(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地下水内での被撮像物の移動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を測定する地下水流動兼濁度測定装置であり、
地下水内での被撮影物の移動状態につき撮影を行なう被撮影箇所に、表面に黒点が形成された基準底板を設け、該基準底板上を流通する地下水の濁度を前記基準底板上における黒点の撮影画像から測定可能とし、
前記地下水の流速と流向の測定と同時に、該地下水の濁度につき測定できる、
ことを特徴とする地下水流動兼濁度測定装置。
【請求項２】
地下水内での被撮像物の移動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を測定する地下水流動兼濁度測定装置であり、
地下水内での被撮影物の移動状態につき撮影を行なう被撮影箇所に、表面に黒点が形成された基準底板を設け、該基準底板上を流通する地下水の濁度を前記基準底板上における黒点を撮影すると共に、該撮影画像をグレー画像に変換してグレー画像数値を求め、該画像数値を予めグレー画像の度合いと濁度との関係を数値化した基準数値表と対比し、該基準数値表の数値に該当した数値により地下水の濁度を測定可能としてなり、
前記地下水の流速と流向の測定と地下水の濁度測定が同時に測定できる、
ことを特徴とする地下水流動兼濁度測定装置。
【請求項３】
地下水内での被撮像物の移動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を測定する地下水流動兼濁度測定装置であり、
地下水内での被撮影物の移動状態につき撮影を行なう被撮影箇所に、表面にカラー点が形成された基準底板を設け、該基準底板上を流通する地下水の濁度を前記基準底板上におけるカラー点をカラー撮影すると共に、該撮影画像からＲＧＢ値を求め、求められたＲＧＢ値を予めカラー画像のＲＧＢ値と濁度及び色合いのとの関係が数値化された基準数値表と対比し、前記基準数値表に該当したＲＧＢ値により地下水の濁度及び色合いを測定可能としてなり、
前記地下水の流速と流向の測定と地下水の濁度、色合い測定が同時に測定できる、
ことを特徴とする地下水流動兼濁度色合い測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設工事に関わる各種調査、例えば亀裂の発達した岩盤内の地下水流動兼濁度測定や地盤環境事前調査の地下水流動兼濁度測定等において地下水流動兼濁度測定（流向・流速）を測定する際に同時に地下水の濁り、すなわち地下水の濁度あるいは地下水の色合いを測定できる地下水流動兼濁度測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、建設工事に伴う地下水流動兼濁度測定阻害や井戸枯れの問題のほか、止水壁・止水シートからの漏水や産業廃棄物などによる地下水・土壌汚染が深刻な社会問題となっており、これら地盤環境保全問題に対して、精度の高い影響予測や効果的な対策工事を実施するためには地盤の透水係数だけでなく地下水の流向や流速を精度よく得ることがきわめて重要とされている（図７参照）。
ここで、測定装置として、例えば１２本の電極を円周上に配置したボーリング孔内測定部の中央部に、地下水と比抵抗の異なる蒸留水をトレーサとして置換し、電極間の抵抗値の変化から地下水の流向流速を測定する装置（特許第1395123号特許公報）が知られている。
【０００３】
さらにボーリング孔内に、おもり、糸、フロート、電極を利用した検出部から構成される測定器を挿入し、フロートの移動を電気的に測定して地下水の流向流速を測定する装置、測定方法も一般に知られている（実開昭60-70067号公報）。
【０００４】
さらに、地下水中の測定ケース内に空気層を形成し、地下水中に浮く絶縁体フロートの移動を２組の電極による電気抵抗の変化として測定する測定装置及び測定方法も知られている（特開2000-56036号公報）。
また、上記の流向流速測定の際に、推進施工時の周辺井戸水（飲料水）への影響を把握するため施工管理に地下水の「濁り」もリアルタイムに同時に把握できれば、施工時の安全・安心を周辺住民に提供できるとの要望が生じていた。
ここで、濁度の測定の従来技術については、ダブルビーム透過光測定法（吸光光度法）、透過光測定法など一般に知られている。
【特許文献１】特許第1395123号特許公報
【特許文献２】実開昭60-70067号公報
【特許文献３】特開2000-56036号公報
【特許文献４】特許第3101776号特許公報
