報告論文

バルクキャリアの入港喫水を増加させるUKC予測・管理手法の提案

ドライバルク貨物を輸送するバルクキャリアが急激に大型化してきているが，我が国のバルク貨物輸入港
湾の多くは高度成長期に整備されており，
この流れに対応できていない．平成23年5月末に国際バルク戦
略港湾が選定され，今後整備が進められることとなるが，東日本大震災の復旧・復興が優先される中では，整備完了までにはある程度の期間を要することとなる．そのため，整備完了までの間，既存施設において，安全性に支障がない範囲で，可能な限り大型のバルクキャリアを受け入れる必要がある．本研究では，以上の状況を踏まえ，潮位を有効に利用し，バルクキャリアの入港喫水を増加させるUKC予測・管理手法を
提案する．
キーワード

赤倉康寛

バルクキャリア，潮位，航路，喫水，UKC

博（工）国土交通省国土技術政策総合研究所港湾研究部港湾計画研究室長

AKAKURA, Yasuhiro

瀬間基広

国土交通省国土技術政策総合研究所港湾研究部港湾計画研究室研究員

SEMA, Motohiro

利用潮位

1──序論

航行時水面
基準水面

ドライバルク貨物を輸送するバルクキャリアが急激に
航路水深大型化してきている．我が国のバルク貨物輸入港湾の多くは，高度成長期に整備されており，
この大型化の流れに

最大喫水

UKC

対応できていない．平成23年5月末に国際バルク戦略港湾が選定され，今後整備が進められることとなるが，限られた予算において，東日本大震災の復旧・復興が優先さ■図―1

航路水深・最大喫水・利用潮位・UKCの関係れる中では，整備完了までにある程度の期間を要することとなる．したがって，
この整備完了までの間は，既存施的なUKCを使用し，利用潮位も制限が課されている港湾

設において，安全性に支障がない範囲で，可能な限り大が多い．

型のバルクキャリアを受け入れる必要がある．本研究は，航路の水深は，海象等が入港限界の条件下で設定さ以上の状況を踏まえ，潮位を有効に利用し，バルクキャリれている．そのため，通常の，より穏やかな海象条件下でアの入港喫水を増加させるUKC（Under Keel Clearance）

は，必要なUKCは小さくなる．このUKCの確保により航行予測・管理手法を提案するものである．

可能との運用にすれば，安全性を確保した上で，入港喫船舶が入港可能な最大喫水は，利用潮位とUKCによ水の増加が可能となる．本研究では，
この考え方に基づり定まる．図─1に示すとおり，航路水深に利用潮位を加き，以下，2章において世界のバルク港湾での入出港運用

えた航行時の水深は，船舶の最大喫水にUKCを加えたについて整理した上で，3章において航路諸元算定プロ

値に等しくなる．従って，なるべく大きな喫水の船舶を入グラムJ-Fairwayを活用したUKC予測・管理手法を提案

港させるためには，利用潮位を増加させるか，UKCを減し，実際の港湾における試算結果を示す．なお，本研究少させるしかないが，潮位変動は，港湾により定まる．

は，国際バルク戦略港湾を念頭に置いているが，
これは，

UKCについては，従来，最大喫水の10％とする考え方が我が国のバルク港湾の置かれた状況だけでなく，バルク

一般的であったが，船舶や気象・海象条件により必要と貨物輸送が不定期輸送であり，バルクキャリアの船速は，されるUKCを個別に算定し，管理するシステムが開発さ定期船であるコンテナ船やフェリーより遅い，
いわば 急がれ，オーストラリア 1），2），ニュージーランド 2），オランダ 3），4）ない 貨物であり，潮待ちを許容しやすいことをも踏まえやアメリカ 5）では既に長期にわたり運用されている．一方，たものである．本研究で提案するUKC予測・管理手法

