(57)【要約】【課題】湖沼の浚渫・堆積物処理計画を支援するためのシミュレーションシステムを提供する。【解決手段】ダム湖や沼地等の浚渫・処理方法をシミュレ−ションし、浚渫計画、処理計画及び将来の堆積量を予測した計画をシミュレ−ションすることによって、最適な維持管理計画を提供するものであって、ダム湖や沼地等の維持管理者、浚渫業者、廃棄物処理業者、等の固有情報をインタ−ネットで取り合い、個々のダム湖、沼地等に適合した浚渫計画、堆積物処理計画をＡＳＰ供給することによって、双方向で将来計画を立案することが可能なシミュレ−ションシステムを提供する。【選択図】  図１
2005009145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湖沼の３次元探査データベースと、堆積物成分分析データベースと、これらのデータがそれぞれ供給される堆積シミュレ−ションユニット、排砂シミュレ−ションユニットおよび浚渫シミュレ−ションユニットとを備え、前記湖沼における堆積量の予測、排砂する堆積物の変化量、浚渫効果の予測あるいは処理方法の選定方法を含むシミュレ−ション結果を提供することを特徴とする浚渫・処理シミュレ−ションシステム。
【請求項２】
前記シミュレ−ション結果をインタ−ネット経由で利用者にＡＳＰ供給することを特徴とする請求項１記載の浚渫・処理シミュレ−ションシステム。
【請求項３】
前記ＡＳＰ供給したシミュレ−ション結果をもとにして、浚渫スケジュ−ル、所用人員、堆積物処理の所用期間を含む浚渫・処理情報を提供することを特徴とする請求項２記載の浚渫・処理シミュレ−ションシステム。
【請求項４】
前記湖沼の３次元探査データベースおよび堆積物成分分析データベースに加え、湖沼周辺の条件あるいは立地条件をまとめたデ−タベ−スを備えることを特徴とする請求項３記載の浚渫・処理シミュレ−ションシステム。
【請求項５】
前記シミュレ−ションシステムには、利用者端末および浚渫・処理を実行する各業者端末が双方向通信が可能なオンラインで接続されていることを特徴とする請求項４記載の浚渫・処理シミュレ−ションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ダム湖、小沼、河川、港湾等（以下これらを総称して湖沼という。）の底における堆積、浸食状況等の浚渫、廃棄物処理、コンサルティング業務に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ダム湖や沼地等の湖沼は、上水や灌漑用水等に使用するための取水用や、大雨による下流域の増水等を防止するための治水、自然エネルギ−としての水力発電電力を得るための発電等、様々な目的に供するため維持管理が重要な意味を持っている。
【０００３】
このため、保有水量を調査し、保有水量の継年変化傾向を把握するため、毎年予め設定した計測点の深度を調査、報告することが義務付けられており、湖底の堆積物による地形変化を調査している。しかし、実際に浚渫や堆積物処理を行うためには、湖底調査の他、周辺の地形調査や堆積物の成分を調査するためのボ−リング、浚渫方法の選定、堆積物の処理方法検討等、浚渫に着手する以前に膨大な期間と費用がかかり、実施計画を実現するまでには、数年の期間を要している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の浚渫や堆積物処理は、ダム湖等の維持管理者と特定の業者によって検討、立案等が行われてきたが、ダム湖等の規模が大きくなるに連れ、特定業者の技術では解決できない大規模な計画を考える必要があり、これらを実現する計画を立案するコンサルティング業者あるいはダム湖等の維持管理者に膨大な負担を与えていた。
【０００５】
特に、堆積物が膨大で、妥当な浚渫方法が決められず着手できないダム湖や、浚渫可能量よりも経年的堆積量の方が多いダム湖等もあり、効率的でかつ効果のある手法を選定するために膨大な時間と費用を要している。
【０００６】