【特許文献５】特許第3716024号特許公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、地下水の流速測定と地下水の濁りあるいは地下水の色合いを同時に測定できる装置は、前記測定原理が全く異なるとして、同位置・同時測定ができないと考えられていたため、前記双方の測定が必要なときには、別々の測定装置を使用して別々に測定しなければならないため、測定にかかる手間も約２倍かかると共にコストも約２倍になるなど多くの課題があった。
【０００６】
かくして、本発明は、前記従来の課題に対処すべく創案されたものであって、画像計測による地下水流動兼濁度測定装置というメリットを最大限に活かし、地下水の流速、流向とともに、地下水の濁りひいては地下水の色合いを同時にリアルタイムに測定でき、もって測定現場における作業量低減と作業低コスト化を実現できる地下水流動兼濁度測定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による地下水流動兼濁度測定装置は、
地下水内での被撮像物の移動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を測定する地下水流動兼濁度測定装置であり、
地下水内での被撮影物の移動状態につき撮影を行なう被撮影箇所に、表面に黒点が形成された基準底板を設け、該基準底板上を流通する地下水の濁度を前記基準底板上における黒点の撮影画像から測定可能とし、
前記地下水の流速と流向の測定と同時に、該地下水の濁度につき測定できる、
ことを特徴とし、
または、
地下水内での被撮像物の移動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を測定する地下水流動兼濁度測定装置であり、
地下水内での被撮影物の移動状態につき撮影を行なう被撮影箇所に、表面に黒点が形成された基準底板を設け、該基準底板上を流通する地下水の濁度を前記基準底板上における黒点を撮影すると共に、該撮影画像をグレー画像に変換してグレー画像数値を求め、該画像数値を予めグレー画像の度合いと濁度との関係を数値化した基準数値表と対比し、該基準数値表の数値に該当した数値により地下水の濁度を測定可能としてなり、
前記地下水の流速と流向の測定と地下水の濁度測定が同時に測定できる、
ことを特徴とし、
または、
地下水内での被撮像物の移動状態を撮像手段で撮影し、被撮像物の撮影像から地下水の流速と流向を測定する地下水流動兼濁度測定装置であり、
地下水内での被撮影物の移動状態につき撮影を行なう被撮影箇所に、表面にカラー点が形成された基準底板を設け、該基準底板上を流通する地下水の濁度を前記基準底板上におけるカラー点をカラー撮影すると共に、該撮影画像からＲＧＢ値を求め、求められたＲＧＢ値を予めカラー画像のＲＧＢ値と濁度及び色合いのとの関係が数値化された基準数値表と対比し、前記基準数値表に該当したＲＧＢ値により地下水の濁度及び色合いを測定可能としてなり、
前記地下水の流速と流向の測定と地下水の濁度、色合い測定が同時に測定できる、
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による地下水流動兼濁度測定装置であれば、
画像計測による地下水流動兼濁度測定装置というメリットを最大限に活かし、地下水の流速、流向とともに、地下水の濁りひいては地下水の色合いを同時にリアルタイムに測定でき、もって測定現場における作業量低減と作業低コスト化を実現できるとの優れた効果を奏する。
すなわち、従来は地下水の流動兼濁度測定と地下水の濁度、色合いを別々の測定器を使用して測定する必要があったが、本発明では１台の測定装置で同時にリアルタイムに測定できる。また長期間にわたり撮影画像を取得、保存しておけば、必要の応じて該当地下水の流速測定、流向測定並びに該当地下の濁りや色合いの分析が可能で、該当地下水の詳細なデータ取得が出来るものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説明する。
図１に本発明の一実施例である画像計測に基づく地下水流動兼濁度測定装置の構成を示す。
符号１は所定地域の地盤内に掘削されたボーリング孔を示す。該ボーリング孔１内にパッカー１９・・等を用いて本実施例による地下水流動兼濁度測定装置が設置される（図１参照）。
符号２は、前記地下水流動兼濁度測定装置の装置本体であり、例えば該装置本体２は内部に空間部を有する円筒状の形状をなしてケース状に構成されている。
そして、この装置本体２内の上部側にはＣＣＤカメラ３がその撮像方向を下側に向けて配置されている。
【００１０】
また、ＣＣＤカメラ３の上方には磁石等で形成された方位計２０が設置されることがある。
このＣＣＤカメラ３の下側には地下水が通過する測定部４が設けられる。
該測定部４は装置本体２内と外部とが連通するようフリースペースとして構成され、測定すべき地下水がスムーズに通過できる様に構成されている。すなわち、外周には壁面が設けられていない。したがって、測定部４は、該測定部４の底面と前記装置本体２の間に複数本の棒状支柱１７で連結されて支持されて構成されることが多い。