我が国では，統一的な基準等は見当たらず，従来の固定は，原理的には船種・港湾に限定無く使用可能である．

012

運輸政策研究 Vol.15 No.1 2012 Spring

報告論文

2──世界のバルク港湾の入出港運用

る．両データが確認できた89港湾・バースのうち，85％を超える76港湾・バースで，最大喫水×1.1/航路喫水が1.0より大きくなっており，全データの平均値は1.13，利用潮位

2.1 世界のバルク港湾のデータ

世界のバルク港湾における入出港時の潮位利用の状の平均値は1.9mであった．この結果より，大半の港湾では，

況を概観するため，
データを整理し，分析する．

航路航行時の潮位利用が認められていると推察される．

2.1.1 使用データ

2.2 日本の港湾の入出港運用

各港湾の入出港運用や，航路水深（航路の中で一番浅い部分の水深）及び最大喫水（航路航行可能な船舶の最日本の港湾における入出港の制度及び各港湾における運用を整理する．

大の喫水）を，各港湾のPort Informationに加え，文献6）〜
10）の情報を基に整理した．対象は，三大バルク貨物（石2.2.1 制度面

炭・鉄鉱石・穀物）の世界の主要積出港（Newcastle，Port

港湾管理者
（1）

Hedland，Tubarao，South Louisiana等，内訳は豪州：10，

港湾管理者は，港湾管理条例に基づき，公共バース：係

北米：10，南米：11，
アフリカ：2，
アジア：9）
及び東アジアの留施設利用許可，専用バース：水域占有許可を行うため，

主要荷揚港（衣浦，舟山（馬迹山），鹿島等，内訳は日本：

この際，入港可能な最大喫水を確認している．参照され35，
中国：18，韓国：6，
台湾：5）
で，106港湾・バースである．

る技術基準 11）では，解説において，潮位を「実際の航路の利用において水深を増加させる要素として考慮できる」と記載されている．

2.1.2 潮位利用に関する記述

各港湾の入出港運用に関する情報の中で，入出港における航路航行時の潮位利用の可否の記載を確認した．そ（2）
港長の結果，全体の約6割に当たる61港湾・バースで，潮位の港長は，港則法に基づく港湾管理者からの係留施設使利用が可能である旨の記載が確認された．潮位利用が用届において，係留船舶の最大喫水を確認しており，海上不可能である旨の記載はほとんど無く，残り4割について

交通安全確保の立場から，指導・調整が行われている．

は利用の可否は判断できない状態であった．
（3）
水先人

水先人は，水先引受基準を定めており，その中には最2.1.3 航路水深と最大喫水約4割の港湾・バースで，航路航行時の潮位利用の可

大喫水が含まれている．同基準は，強制水先区はもちろ否が不明であったことから，航路水深と最大喫水の比較

んのこと，運用上原則水先人の乗船が必要とされているにより，潮位利用の有無を推察する．欧州水先人会や日水先区においても，入出港の判断基準となる．東京湾区，（以降，「技
本の港湾の施設の技術上の基準・同解説 11）

伊勢湾区，阪神区（大阪港）の基準では，
いずれも潮位を術基準」という）では，港内航路では，UKCは最大喫水の利用可能であるものの，最大喫水は海図記載水深（＝航10％とされていることを踏まえ，航路水深と最大喫水×

路水深）までで制限されている 12）．

1.1（＝最大喫水＋UKC）とを比較した結果が，図─2であ2.2.2 各港湾の運用
全体データ
（1）

港湾・バース数4035

穀物，石炭及び鉄鉱石の荷揚港である博多・徳山下松

30

及び木更津の3港湾について，
ヒアリングにより入出港運

25用の状況を把握した．その結果のうち，航路水深・最大喫20

水等のデータをまとめたのが，表─1である．4航路とも，

15

UKCは最大喫水の約10％であった．

10
（2）
博多港の例

5
0
0.6

0.8

1.0

1.2

最大喫水×1.1
航路水深
■図―2

報告論文

航路水深と最大喫水×1.1の比較

1.4

1.6

博多港では，港湾管理者である福岡市港湾局，港長及び安全対策協議会（水先人，代理店等で構成）
が共同で，「博多港船舶入出港及び岸壁利用基準」
を定めている．同
基準では，最大喫水の10％のUKCが確保されれば潮位Vol.15 No.1 2012 Spring 運輸政策研究