そこで本発明は、ダム湖等の３次元探査マップやボ−リング調査結果とダム湖周辺の条件や立地条件をまとめたデ−タベ−スにもとづき、堆積量の予測、排砂する場合の変化量、浚渫効果の予測、処理方法の選定方法等をシミュレ−ションし、更にこのシミュレ−ション結果をもとにして、浚渫スケジュ−ルや所用人員、堆積物処理の所用期間等の計画を実現するための期間や費用等を提供することが可能なシミュレ−ションシステムを提供することを目的とするものである。また、これによって、コンサルティング業務を支援し、インタ−ネット経由で利用者にＡＳＰ供給することができるシミュレ−ションシステムを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の浚渫・処理シミュレ−ションシステムは、湖沼の３次元探査データベースと、堆積物成分分析データベースと、これらのデータがそれぞれ供給される堆積シミュレ−ションユニット、排砂シミュレ−ションユニットおよび浚渫シミュレ−ションユニットとを備え、前記湖沼における堆積量の予測、排砂する堆積物の変化量、浚渫効果の予測あるいは処理方法の選定方法を含むシミュレ−ション結果を提供することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の浚渫・処理シミュレ−ションシステムにおいては、前記シミュレ−ション結果をインタ−ネット経由で利用者にＡＳＰ供給することを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の浚渫・処理シミュレ−ションシステムにおいては、前記ＡＳＰ供給したシミュレ−ション結果をもとにして、浚渫スケジュ−ル、所用人員、堆積物処理の所用期間を含む浚渫・処理情報を提供することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の浚渫・処理シミュレ−ションシステムにおいては、前記湖沼の３次元探査データベースおよび堆積物成分分析データベースに加え、湖沼周辺の条件あるしは立地条件をまとめたデ−タベ−スを備えることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の浚渫・処理シミュレ−ションシステムにおいては、前記シミュレ−ションシステムには、利用者端末および浚渫・処理を実行する各業者端末が双方向通信が可能なオンラインで接続されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の浚渫・堆積物処理シミュレ−ションシステムの全体構成を示すブロック図である。このシステムにおいては、湖底探査結果データベース１、堆積物成分分析結果データベース２を用いる。
【００１３】
湖底探査結果データベース１は、ダム湖等において数十メ−トル間隔で規定点の深度を計測したものである。このような湖底探査はダム湖等の維持管理のため毎年調査が義務付けられており、当然過去の調査結果もあり、堆積状況の変化や傾向を調査する基礎デ−タとなる。
【００１４】
現在は、３次元表示により可視化することが一般的になってきており、ＣＡＤデ−タとしても扱うことができる。
【００１５】
堆積物成分分析データベース２は、ボ−リング調査と成分分析結果を蓄積したデータベースであるが、このような調査分析には多くの費用がかかり、容易に構築することができない。このため、このような調査分析は、浚渫計画を立案する時点で実施するのが一般的であるが、過去にボ−リング調査の実績がない場合は、本発明により浚渫計画を仮計算した結果からボ−リング箇所を決定し、そのボ−リング調査と分析結果を用いることが望ましい。
【００１６】
湖底探査結果データベース１、堆積物成分分析結果データベース２をもとにダム湖デ−タベ−ス３を構築し、これを参照し、後述する堆積シミュレ−ションユニット４、排砂シミュレ−ションユニット５および浚渫シミュレ−ションユニット６等におけるシミュレ−ションの条件設定を行う。
【００１７】
ダム湖デ−タベ−ス３は、シミュレ−ションの前提条件として設定する必要があり、発電用、利水用、多目的等のダム湖の目的、計画保水量と有効保水量の差異等の経年変化情報、ダム湖湖底の建設地形、周辺の流入河川、周辺の平地面積、アクセスル−トの道幅等の地域条件を備えたものであり、情報収集、現場調査等により構築する。