【００１１】
尚、図１などにおいて符号５は初期値設定用の外筒であり、後述する様に初期値設定の際に測定部４を外部遮断すべく上下方向へスライド出来る構造となっている。
従って前記外筒５が図２に示すように配置されると測定部４は装置本体内２で密閉状態となる様構成される（図２参照）。
【００１２】
なお、前記の初期値設定の件についてであるが、初期値設定の際に測定部４を外部遮断すべく外筒５を用いることなく初期値設定することも出来る。
近年は外筒５を用いることなく初期値設定を行うのが一般的となっている。例えば、ボーリング孔１を垂直方向に掘削し、この垂直方向に正確に掘削したボーリング孔１内に必ず本装置を設置する構成とし、その状態で初期値の設定を行うとか、または、その上で何回もキャリブレーション（初期値設定作業）を行って正確な初期値設定を行うとかが行われているのである。  
【００１３】
次に、符号２９は基準底板を示し、測定部４の底面部にその表面を上側に向け、前記ＣＣＤカメラ３と向き合うようにして設置されている。該基準底板２９は略円盤状を成して形成され、その表面部には濁度測定に使用される黒点が例えば４箇所に所定間隔をあけ、いわゆる散点状設けられる（図１４参照）。なおここで、前記黒点の数、あるいは黒点の大きさについては本発明において何ら限定されるものではない。
さらに、前記基準底板２９の中央部には後述する傾斜測定体６の球状係止具９を嵌合固定するべく凹部１０が形成される。
測定部４の底面に設けられた前記濁度測定用の基準底板２９の略中央部分からはいわゆる振り子式に水平方向へ揺動するよう構成された傾斜測定体６が上方に向かって立設状態にして取り付けられるのである。
【００１４】
ここで、前記振り子式傾斜測定体６は測定すべき地下水より比重が軽い浮子体７と、この浮子体７の下側に連続して延出し、測定すべき地下水と略同等の比重を有する部材からなる長尺の円柱状をなす傾斜測定体本体８と、該傾斜測定体本体８と連続し、前記測定すべき地下水より比重の重い部材から形成された球状係止具９とを備えて構成するとよい。
そして、測定部４内において該振り子式傾斜測定体６が測定すべき地下水内で水没状態とされたとき、測定部４の底面略中央部分、すなわち基準底板２９の中央部分から傾斜測定体６が前記浮子体７の浮力により上方（鉛直方向）に向かって立設された状態となる。
【００１５】
ここで、前述したように、測定部４の底面に該当する前記濁度測定用の基準底板２９の略中央部分には略球状に窪む凹部１０が形成されており、該凹部１０に前記球状係止具９が遊嵌する状態とされている。 
もってこの凹部１０に遊嵌した球状係止具９を支点として、浮子体７を先端に接続した傾斜測定体本体８が測定すべき地下水内において地下水の流れによって水平方向に感度よくスムーズに揺動出来る構成とされるのである（図８参照）。
尚、前記の球状係止具９が凹部１０から抜出しないように係止片１１を凹部上方の近傍位置に取り付けた構成にしても構わない。
【００１６】
また、図４に示すように球状係止具９につき、測定すべき地下水より比較的比重の重い部材で形成すれば、窪みの浅い凹部１０であっても、前記球状係止具９が凹部１０より抜け出るおそれはあまりないものとなる。
この場合にも、前記の球状係止具９が凹部１０から抜出しないように係止片１１を凹部上方の近傍位置に取り付けた構成にしても構わない（図４参照）。
さらに、図５に示すように凹部１０の下側に所定の間隔をあけて磁石１８を内設しておけばなおさら抜け出ることはない。
【００１７】
ここで、前記磁石１８については方位計２０との関係で通電時に磁力を喪失するタイプのものを使用するのが好ましい。
すなわち、前記凹部１０から球状係止具９が抜出するおそれがあるのは本装置をボーリング孔１内に設置するときであり、特に測定時にあっては球状係止具が９スムーズに回動できるよう磁力を及ぼさない構成からするのが好ましい。
【００１８】
ところで、前述の浮子体７は例えばろうそくの焔の様な略円錐状をなした形状が好ましく、その先端頂部には前記ＣＣＤカメラ３がその揺動を認識しやすいよう黒色などの着色が施されて撮像用マーク１２を形成してもかまわない。
さらに、図６から理解されるように、該浮子体７は傾斜測定体本体８に対し着脱自在にして取り付けるよう構成することも出来、例えば傾斜測定体本体８の頂面に設けられた雌ねじ孔１３に浮子体７の雄ねじ１４を螺合して連結できるように構成しても構わない。
【００１９】
すなわち、測定すべき地下水の比重は塩分濃度などの影響により一定ではなく、測定すべき地下水の比重にあわせて比重の異なる浮子体７を使用することが出来る。