013

■表―1

日本港湾における入出港運用データ

港湾/航路
博多港
中央航路
徳山下松港
徳山西航路
徳山下松港
新南陽航路
木更津港
木更津航路

航路水深

最大喫水

利用潮位

■表―2

UKC

12.0m

12.0m

1.2m

d 10 ％

12.8m

12.8m

1.2m

d 10 ％

10.0m

10.9m

1.8m

d 10 ％

19.0m

18.0m

1.0m

d 11％

注：UKCのd 10 ％は，最大喫水の10％を示す．

海外港湾における入出港運用データ
港湾/航路

航路水深

最大喫水

利用潮位

UKC

22.5m

21.3m

1.3m

−

23.2m

21.5m

1.9m

−

18.0m

18.8m

2.8m

1.25m

14.3m

20.0m

7.6m

DUKC

23.4m

22.6m

1.8m

HARAP

Tubarao Port
Access Channel
Saldanha Bay Port
Turning Basin
Tanjung Bara Port
Departure Channel
Port Hedland
Main Shipping Channel
Port of Rotterdam
Euro-Maas Channelの利用が可能であり，最大喫水はバース水深を超えないこと等が規定されている．

Port やPort Hedlandでは，利用潮位が，日本の港湾に比べて大きくなっていた．

（3）
徳山下松港の例

徳山下松港では，徳山西航路及び新南陽航路の幅・水（2）Tubarao Portの例

深が，港湾計画に定める諸元に達していないことから，関ブラジル鉄鉱石メジャーValeが管理・運営する鉄鉱石係者間で暫定利用基準が定められている．同基準では，積出港湾．常時入出港可能な喫水が20mであることか

徳山西航路は，最大喫水は海図記載水深（＝航路水深）

ら，UKCは最大喫水の概ね10％と推察される．

までであるが，新南陽航路では，特定措置として海図記載
水深を超えて利用可能となっている．暫定利用に当たっ（3）
Saldanha Bay Portの例ては，規定のチェックリストにより，船型や航行方法，新南南アフリカの鉄鉱石積出港湾．国営港湾公社が管理・

陽航路では緊急離岸を想定した荷役スケジュールまで確

運営．同港では，予測困難なうねりが発生する．そのため，認した上で，通航が許可されている．

鉄鉱石積出バースからの出港船の最大喫水は21.5mだが，うち0.25m分は港長の裁量に依るとされている．

（4）
木更津港の例

木更津港は強制水先区にあるため，東京湾水先区水（4）Tanjung Bara Portの例

先人会の引受基準が，そのまま入出港可否の判断となる．

インドネシアの石炭積出港湾で，民間会社PT Kaltim

引受基準では，潮位を利用して，喫水17m以上の船舶にPrima Coalが所有・運営．UKCは，最大喫水に依らず，入対し，UKCに最大喫水の11％が必要となっている他，入港時で0.75m，出港時で1.25mとなっている．

出港時の潮流についても定められている．入出港の判断を容易にするため，バース保有者である新日本製鐵君津（5）Port Hedlandの例

製鐵所では，潮位・潮流の予測値を基に，入出港船の喫オーストラリアの鉄鉱石積出港湾で，Port Hedland Port

水に対して，即座に航行可能時間を示す「潮位・潮流予測

Authorityが管理・運営．同港は，40km以上の長大な航路システム」を開発し，運用している．我が国の港湾においに，7m以上の大きな潮差があるため，1995年よりUKCをて，航路航行可能時間を示すTidal Windowを運用して予測・管理するDUKC（Dynamic Under Keel Clearance）
シ