【００１８】
堆積シミュレ−ションユニット４および排砂シミュレ−ションユニット５におけるシミュレ−ション技術は、それぞれ原理となる要素技術は同様で、水工学による粒度分析の応用であり、地形条件や流速等によって粒度分布がどのように変化するかを予測するものであり、既に大学や研究機関で研究された既存技術を応用するものである。
【００１９】
堆積シミュレ−ション技術は、過去の堆積状況変化と、堆積物成分分析結果データベース２から得られる上流の地質により、複数の粒度条件のものが上流から移動して、水の流速から水面は早く湖底は遅く流れ、軽いものは遠くへ運ばれ、重いものは早く湖底に到達するという考え方にもとづいたものであり、流入河川近傍等は、上流から堆積物が運ばれ、複数の流れと合流したところで堆積か顕著になる等の地形条件を含めて検討される。
【００２０】
また、堆積物によって湖底の地形が変化すると、水の流速が変わり、更に梅雨等の降雨期では雨量によって一時的に流量や堆積物に変化が現れることを数年先まで予測することが可能である。
【００２１】
排砂シミュレ−ション技術は、排砂ゲ−トを解放したときの流量と流速から、堆積物が流出する状況を同様に複数の粒度条件から予測するものであり、排砂シミュレ−ションは、堆積シミュレ−ションに影響し、排砂条件を変えながらシミュレ−ションを繰り返し、排砂計画を求めることができるものである。
【００２２】
浚渫シミュレ−ションユニット６は、浚渫する工法等により所要スケジュ−ルや、所要人工を算出するものであり、詳細は図２により説明する。すなわち、図２は浚渫シミュレ−ションユニットにおけるシミュレ−ション方法を示すフローチャートである。同図に示すように、先ず、３次元探査マップ２１をシミュレーションユニット６に入力し、条件設定ステップ２２で条件設定を行う。
【００２３】
条件設定は、浚渫範囲、浚渫期間等であり、対象とする範囲を利用者が任意に仮定し、仮結果を得ることができるものである。次に、表示ステップ２３で適用可能工法の表示を行う。適用可能工法の表示ステップ２３は、条件設定ステップ２２で設定された範囲に適合する工法を表示するもので、各浚渫業者によって、適用可能な深度、浚渫量が異なるため、条件設定ステップ２２で選択された範囲の深度を３次元探査マップ２１から参照し、更に浚渫期間に適合する浚渫量を示す工法を計算し、自動表示するものである。完全に適用可能工法が存在しない場合でも、条件設定ステップ２２で選択された範囲の中で、浚渫可能範囲と浚渫可能工法を表示し、利用者の判断に任せる。
【００２４】
浚渫工法の選択ステップ２４では、適用可能工法の表示ステップ２３で得られた範囲の中で、利用者が工法を選択し、決定する。工法が複数適用可能な範囲がある場合は、複数の工法の中から、利用者が選択することができる。
【００２５】
浚渫可能量の表示ステップ２５は、浚渫工法の選択ステップ２４で決定された方法によって、実際に浚渫が可能な量を表示するものであって、表示内容は所要浚渫スケジュ−ル、所要人工を表形式で表示し、更に浚渫結果により、当初の３次元探査マップがどのように変化するかを表示することができる。利用者は、浚渫可能量の表示ステップ２５の出力結果を得て、更に条件設定ステップ２２で初期条件の変更を行うことができ、意図とする結果を得るまで計算を繰り返すことによって、より現実性の高いシミュレ−ション結果を得ることができる。
【００２６】
なお、３次元探査マップ２１は、現在の状況に限らず、過去のデ−タも同様に扱うことができるため、数年前の堆積状況下での浚渫シミュレ−ションを行うことや、図１に示す堆積シミュレ−ションユニット４による予測結果、排砂シミュレ−ションユニット５による予測結果等によっても浚渫シミュレ−ションユニット６及び後述する堆積物処理シミュレ−ションユニット７を使用することができるため、数年先までの浚渫計画や処理計画をそれぞれ浚渫計画ユニット１１や処理計画立案ユニット１２により立案することが可能である。
【００２７】
浚渫シミュレ−ションユニット６の結果は、維持対策計画ユニット８、堆積物処理シミュレ−ションユニット７で利用する。
【００２８】