従って、例えば、比重が通常の地下水に比べて比較的軽いと思われる地下水測定の場合であっても、当該地下水よりさらに比重の軽い浮子体７に交換すればたえず浮子体７は測定すべき地下水内で浮力を有することになり、これにより傾斜測定体本体８も地下水内で鉛直方向に向かってたえず立設状態とすることが出来る。
【００２０】
また、例えば、比重が通常の地下水に比べて比較的重いと思われる地下水測定の場合には、当該地下水より若干比重の軽い浮子体７に交換すればよい。すなわち、当該地下水より若干比重の軽い浮子体７であれば測定すべき地下水内で大きな浮力を有することがなく、これにより傾斜測定体本体８も地下水内で鉛直方向に向かってほどよい立設の状態とすることが出来るからである。そして、傾斜測定体本体８は地下水の流れによって水平方向へスムーズに揺動するものとなる。
【００２１】
さらに、図９に振り子式傾斜測定体６の他の実施例を示す。ここでは、傾斜測定体本体８は浮子体７を長尺にして浮子体兼傾斜測定体２１としてある。そしてこの浮子体兼傾斜測定体２１は糸状の線状連結部材２２で球状係止具に取り付けられている。しかして、このように振り子式傾斜測定体２１を構成することも出来る。
【００２２】
次に、符号１５は光源を示し、該光源１５は測定部４の下側に設けられて上方、すなわちＣＣＤカメラ３側に向けて照射するよう構成しても構わない。
また、この光源１５は太陽光で形成しても構わないし、人工光で形成しても構わないものである。すなわち、光源１５の導線１６を光ファイバーケーブル等で構成すれば、地上の太陽光を光源１５として使用することも出来る。
なお、図示してはいないが、本発明にあっては光源１５を測定部４の上方から下側を照らすよう設けるのが好ましい。すなわち、基準底板２４に描写された複数の黒点部分がＣＣＤカメラ３により比較的鮮明に撮影できるよう光源１５の設置位置を考慮すべきである。
【００２３】
以上において本発明による装置での測定方法につき説明する。
図から理解されるように、地下水を測定したい箇所に地上から地中に向かう例えば略垂直方向に延びるボーリング孔１を穿設する。そして、そのボーリング孔１内に本装置を下ろして挿入し、収納設置する。
しかして測定すべき個所を決めたら、パッカーを膨張させて装置本体２をボーリング孔１内に固定する。
【００２４】
ここで、本発明における流速測定方法について説明する。
測定すべき地下水の中で測定部４内の振り子式傾斜測定体６は矢印で示す如く地下水内をその流れに沿って揺動する（図８参照）。
そして、この揺動する浮子体７の頂面に設けられた撮像用マーク１２をＣＣＤカメラ３で撮影する。
そして、任意の時点例えばｔ１、ｔ２、ｔ３・・・・・ｔｎにおいての前記撮影を繰り返し、各時点ごとに撮像用マーク１２の像をパソコン２３で算出し、各時間ごとに移動方向と移動量を把握することで地下水の流向と流速を求めることができる。
【００２５】
さらにその詳細を説明すると、図１０に示すように、浮子体７先端の撮像用マーク１２は支点（球状係止具９）から長さLの距離にあるとする。
浮子体７の静水状態（密閉状態）での画像上の座標（写真座標）をP0(X0,Y0)とする。
【００２６】
そして、時刻tでの流速をV(t)とし、同時刻での浮子体７の画像上の座標(写真座標)をPt(Xt,Yt)すると、流速V(t)による浮子体の各座標成分の移動量は次式となる（図１１参照）。
【数１】
0004822363.tif 000002
【数２】
0004822363.tif 000003
次に、移動量d(t)は次式となる。
【数３】
0004822363.tif 000004
【００２７】
この移動量dと流速Vは一義的に実験により求めることができる。
浮子体７先端までの長さLである、ある比重の浮子体７と傾斜棒６からなる被撮影物を用いて、さまざまな一様流速における移動量dを実験的に測定し、その測定結果から実験式(3)式を定める。
Ｖ＝ｆ（ｄ） (3)式
ここで、f(d)は、浮子体７の浮力や傾斜棒６の形状などによって実験的に定まる関数。
【００２８】
しかして、移動量dと流速Vとの間にある関係式は、概ね図１２に示す関係があると考えられる。
すなわち、移動量dと流速Vは非線形の関係にあり、移動量が小さい場合には、移動量の増加に応じて流速の変化量が大きくなるが、移動量がある程度大きくなると、流速が増加しても移動量はあまり大きくならない、という関係にあると考えられる。
【００２９】
また、傾斜棒６の形状や比重が同じ場合には、浮子体７の浮力の大小によって移動量と流速の関係が異なると考えられる。すなわち、流速がＶ1で一定の場合、浮子体７の浮力が大きい場合より小さい場合の方が移動量dは大きくなる。
このように、浮子体７先端の移動量dは、流速や浮子体７の浮力、傾斜棒６の形状(流体から受ける水平力に関係する)に影響されるため、浮子体７や傾斜棒６の比重や形状を定めた上で、実験的な検討を行い、移動量dと流速Vの関係を把握しておけばよい。