いる数少ない例ではないかと思われる．

ステムを導入し，航路水深に比して，喫水の大きな船の航行を確保している．

2.3 海外の港湾の入出港運用

海外の港湾における入出港運用を整理すると共に，先進のUKC予測・管理システムについても概観する．

（6）
Port of Rotterdamの例

欧州最大の鉄鉱石荷揚港で，市・国が出資する Port
Authorityが管理・運営．総延長57kmの長大なアクセス

2.3.1 各港湾の運用

航路がある．同港では，1985年より，UKCを予測・管理す

全体データ
（1）

るHARAP（HARbour APproach）
を運用しており，当時よ

海外の石炭・鉄鉱石積出・荷揚港の5港湾について，り，世界最大注1）の36万DWT鉱石専用船が入港している．

Port Information等により入出港運用の状況を把握した．

現在は，同システムを発展させたPROTIDE（Probabilistic

そのデータをまとめたのが，表─2である．Tanjung Bara

Tidal Window Determination System）
を開発中である．

014

運輸政策研究 Vol.15 No.1 2012 Spring

報告論文

最大喫水の増加，
もしくは，航路航行可能時間の増加が見

2.3.2 UKC予測・管理システム

UKCを固定的な数値（最大喫水の10％等）とするのでは込めることとなる．

なく，気象・海象，船舶諸元，船速，実喫水等によりそれぞれ算定し，管理するUKC予測・管理システムが，既に開発され，3.2 J-Fairwayを活用したUKC予測試算

ニュージーランド2），
オランダ3），4），
アメリカ5）
オーストラリア1），2），

具体の港湾において，UKCを最大喫水の10％とした場

で10年以上にわたり運用されている．前述のPort Hedland

合（以降，「UKC10％」という）とJ-Fairwayを活用した場合の例では，
システム導入により，最大喫水が平均65cm大きくの必要水深を試算し，比較する．

なり，
平均8千トンの追加積載が可能となった（Capesize）
他，
航路航行可能時間帯が長くなったことにより，船舶の入出港

3.2.1 試算手法

が，毎年50隻以上増加したと報告されている1）．

手順（1）

また，UKC予測・管理システムの長所は，どのような海象・試算の手順は，以下のとおり．

気象等の条件においても，ある一定の安全性を保持できる①各港湾・時間の潮位予測値を入手．

ことである．すなわち，穏やかな海象・気象においてはUKC②UKC10％として必要水深を算定し， 最大喫水×1.1 とを小さくできることに加え，うねりが強い場合などは，最大

航路水深＋潮位予測値 とを比較することにより，航路

喫水の10％以上のUKCが必要となる場合がある2）．一定の航行可否を判定．

安全性を保持することにより，結果として底触等の危険性を③各港湾・時間の波浪予測値を入手．

削減できるため，
このUKC予測・管理システムの導入は，安④J-Fairway により航路の必要水深を算定し， 航路水

全面からも，有用性が高い．Port of Rotterdamで運用されて

深＋潮位予測値 と比較することにより，航路航行可否

いるHARAPでは，航路の供用期間25年間において，航行を判定．

船が底触し軽微な損傷が発生する確率を10％（237年に1

なお，航路航行可否の判定では，試算であることから，他

度）
以下で管理し3），実際には2005年までの20年間で，潮位の諸条件を考慮していない．実際には，潮流等の条件も利用が必要な船の底触事故は発生していない4）．

加味される場合や，航路航行に要する時間から数時間の連続確保が条件となっている場合，さらには，夜間入港が3──J-Fairway を活用した UKC 予測・管理手法
3.1 航路諸元算定プログラムJ-Fairway

認められていない場合もある．
（2）
対象港湾・船型

J-Fairwayは，現行の港湾施設の技術基準 11）の航路諸試算の対象とした港湾及び船型は，表─3のとおり．国元算定方法（第2区分照査）に準拠した算定プログラムで際バルク戦略港湾に選定された港湾において，現状で想あり，（社）
日本航海学会規格委員会と国土技術政策総合