維持対策計画ユニット８は、使用者に対して現状の浚渫工法によって適用できない範囲を明示するものであって、維持対策計画範囲を３次元探査マップ、堆積物量等の形で表示する。そして、湖底のまま減容化する等の現位置処理計画ユニット９、あるいは好気性発酵を進めるバッキ装置を置く等の浄化計画ユニット１０は、利用者が選択することとなり、現位置処理計画ユニット９と浄化計画ユニット１０のメニュ−表示までを行うものである。
【００２９】
堆積物処理シミュレ−ションユニット７は、浚渫シミュレ−ションユニット６の結果から再生還元方法を検討するためのもので、再び図２により詳細に説明する。
【００３０】
すなわち、堆積物処理シミュレ−ションユニット７におけるシミュレ−ションには、表示ステップ２５により、浚渫シミュレ−ションユニット６の浚渫可能量の表示結果を用いる。浚渫可能量の表示結果から、浚渫によって発生する日量、成分、粒度等の情報をもとに、条件設定ステップ２６において条件設定を行う。
【００３１】
条件設定ステップ２６では、処理対象物と処理量を利用者が選択すると共に、再生還元方法を選択する。これは、処理対象物を主に何の目的に使用したいのかを設定するもので、堆肥、建設土、無害化等地域目的に沿う再生方法を条件として設定し、例えば川砂利として土木建設業者に有効利用できる範囲のものは、ここで利用者が目的として設定することによって、処理対象量から除外する等、処理目的と処理対象量が限定される。
【００３２】
適用可能処理の表示ステップ２７では、条件設定ステップ２６で選択された範囲の物量を処理可能な処理方法を表示する。たとえばダイオキシンが含まれていると想定されるものは、８００℃以上の高温処理を行う旨表示する。また、脱水して残土を堆肥化できる範囲のものは、遠心分離して乾燥処理を行う旨表示する。あるいは、固化剤により一旦固化させ下流へ還元させるための混練処理を行う旨表示する等、現在は地域性や各処理業者の特性により様々な方法を表示する。
【００３３】
また、一次処理で脱水、二次処理で乾燥と固化処理を組み合わせる等ケ−スも多様であるので、これらは、同様の方法であっても処理業者によっての特質や処理能力の差異があり、個々に比較評価を行うのは困難である。したがって、条件設定ステップ２６で設定した処理目的と処理対象量に見合ういくつかの処理方法を利用者に提供することにより、利用者が提供された中で処理方法の選択を選択ステップ２８で行い、処理計画の表示２９を得ることが望ましい。
【００３４】
表示ステップ２７による適用可能処理の表示が処理目的に見合わない場合、若しくは処理計画表示ステップ２９による処理計画表示が思わしくない場合は、条件設定ステップ２６に戻り、条件の修正作業を行うことによって、再計算を行い、最終的には実現可能な処理計画表示を得ることができる。処理計画表示ステップ２９は、処理方法、処理量、処理期間等項目ごとに表形式で得ることができ、処理計画ステップ１２において処理計画を得る。
【００３５】
このように、複雑で長期的な計画を試行錯誤することを、机上でシミュレ−ションすることが機能的な利点であり、大まかな計画や処理量を仮定しつつ、詳細を詰めていくことが可能なシミュレ−ションシステムであり、更に利用者が、コンサルティング業者や浚渫業者、処理業者等とオンラインで試算、検討が可能なビジネスモデルを供給するものである。
【００３６】
次に、上述したシミュレ−ションシステムにより得られる結果をＡＳＰ供給するビジネスモデルを実現するためのシステム構成を図３に示す。
【００３７】
利用者端末３０は、ダム維持管理者、河川維持管理者、湖沼維持管理者、港湾維持管理者等により利用される端末であり、インタ−ネット経由でシミュレ−ション・サ−バ３１のシミュレ−ションシステムを利用するために用いられる。
【００３８】
シミュレ−ション・サ−バ３１は、コンサルティング業者端末３３により運営され、サ−バ、プログラム、デ−タベ−ス管理ユニット３２は、システムソフトウェア管理業者によって、ハ−ドウェアの所有、プログラムの製作、デ−タベ−ス構築、メンテナンス管理等が行われ、コンサルティング業者から一括して委託されるもので、例えば出願人東芝エンジニアリングのような会社である。
【００３９】