ここで、地下水の流向は、図１に示すように装置本体２に内蔵された方位計２０によって、撮影画像上の方位が既知となるため、地下水の流向が測定できる。例えば、図１１では、北と取得画像上のY軸正の方向が一致している場合を示している。
【００３０】
図１３に示すように、本システムは連続的に測定できるシステムとして自動化されている。すなわち、例えばパソコン２３内にはＣＣＤカメラ３で撮影されたデジタル画像をデータとして連続的に取り込む取得部２４が設けられ、該取得部２４で取り込まれたデータは移動量算出部２５によって上記のように撮像用マーク１２の移動量が算出され、この算出値より地下水の流速が流速測定部２６で換算測定される。さらに測定された地下水の流向、流速はハードディスクなどの記憶保存部２７で記憶保存でき、またこの流向、流速はディスプレイなどの表示部２８で認識することが出来るシステムとされている。
【００３１】
次に、本発明の装置における濁度測定の方法について説明する。
まず、水の濁度とは「水の濁り具合を数値で表したもの」を指標するものであり、濁りは、沈泥、粘土、藻、その他のプランクトン、有機物などの細かい非溶解性粒子を含む浮遊物によって発生する。そして、濁度の基準は、通常「精製水１Lの中に１mgのカオリンまたはホルマジンを含むときの濁り」が「濁度１度」とされる。
【００３２】
本実施例においては、カオリン（白陶土）が基準とされ使用されるものと考えられる。カオリンとは、主成分がシリカ(二酸化珪素SiO2)、アルミナ(Aｌ203)、水(H2O)で形成される粘土を指標する。
なお、カオリンを用いた場合とホルマジンを用いた場合とでは、同じ濁度１度にはならず、「度（カオリン）≒0.7×度（ホルマジン）」という関係になる。
濁度の単位については度（カオリン）はmg/Lで表記されることがあり、「度（カオリン）＝mg/L」である。度（ホルマジン）もFTU(Forumajin Turbidity Unit)という単位を用いることがある。また、NTU（Nephelometric Turbidity Unit）という単位を使うことがあり、これもまた、「度（カオリン）≒0.7×NTU」として計算することが可能である。
すなわち「NTU  ＝  FTU[度（ホルマジン）]」となる。
【００３３】
ここで、測定現場での本発明である地下水流動兼濁度測定装置による測定にあたっては、事前に試験により濁度を求めるための基準とされるいわゆるキャリブレーション図表が予め作成される。
【００３４】
かかる事前試験及び測定現場での濁度測定について以下説明する。
キャリブレーション図表を作成すべく、事前試験を行う。
すなわち、濁度既知の試薬水３３を通して表面に黒点が描写された基準底板２９上をＣＣＤカメラ３により撮影する。
まず、前記キャリブレーション図表の作成を行うのであるが、当該作成に際しては、まず、各濁度におけるグレー画像のいわゆるグレー色（濃い色のグレーから薄い色のグレー）の段階的なグレーの違いを表す数値（下記（２）に示す）を検出、特定し、決定しなければならない。
【００３５】
そのため、本発明である測定装置と同様な条件にしたキャリブレーション図表作成のための事前試験用の試験装置３２を製造し、これを用いる。
該試験装置３２は、ＣＣＤカメラ３０、測定部３１、濁度測定用の前記基準底板２９から概ね構成される（図１４参照）。
前記測定部３１に濁度既知の試薬水３３を入れ、該試薬水３３を通して前記ＣＣＤカメラ３０で前記基準底板２９上を撮影する。
【００３６】
図１４では、濁度１０，濁度５０及び濁度１００と各々濁度の異なる濁度既知の試薬水３３を入れ、これら試薬水３３を通して前記ＣＣＤカメラ３０で前記基準底板２９上を順次撮影している。
この様に、各濁度別に試験装置３２（図１４参照）を用いて、撮影画像を取得していくのである。
【００３７】
なお、前記試薬水３３は上記のように「精製水」１Lの中に１mgの「カオリン」を含有させたものを「濁度１度」の試薬水とし、次いで、例えば、濁度10度、濁度50度、濁度100度の各試薬水３３を作製しておく。
ここで濁度10度ならば、「精製水」１Lの中に１０mgの「カオリン」を含有させたもの、濁度50度ならば、「精製水」１Lの中に５０mgの「カオリン」を含有させたものが用いられる。
【００３８】
なお、前記試験装置３２については、撮影の際、前記ＣＣＤカメラ３０と前記基準底板２９との間の距離を自在に調整できるものが使用される。
したがって、試験装置３２の使用前に、予め現場で使用するとされる地下水流動測定兼濁度測定装置における前記ＣＣＤカメラ３及び基準底板２９間の距離に合わせて、試験装置３２の前記ＣＣＤカメラ３０と前記基準底板２９間の距離調整を行っておくものとする。
【００３９】
（２）前記（１）で撮影した画像をグレー画像に変換すると共に、そのグレー度合いを数値化し、その数値を求めて確定する。