定される最大級の船型を対象とした．航路航行速度は，研究所とが共同開発したものである．技術基準 11）では，一般的な速度として6ktと設定した．

航路の必要水深Dを，以下に算定できるとしている．
（1）
ここに， d：最大喫水
D1：航走中の船首沈下量■表―3

試算対象港湾及び船型
航路水深

対象船型

（m）

L×B×dfull /d（m）
8.8万DWT幅広浅喫水型
230×38×13.8/13.8
23万DWT・VLOC
327×52×18.1/18.1
33万DWT・VLOC
340×60×21.2/18.0
7.5万DWT・Panamax
225×32.3×14.2/11.9
7.5万DWT・Panamax
225×32.3×14.2/13.0

港湾

品種

小名浜

石炭

14.0

鹿島

鉄鉱石

19.0

木更津

鉄鉱石

19.0

名古屋

穀物

12.0

志布志

穀物

13.0

D2：縦揺れによる船首沈下量
D3：横揺れによる船底ビルジ部沈下量
D4：余裕水深
このうち，波浪に起因する揺れによる沈下量D2・D3 は，ある一定の波浪環境下において発生するため，UKCとして常時必要なのは航走中の船首沈下量（Squat）D1 及び余裕水深D4 である．ここで，港湾計画において航路水深を

注：DWT：載貨重量トン，L：全長，B：船幅，dfull /d：満載/最大喫水定める場合には，入港限界の波浪条件を用いるため，D2もしくはD3 が発生する．しかし，一般の，より穏やかな環境

（3）
使用データ

下では，入港限界の状態よりD2・D3 の値が小さかったり，

試算期間は，
平成23年6月14日〜27日の2週間，データ発生しない波浪条件であったりするため，
（1）
式による必

ピッチは1時間である．①の潮位予測値は，海上保安庁

要水深が小さくなる．そのため，安全性を損なうことなく，

Web13）のデータを用い，③の波浪予測値は，
（財）
沿岸技術

報告論文

Vol.15 No.1 2012 Spring 運輸政策研究015

研究センターの沿岸気象海象情報配信システムCOMEINSとを示したのが，図─3である．試算した5港湾全てにおWeb14）による波浪ポイント予測において，航路近傍の前日

いて，UKC10％よりJ-Fairwayによる航行可能時間の方が夕刻のデータを用いた．波浪予測データの推計方法及び長くなっていた．特に，
（a）
小名浜港や
（e）
志布志港では，

精度は文献15）に詳細があるが，その中では，1ヶ月の推計

両者の差が顕著であった．
航路航行可能時間の試算結果をまとめたのが，表─4の値に対する実測値の精度として，波高：0.82〜0.97，周期：
0.70〜0.91の相関係数が得られたとされている．

「航行可能時間率」の列である．J-Fairwayによる航行可能
時間率は，UKC10％より，13〜46％ポイント長くなってい3.2.2 試算結果

た．一日あたりの平均航行可能時間に換算すると，3.1〜

航路航行可能時間の比較（1）

11時間に相当する．潮待ちは，当該船の入港が遅くなるだ

各 港 湾 の 試 算 結 果 につ いて，各 時 間 帯 の 潮 位と，けでなく，荷役〜出港，さらには，同じバースを使用する後UKC10％（灰色）
及びJ-Fairway（青色）の航行可能時間帯

続船の遅れをも招くため，
この差は大きいと考えられる．

140
120
100
80
60
40
20
UKC10％ 0
J-Fairway
潮位（cm）（a）小名浜港

150（b）鹿島港潮位（cm）

125
100
75
50
25
UKC10％ 0
J-Fairway
210
180
150
120
90
60
30
UKC10％ 0
J-Fairway
280（d）名古屋港
240
200
160
120
80
40
UKC10％ 0
J-Fairway
潮位（cm）