コンサルティング業者端末３３は、複数の業者で管理運営されるもので、主に利用者からのシミュレ−ション結果についてのアドバイスや支援等のコンサルティング業務を行う。また、コンサルティング業者端末３３は利用者への直接の窓口となる他、複数の廃棄物処理業者端末３４の技術評価、複数の浚渫業者ユニット３５の技術評価を行う。そして、シミュレ−ションが最適な回答を導くことを目的に、評価と最新技術等をシミョレ−ション・サ−バ３１に登録し、あるいはその抹消管理等を行い、サ−バ、プログラム、デ−タベ−ス管理３２に変更業務を委託する。
【００４０】
廃棄物処理業者端末３４と浚渫業者端末３５は、それぞれ各社の特徴、能力、基準費用をコンサルティング業者端末３３を介してコンサルティング業者の評価を受け、利用者端末３０からの問い合わせ依頼、業務依頼を待つことになる。
【００４１】
また、湖底探査業者、ボ−リング調査分析業者、地形調査等を行う３６専門業者は、利用者端末３０、コンサルティング業者端末３３、浚渫業者端末３５等から委託を受けることが可能である。
【００４２】
つぎにこのＡＳＰ供給システムによる業務フロ−について説明する。
【００４３】
利用者がその端末３０を介してシミュレ−ションを利用する段階は様々であり、漠然とした計画段階から実行予算策定や将来計画立案等がある。利用者はその端末３０を介して、予め利用登録を行い、シミュレ−ション・サ−バ３１にインタ−ネット経由でアクセスし、シミュレ−ション・サ−バ３１の各種シミュレ−ションを利用する。
【００４４】
また、利用者は、シミュレ−ション方法の考え方や得られた結果の具体的な適用方法等について、インタ−ネット経由でコンサルティング業者端末３３に問い合わせることができ、コンサルティング業者端末３３は、アドバイスや支援を行いながらシミュレ−ション結果をもとに検討や過不足等をより具体的に詰めて行く。
【００４５】
各種シミュレ−ションは、コンサルティング業者端末３３からも利用することができ、廃棄物処理業者端末３４、浚渫業者端末３５は利用登録することによって、自らの技術レベルを認識するためにシミュレ−ションを利用することができる。
【００４６】
このように、シミュレ−ション・サ−バ３１を介した各利用者と各業者との双方向システムは、業界全体の技術レベルと競争力を向上させる波及効果があり、コンサルティング業者の業務負担を削減することができ、また利用者にとっても、地域性を活かした再生還元サイクルを立案し、長期計画を立案することにより、適正な維持管理計画を推進する可能性を得ることができる。このように、利用者の技術レベル向上は、新たな市場を広げ、追随可能な廃棄物処理業者、浚渫業者には有効である。
【００４７】
利用者はまた、その端末３０を介してシミュレ−ション結果をコンサルティング業者端末３３や廃棄物処理業者端末３４、浚渫業者端末３５に通知することにより、業務委託を行うこともでき、リアルタイムに計画を具体化させることが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、少ない費用と人的負担により、湖沼の浚渫・堆積物処理計画を策定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の浚渫・堆積物処理シミュレ−ションシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】図１のシミュレ−ションシステムにより得られる結果をＡＳＰ供給するためのシステム構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  湖底探査結果データベース
２  堆積物成分分析結果データベース
３  ダム湖デ−タベ−ス
４  堆積シミュレ−ションユニット
５  排砂シミュレ−ションユニット
６  浚渫シミュレ−ションユニット
７  等堆積物処理シミュレ−ションユニット
８  維持対策計画ユニット
９  現位置処理計画ユニット
１０  浄化計画ユニット
【図１】
2005009145.tif 000003
【図２】
2005009145.tif 000004
【図３】
2005009145.tif 000005