水量を計測する計測部３０には、転倒ます型量水計から計測結果を外部に伝送するための通信路が接続されている。計測結果はこの通信路を介して計測者のもとに定期的に伝送される。なお、転倒ます型量水計の場合、電源は必要とされないが、電気を必要とする計測器の場合には、計測部３０に対して外部から電源が供給される。
【００１６】
斜面に対する供給水は、降雨による雨水の他、冬期においては積雪による融雪水が対象となる。斜面給水量モニタリング装置は、このように斜面への給水量を計測することで、土砂崩れ、あるいは、積雪時における全層雪崩の危険性を予測することが可能となる。積雪地域においては、斜面雪圧が斜面給水量モニタリング装置に対する負荷となる。特に、積雪量が数メートルに及ぶ雪深い地域では、その負荷は著しく大きくなり、斜面給水量モニタリング装置の位置ずれや破損につながる恐れがある。そのため、本実施形態の斜面給水量モニタリング装置は、集水部１０に固定部４０を設け、斜面給水量モニタリング装置の位置ずれや破損を抑制し、斜面への給水量を正確に計測することを特徴としている。
【００１７】
では、本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の構成について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の上面図である。図３は、本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の正面図であり、図２に示すＡ−Ａ位置にて斜面給水量モニタリング装置を上方向（山側方向）に眺めた図である。図４は、本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の斜視図である。
【００１８】
斜面給水量モニタリング装置は、主要構成として、集水部１０、蓋部１６、導水路２０を有して構成されている。本実施形態の集水部１０は、鉄製のフレーム１１内に開口溝部１３ａ〜１３ｈ（Ｕ字溝）を有して構成されている。図２の上面図は、その上方を斜面の山側、下方を谷側に向けたものである。また、この上面図は、集水部１０の内部構成を観察しやすいよう、蓋部１６の下方を切除して図示している。
【００１９】
本実施形態の集水部１０は、８つの開口溝部１３ａ〜１３ｈを有するが、２つの開口溝部（ａとｅ、ｂとｆ、ｃとｇ、ｄとｈ）を組として、４つ水路を形成している。これら水路の上部は、上部閉鎖板１４で閉鎖され、また、水路の下部は下部閉鎖板１５で閉鎖されており、地中からの水の浸入並びに水漏れを防いでいる。本実施形態では上部閉鎖板１４、下部閉鎖板１５に塩ビ板を使用している。開口溝部１３同士の接続部、並びに、開口溝部１３と上部閉鎖板１４（下部閉鎖板）の接続部は、隙間を塞ぐコーキング処理が施されている。
【００２０】
集水部１０の上面、本実施形態では、各開口溝部１３ａ〜１３ｈの上面には、蓋部１６ａ〜１６ｈが設置される。集水部１０の内部を説明するため開口溝部１３ｅ〜１３ｈについては、蓋部１６ｅ〜１６ｈを図示していないが、実際には、上方と同様、各開口溝部１３ｅ〜１３ｈの上方には蓋部１６ａ〜１６ｄが設置される。本実施形態では、蓋部１６ａ〜１６ｈには、鋼材を格子状に組んだグレーチングを使用しており、集水部１０の上面からの集水を可能とするとともに、枯れ葉などの異物や積雪が、開口溝部１３内部に入らないようにしている。特に、本実施形態では、蓋部１６ａ〜１６ｈの鋼材の主方向が横方向に位置するように設置されており、冬期における蓋部１６ａ〜１６ｈ上面での積雪の滑りを抑制を図り、斜面への給水量を正確に測ることを可能としている。
【００２１】
図４には、この集水部１０の斜視図が示されている。集水部１０の内部を観察しやすいように蓋部１６ａ〜１６ｈは取り外した状態となっている。また、この斜視図には、斜面給水量モニタリング装置を設置する際、集水部１０の上方と下方にそれぞれ設置する上方固定板１７、下方固定板１８の構成が示されている。これら上方固定板１７、下方固定板１８の設置については後で詳しく説明する。
【００２２】