ここで、いわゆる「濁度１」の状態では、グレー画像の表示は、黒が「０」、白が「２５５」という数値を示すといわれている。
次いで、「濁度１０」では、黒点は黒色として可視されず、若干グレー色に見え、該黒点を数値で示すと「１００」程度のとなる。
【００４０】
また、「濁度５０」のときには、黒点はさらにグレー色に見え、該グレー色に見える黒点を数値で示すと「１６０」程度となる。
そして、「濁度１００」のときであれば、前記黒点は「２００」程度の数値を表示するものとなる。
この様に、各濁度、ここでは「濁度１」、「濁度１０」、「濁度５０」、「濁度１００」における画像の黒点のグレー度合いをグレー画像数値として順次キャリブレーションし、数値化しておくのである。
【００４１】
（３）前記のキャリブレーション結果（数値結果）を基に、実際の現場で撮影した画像から、実際の現場における地下水の濁度を測定するのである。
すなわち、測定現場において、本発明の地下水流動兼濁度測定装置により撮影した画像をグレー画像に変換し、グレーに見える黒点のグレー度合いの数値を算出する。
そして測定現場で得られたグレー画像の数値と上記（２）で求めた、いわゆる基準の数値表と対比し、該当した数値を摘出し、該当する地下水の濁度を求めるのである。
【００４２】
ここで、上記の算出は、例えばパソコン３４内にはＣＣＤカメラ３で撮影された画像をデータとして連続的に取り込む取得部３５が設けられ、該取得部３５で取り込まれた画像データはグレー画像に変換され、グレー画像数値算定部３６によって上記のように黒点のグレー画像数値が算定され、このグレー画像数値からキャリブレーション図表を用いて、濁度算定部４１において地下水の濁度が算定されるのである。
【００４３】
さらに測定された地下水の濁度はハードディスクなどの記憶保存部３７で記憶保存でき、またこの濁度はディスプレイなどの表示部３８で認識することが出来るシステムとされている。
なお、上記の濁度の算定をキャリブレーション図表に基づき用いて測定者が比較し、算定作業を行ってもかまわない。
【００４４】
なお、前記ＣＣＤカメラ３によって動画撮影を行い、該動画を自動処理することで連続的な濁度を測定することも出来る。
すなわち、本発明の地下水流動兼濁度測定装置におけるCCDカメラ３によって、現場の地下水を通して撮影した前記濁度測定用底板２９の画像を動画撮影して連続的に取得し、例えば、該動画を各フレーム毎に分解すると共に、これらフレーム毎の画像を取得し、これらとキャリブレーション図表を比較し、算定処理することで、連続的な濁度測定を行うことも出来る。
【００４５】
パソコン３４内にはＣＣＤカメラ３で撮影された画像をデータとして連続的に取り込める取得部３５が設けられ、該取得部３５で取り込まれたデータは、グレー画像に連続的に変換されてグレー画像数値算定部３６によって黒点のグレー画像数値が連続的に算定され、このグレー画像数値からキャリブレーション図表を用いて、濁度が連続的に算定されるのである。
さらに測定された地下水の濁度はハードディスクなどの記憶保存部３７で記憶保存でき、またこの濁度はディスプレイなどの表示部３８で認識することが出来る。
【００４６】
ところで、本発明における地下水流動兼濁度測定装置では「濁度」測定に合わせて「色度」測定をも行うことができる。
ここで、「色度」とは水中に含まれる溶解性物質やコロイド性物質が持つ黄褐色の度合いを指す。その色彩成分としては、水に含まれる鉄などの金属やフミン質などがあり、それらにより汚染されている程度を示す。
【００４７】
その「色度」の基準につき説明すると、「精製水1L中に白金イオン1mg及びコバルトイオン0.5mgを含むときの呈色に相当するもの」が「色度1度」とされる。すなわち、これより2倍濃ければ「色度2度」、3倍濃ければ「色度3度」となる。
まず、測定現場での本発明である地下水流動兼濁度測定装置による測定にあたり事前に試験により濁度及び色度を求めるためのキャリブレーション図表を作成する例につき説明する。
【００４８】
（１）例えば、事前試験において、濁度既知の試薬水３３を通して表面にカラー点が描写された基準底板２９上をＣＣＤカメラ３０により撮影することから始める。
まず、濁度に関するキャリブレーション図表の作成を行うのであるが、当該作製に際しては、各濁度におけるカラー画像のいわゆる段階的なカラーの違いを表す数値、すなわち、例えばＲＧＢ値（下記（３）に示す）を算定して特定し、決定することでも行える。
【００４９】
なお、撮影した画像を前述のようにグレー画像に変換し、このグレー画像を用いて濁度測定することも出来る。
まず、前記の実施例と同様に、現場で測定する測定装置と同様な条件（ＣＣＤカメラ３０から基準底板２９までの長さが同じ）にしたキャリブレーション図表作成のための事前試験用試験装置３２を用いる。
【００５０】
該試験装置３２は、ＣＣＤカメラ３０、測定部３１、表面部にカラー点の施された前記基準底板２９から概ね構成される。