潮位（cm）（c）木更津港

210180（e）志布志港

6/28 0h6/26 0h6/24 0h6/22 0h6/20 0h6/18 0h6/16 0h6/14 0h

潮位（cm）

150
120
90
60
30
UKC10％ 0
J-Fairway

日時
■図―3

016

各港湾における潮位と航行可能時間帯の試算結果（平成23年6月14日〜27日）

運輸政策研究 Vol.15 No.1 2012 Spring

報告論文

■表―4

港湾

小名浜
鹿島
木更津
名古屋
志布志

試算結果のまとめ■表―5

航行可能時間率

最大喫水

追積可能

（日当たり平均時間）

増加量

トン数

（cm）

（MT）

UKC10％
14.0 ％（3.4）
56.5 ％（13.6）
83.0 ％（19.9）
77.7 ％（18.6）
43.8 ％（10.5）

J-Fairway
59.8 ％（14.4）
91.4 ％（21.9）
96.1 ％（23.1）
90.5 ％（21.7）
71.4 ％（17.1）

34

2,500

60

9,000

55

11,200

37

2,400

35

2,300

最大有義波と波浪沈下が生じる波周期下限値
期間中最大有義波

港湾

波高（m）

周期（s）

1.64
1.80
0.36
0.45
1.72

7.7
6.3
2.6
3.6
8.9

小名浜
鹿島
木更津
名古屋
志布志

波浪沈下の下限周期（s）
D2（縦揺れ） D3 （横揺れ）
9.5
17.5
13.6
20.4
14.1
22.0
9.9
16.1
9.6
16.1

の有義波の発生状況を確認するため，各港湾に一番近い
ナ ウ ファス（ 全 国 港 湾 波 浪 情 報 網 ： NOWPHAS（ Nationwide Ocean Wave information network forPorts and HAbourS））観測地点の有義波データを文献（2）
最大喫水増加量・追積トン数の試算

16）より整理したのが，表─6である．観測地点は，水深か試算結果では，J-FairwayによるUKCが，常時，最大喫ら判るように，いずれも沖合にあるため，波高も周期も検水の10％より小さくなった．このUKCの差を確認したの

討対象の航路上より，かなり大きいものと推察される．こが，表─4の「最大喫水増加量」の列である．J-Fairwayにの点を踏まえつつ，
データを確認すると，
まず2009年の最より，34〜60cmの喫水の増加が可能となっていた．仮に，

大有義波の周期は，ナウファス観測地点の小名浜及び志各港において，最大限まで潮位を利用可能で，UKC10％

布志湾において，それぞれ小名浜港及び志布志港の縦揺と同じ航行可能時間で運用するとした場合，J-Fairwayのれ沈下の下限値（表─5）より長くなっていた．また，2009

活用で各船の積載量を増加させることが出来る．その増年中に顕著な高波をもたらした気象じょう乱16回につい加量が，表─4の「追積可能トン数」の列であるが，Panamaxて，それぞれ対応する港湾での縦揺れ沈下が生じる波周

クラスで2千トン超，VLOCでは約1万トンの追加積載が可期より長い周期の有義波が発生した回数を確認したとこ

能と試算された．これは，各船の満載積載量の約3％にろ，
ナウファス観測地点の小名浜，常陸那珂及び志布志湾相当するため，輸送費に与える影響は大きいものと推察

において，それぞれ小名浜港，鹿島港及び志布志港の下される．ただし，実際に追加積載が可能であるかどうか

限値
（表─5）
を超える有義波が発生していた．外洋に面は，積出港側の条件にも依る．

しているこれらの港湾では，波浪沈下が生じる有義波の発生可能性が，湾内の港湾に比べて，相対的に高いと言（3）
波浪動揺に対する分析

える．

対象期間：2週間における試算において，J-Fairwayによる算定では，全ての港湾・時間において，結果として，
参照）
は，
い
波浪による船体動揺での沈下D2・D（式3 （1）ずれも発生しなかった．これは，期間中に発生が予測された有義波の周期が，波浪による沈下D2・D3 が生じる帯■表―6