開口溝部１３ａ〜１３ｈで集水された水は、導水路２０にて計測部３０に導かれる。本実施形態の導水路２０は、集水部１０中の各水路毎に設けられた個別集水管２１ａ〜２１ｄ、個別集水管２１ａ〜２１ｄで集められた水をまとめる統合管２２、集水方向を変換する肩ソケット２３、肩ソケット２３からの水を計測部３０に導く第１導出管２４、異径ソケット２５、第２導出管２５を有して構成されている。このように本実施形態では、集水部１０の各水路で集められた水を、集水路２０にて統合して計測部３０に出力しているが、各個別集水管２１ａ〜２１ｄから流れ出る水量を個別に計測することとしてもよい。集水部１０の各水路毎に計測することで、斜面への給水量を斜面位置毎に計測することが可能となる。
【００２３】
導水路２０から流れ込む水量を計測する計測部３０は、角ブロック３１と、角ブロック３１で形成される内部空間に設置される転倒ます型量水計３２を有して構成されている。転倒ます型量水計３２は、所定水量になると転倒する排水ますを有し、その転倒回数をカ
ウントすることで水量を計測する装置であり、本実施形態では、導水路２０から流れ込む水をますに注ぎ込むことで、導水路２０からの水量を計測し、集水部１０への入水量、すなわち、斜面への給水量の計測を行う。ますから排水された水は、転倒ます型量水計３２の下面に設置された砂利３３にて地中に吸収される。計測部３０にて計測された水量は、通信路を介して定期的に外部に送信される。導水路２０からの水量を計測する計測部３０には、このような転倒ます型量水計３２以外に各種水量計測装置を採用することが可能である。
【００２４】
本実施形態の斜面給水量モニタリング装置は、このように集水部１０、蓋部１６、集水路２０、計測部３０を有して構成されているが、この他、集水部１０を固定するための固定部４０を有する。そのため、集水部１０のフレーム１１上部（山側）には、集水部１０と固定部を連結するための固定孔１２ａ、１２ｂが穿設されている。この固定孔１２ａ、１２ｂに固定部を設置し、集水部１０を斜面に対して固定することで、斜面給水量モニタリング装置の位置ずれ、破損を抑制することが可能となる。この固定部については後で詳しく説明する。
【００２５】
図５は、積雪時における斜面給水量モニタリング装置の設置状況を示す図である。本実施形態の斜面給水量モニタリング装置は、斜面への降雨量の他、積雪時の融雪量を計測することが可能である。特に雪深い地域では、図に示すように積雪量は数メートルとなることが予想される。平地に設置された場合、積雪による上面からの圧力に対して特に問題はないものの、このように斜面に設置された場合、斜面給水量モニタリング装置には、上部に対して大きな負荷Ｆが加わることとなる。給水量モニタリング装置に加わる負荷は、集水部１０の位置ずれ、破損につながることとなる他、特に、集水部１０に位置ずれが生じた場合、導水路２０の変形、破損を生じさせ、導水路２０からの水漏れを発生させる。本実施形態の斜面給水量モニタリング装置は、このような課題を解決するため、集水部１０の上方（山側）に固定部４０を設けることで、積雪の負荷Ｆによる斜面給水量モニタリング装置の位置ずれ、破損を抑制することとしている。
【００２６】
では、本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の設置（固定部を含む）について、図を用いて説明する。図６は、本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の側面図であり、図７は、本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の固定部を示す図である。
【００２７】
図６に示す斜面給水量モニタリング装置の側面図は、斜面に設置された地中内での斜面給水量モニタリング装置の様子を示した図である。図２〜図４で説明した斜面給水量モニタリング装置の各構成（集水部１０、導水路２０、計測部３０）は、斜面地中に埋設されている。斜面への給水量を計測するため、集水部１０の上面は、外部に露出させる必要があるが、特に、本実施形態では、集水部１０は、集水部１０の斜面山側について、斜面と同じ高さ（面一）となるように地中に埋設されている。このような構成にて集水部１０は、斜面山側の部分で斜面から突出する部分を抑え、積雪によってかかる負荷の抑制を図っている。また、導水路２０、計測部３０についても概略地中内部に埋設することで、積雪による負荷がかかることとを抑えた設置形態となっている。
【００２８】