前記測定部３１に濁度既知の試薬水３３入れ、該試薬水３３を通して前記ＣＣＤカメラ３０で前記基準底板２９上を撮影する。
この際、濁度の異なる濁度既知の試薬水３３入れ、該試薬水３３を通して前記ＣＣＤカメラ３０で前記基準底板２９上を順次撮影するのである。
【００５１】
この様に、各濁度別に試験装置３２を用いて、撮影画像を取得しておく。
ここで、当該濁度測定の場合においては表面部に例えば４箇所にカラー点が設けられたタイプの基準底板２９が使用される。
なお、前記カラー点の数、あるいはカラー点の大きさについては本発明において何ら限定されるものではない。
なお、前記試験装置３２については、撮影の際、前記ＣＣＤカメラ３０と前記基準底板２９との間の距離を自在に調整できるものが使用される。
【００５２】
したがって、試験装置３２の使用前に、予め現場で使用するとされる地下水流動測定兼濁度測定装置における前記ＣＣＤカメラ３及び基準底板２９間の距離に合わせて、試験装置３２の前記ＣＣＤカメラ３０と前記基準底板２９間の距離調整を行っておくものとする。
【００５３】
（２）次に、本実施例では、色度の測定のために、色度に関するキャリブレーション図表の作成を行うのである。
しかして、当該キャリブレーション図表の作成に際しては、各色度における所定のカラー画像の例えば、いわゆるＲＧＢ値による段階的なカラーの違いを表す数値（下記（３）に示す）を特定し、決定しなければならない。
そのため、本発明である測定装置と同様な条件にした事前試験用の試験装置３２を設置する。
【００５４】
該試験装置３２は、ＣＣＤカメラ３０、測定部３１、表面部にカラー点の施された前記基準底板２９から概ね構成される。
前記測定部３１に色度既知の試薬水３９入れ、該試薬水３９通して前記ＣＣＤカメラ３０で前記基準底板２９上を撮影する。
この際、色度の異なる色度既知の試薬水３９入れ、該試薬水３９通して前記ＣＣＤカメラ３０で前記基準底板２９上を順次撮影するのである。
【００５５】
この様に、各色度別に試験装置３２（図１５参照）を用いて、撮影画像を取得しておく。
ここで、色度測定の場合においては表面部に例えば４箇所にカラー点が設けられたタイプの基準底板２９が使用される。
なお、前記カラー点の数、あるいはカラー点の大きさについては本発明において何ら限定されるものではない。
【００５６】
前記試薬水３９は上記のように「精製水」１Lの中に１mgの「白金イオン」及び0.5mgの「コバルトイオン」を含有させたものを「色度１度」の試薬水とし、次いで、例えば色度10度、色度50度、色度100度の各試薬水３９を作製しておく、
ここで色度10度ならば、「精製水」１Lの中に１０mgの「白金イオン」及び５mgの「コバルトイオン」を含有させたもの、色度50度ならば、「精製水」１Lの中に５０mgの「白金イオン」及び２５mgの「コバルトイオン」を含有させたものを用いる。
【００５７】
なお、前記画像測定装置３２については、撮影の際、前記カメラ３０と前記基準底板２９間の距離を自在に調整できるものが使用される。
したがって、試験装置３２の使用前に、予め現場で使用するとされる地下水流動兼濁度測定装置における前記ＣＣＤカメラ３及び基準底板２９間の距離に合わせて、試験装置３２の前記カメラ３０と前記基準底板２９間の距離調整を行っておくものとする。
【００５８】
（３）前記（１）（２）で撮影したカラー画像を、例えばＲＧＢ値として数値化し、前記予め作成された色度に関するキャリブレーション図表（色度につきリファレンス化されたＲＧＢ値）と比較される。
ここで、カラー画像では例えばＲＧＢ値によりカラー画像数値として数値化される。
【００５９】
具体的には上記（１）（２）で取得したカラー画像を、例えばＲＧＢ系のいわゆるＸＹＺ色度図に表すことによって、該ＸＹＺ色度図のグラフ上に示されるカラー画像数値点から、各濁度及び色度に対応するカラー画像数値を求め、該求めたカラー画像数値よりキャリブレーション図表が作成されるのである。
【００６０】
（４）前記のキャリブレーション結果（ＲＧＢ数値結果）を基に、実際の現地で撮影したカラー画像から濁度及び色度を測定できる。
すなわち、測定現場において、本発明の地下水流動兼濁度測定装置により撮影したカラー画像を、いわゆるＲＢＧ値による数値として算定する。
そして測定現場で得られた前記ＲＧＢ数値と上記（２）で求めたいわゆる基準のＲＧＢ数値表と対比し、該当した数値を摘出し、該当する地下水の色度を求めるのである。
【００６１】
ここで、上記の算定は、図１７に示すようなシステムで自動的に行える。例えばパソコン３４内にはＣＣＤカメラ３で撮影された画像をデータとして連続的に取り込む取得部３５が設けられ、該取得部３５で取り込まれたカラー画像データは、カラー画像数値算定部４０によって上記のようにカラー画像の例えばＲＧＢ値によって数値化されて該当する数値が算定され、この数値から、色度算定部４２において、予め作成されているキャリブレーション図表と比較、算定され、該当の色度が算定されることになる。