図６の集水部１０上方には、集水部１０を張架固定するための固定部４０の様子（側面図）が、また、図７には、同位置についての固定部４０の様子（上面図）が示されている。このように固定部４０によって集水部１０を張架固定することで、積雪の負荷による斜面給水量モニタリング装置の位置ずれ、破損の抑制が図られている。本実施形態の固定部４０は、固定杭４１、締結具４２、４４、４６、締結管４５、ワイヤー４３、４７にて構成されており、集水部１０のフレーム１１を斜面上部（山側）の樹木に張架固定している。
【００２９】
フレーム１１に設けられた各固定孔１２ａ、１２ｂには、上部に貫通孔を有する固定杭４１ａ、４１ｂが設置される。固定杭４１ａ、４１ｂの杭部分は斜面に貫通することでフレーム１１をしっかりと地面に固定することを可能としている。一方、固定杭４１ａ、４１ｂの上部に設けられた貫通部には、締結具４２ａ、４２ｂが設置されており、ワイヤー４３ａ、４３ｂと締結されている。各ワイヤー４３ａ、４３ｂは、その他端を締結具４４ａ、４４ｂを介して締結管４５と締結される。締結管４５は、締結具４６を介して１つのワイヤー４７と締結され、ワイヤー４７の他端は、図１に示すように、集水部１０の山側に位置する樹木の幹に張架固定されている。このように集水部１０は、固定部４０によって張架固定されることで、積雪の負荷による移動、破損の抑制が図られている。本実施形態では、張架固定する対象は樹木の幹の他、強靱に設置された構造物など設置する場所毎に適宜、選択することが可能である。
【００３０】
次に、本発明の実施形態に係る斜面給水量モニタリング装置の内部構成（導水構成）について図８を用いて説明する。開口溝部１３ａ〜１３ｈによって構成される４つの水路には、枯葉や土砂などが入り込むことで、導水特性が悪化することを抑制するため、その内部に充填物が設置されている。図８に示すように各水路には充填物としてフィルタＣが設置されている。フィルタＣは、導水性を有するスポンジ状の材料であって、グレーチング１６の直下まで充填されている。フィルタＣの導水性により、集水部１０の上方から侵入した水は、フィルタＣ内を通過して、導水路２０に排水されることとなる。一方、枯葉や土砂などの異物は、上層に設置されたフィルタＣによって水路内部に混入することが抑制される。
【００３１】
このように本実施形態の斜面給水量モニタリング装置は、斜面に設置されることを理由に、上側（山側）から枯葉や土砂などの異物が侵入しやすい環境にあるが、特に、集水部１０の水路内にフィルタＣを設けることで、異物の侵入を抑制し、良好な導水機能の実現を図っている。
【００３２】
以上、本実施形態の斜面給水量モニタリング装置は、山などの斜面に設置されることで、斜面に対する給水量の計測を行うことで、土砂崩れ、あるいは、全層雪崩を予測することを可能としている。特に、斜面に設置することで、冬期における積雪の負荷による位置ずれ、集水部１０などの破損が考えられるが、集水部１０の上側（山側）を張架固定したことで、積雪の負荷に耐え、斜面への給水量を正確に計測することを可能としている。
【００３３】
なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。
【符号の説明】
【００３４】
１０…集水部、１１…フレーム、１２…固定孔、１３…開口溝部（Ｕ字溝）、１４…上部閉鎖版（塩ビ板）、１５…下部閉鎖版（塩ビ版）、１６…蓋部（グレーチング）、１７…上方固定板、１８…下方固定板、２０…導水路、２１…個別集水管、２２…統合管、２３…肩ソケット、２４…第１導出管、２５…異径ソケット、２６…第２導出管、３０…計測部、３１…角ブロック、３２…転倒ます型量水計、３３…砂利、４０…固定部、４１…固定杭、４２、４４、４６…締結具、４３、４７…ワイヤー、４５…締結管
【図１】
2014185871.tif 000003
【図２】
2014185871.tif 000004
【図３】
2014185871.tif 000005
【図４】
2014185871.tif 000006
【図５】
2014185871.tif 000007
【図６】
2014185871.tif 000008
【図７】
2014185871.tif 000009
【図８】
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