【００６２】
さらに測定された地下水の算定された前記色度はハードディスクなどの記憶保存部３７で記憶保存でき、またこの色度はディスプレイなどの表示部３８で認識することが出来るシステムとされている。
なお、上記の色度の算定をキャリブレーション図表を用いて手動で測定者が行うことも出来るが長時間の作業時間を要するものとなる。
また、本発明の測定装置におけるCCDカメラ３によって、現場の地下水を通して撮影した前記基準底板２９間の画像を動画画像として取得し、取得した動画画像を連続的に自動処理をすることによって、連続的な色度測定を可能としうる。
【００６３】
すなわち、上記の算定は、本システムは連続的に測定できるシステムとして自動化できる。
すなわち、上記のようにパソコン３４内にはＣＣＤカメラ３で撮影された画像を動画データとして連続的に取得部３５に取り込み、該取得部３５で取り込まれたカラー動画データは、カラー画像数値算定部４０によって上記のようにＲＧＢ値の数値が算定され、この数値からキャリブレーション図表を用いて、色度算定部４２により自動的にかつ連続的に色度が算定できる。
さらに測定された地下水の色度はハードディスクなどの記憶保存部３７で記憶保存でき、またこの色度はディスプレイなどの表示部３８で認識することが出来る。
【００６４】
なお、上記の測定を本装置の設置位置を変え、また必要な個所、深度ごとに繰り返して行うことにより測定精度を格段に向上させることも出来る。
尚、図７に示すように、本発明では一例として工場の周辺地域における地下水の流動兼濁度測定を精度よく測定することができ、その精密な測定結果により、地盤環境の保全・修復の観点からの安心、安全な精度の高い影響予測や効果的な対策工の実施が行えるものとなるのである。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の概略構成を説明する構成説明図（その１）である。
【図２】本発明の概略構成を説明する構成説明図（その２）である。
【図３】本発明における要部の概略構成を説明する構成説明図（その１）である。
【図４】本発明における要部の概略構成を説明する構成説明図（その２）である。
【図５】本発明における要部の概略構成を説明する構成説明図（その３）である。
【図６】交換型浮子体の概略構成を説明する概略構成説明図である。
【図７】本発明の使用状態を説明する説明図である。
【図８】振り子式傾斜測定体が揺動する状態を説明する説明図である。
【図９】振り子式傾斜測定体の他の実施例を説明する構成説明図である。
【図１０】撮像用マークの移動量と地下水の流向、流速との関係を説明する説明図（その１）である。
【図１１】撮像用マークの移動量と地下水の流向、流速との関係を説明する説明図（その２）である。
【図１２】浮子体先端の撮像用マークの移動量と地下水の流速との関係を説明する説明図である。
【図１３】本発明による地下水の流動兼濁度測定システムの概略構成を説明する説明図（その１）である。
【図１４】本発明による地下水の流動兼濁度測定システムにおける試験装置の概略構成を説明する説明図（その１）である。
【図１５】本発明による地下水の流動兼濁度測定システムにおける試験装置の概略構成を説明する説明図（その２）である。
【図１６】本発明による地下水の流動兼濁度測定システムの概略構成を説明する説明図（その２）である。
【図１７】本発明による地下水の流動兼濁度測定システムの概略構成を説明する説明図（その３）である。
【符号の説明】
【００６６】
１    ボーリング孔
２    装置本体
３    ＣＣＤカメラ
４    測定部
５    外筒
６    傾斜測定体
７    浮子体
８    傾斜測定体本体
９    球状係止具
１０  凹部
１１  係止片
１２  撮像用マーク
１３  雌ねじ孔
１４  雄ねじ
１５  光源
１６  導線
１７  棒状支柱
１８  磁石
１９  パッカー
２０  方位計
２１  浮子体兼傾斜測定体
２２  線状連結部材
２３  パソコン 
２４  取得部
２５  移動量算出部
２６  流速測定部
２７  記憶保存部
２８  表示部
２９  基準底板
３０  ＣＣＤカメラ
３１  測定部
３２  試験装置
３３  濁度試薬水
３４  パソコン
３５  取得部
３６  グレー画像数値算定部
３７  記憶保存部
３８  表示部
３９  色度試薬水
４０  カラー画像数値算定部
４１  濁度算定部
４２  色度算定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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