ナウファス観測地点での2009年有義波データ

ナウファス
観測地点
小名浜
常陸那珂
第二海堡

域より短かったためである．ここで，通年における使用を

伊勢湾

想定し，
まず，試算期間中に各港湾で発生が予測された

志布志湾

最大有義波と，波浪沈下が生じる波周期の下限値とを整

水深（m）

23.8
30.3
28.8
26.9
35.0

2009年最大有義波
周期（s）
5.22
10.9
6.67
8.5
2.20
6.4
2.54
5.0
3.44
16.0

波高（m）

気象じょう乱
縦揺れ回数

9
1
0
0
3

注：縦揺れ回数は，文献16）にて，顕著気象じょう乱（全16回）のうち，表─5のD2（縦揺れ）下限以上の周期の波が発生した回数．

理したのが，表─5である．試算期間中の最大有義波は，外海に面している小名浜港，鹿島港，志布志港では有義

波浪沈下が生じた場合に，どの程度の水深が必要とな

波高が1.0mを超え，その周期も6〜9秒と長くなっていた．

るのかを試算した結果が，表─7である．有義波高は，試

一方，湾内の木更津港，名古屋港では，有義波高が50cm

算期間中の最大有義波（表─5）と，鹿島港の水先引受基

以下，周期も4秒以下であった．これに対し，波浪沈下が準が波高2.0m以下である 12）ことを踏まえて，外洋に面し生じる波周期は，縦揺れではPanamaxクラスで約9.5秒，

た港湾では2.0m，湾内では1.0mと設定し，波向きは，試VLOCで約14秒，横揺れではいずれも16秒以上となって算期間中に一番多かった方向とした．試算結果では，縦いた．両者を比較すると，小名浜港と志布志港では，差・横揺れ（D3）発生時の最大必要水深は，
いずれ
揺れ
（D2）

が2秒以内と近くなっていたが，その他の港湾では，両者もUKC10％より大きくなっていた．もし，このような波浪中には大きな差があった．

で入港する場合，UKC10％では不足であり，安全性確保

次に，各港湾において，通年で，波浪沈下が生じる周期

報告論文のため，UKCをさらに大きくとらなければならない．実際

Vol.15 No.1 2012 Spring 運輸政策研究017

には，鹿島港の水先引受基準では波浪の波長は対象船効に活用して入港喫水を増加させる場合，航路水深＝海舶の全長の1/3以下とされている 12）ように，表─7のような

図記載水深を超えた喫水での航路航行が必要となる．現

悪天候時の入港は想定されないが，波浪沈下が生じる場状の日本では，2.2.1（3）
節でも記載したとおり，基本的に合においては，UKCを最大喫水の10％以上確保しなけ

は最大喫水は，航路水深を超えない範囲とされている港

ればならない場合も，可能性としてはあり得る．

湾が多い．これは，万が一航路上で航行が出来なくなっても，最大喫水が航路水深以下であれば，底触を避ける■表―7

最大波浪沈下発生時の必要水深試算
最大D2発生時

設定
港湾
小名浜
鹿島
木更津
名古屋
志布志

ことが出来るための規定と推察される．ここで，最大喫水
最大D3発生時が航路水深を超えている割合を，
日本と海外の港湾で確

波高

周期

必要水深

周期

必要水深

（m）

（s）

（m）

（ s）

（m）

認したところ，表─8のとおり，
日本では前述の徳山下松

2.0
2.0
1.0
1.0
2.0

14.0
20.0
43.0
22.5
14.0

15.74
20.21
19.82
13.80
14.84

17.5
20.4
22.0
16.1
16.1

18.47
23.69
20.35
14.11
17.46

港新南陽地区のように特例的措置であるのに対し，海外では過半数が海図水深を超えた喫水での航路航行が可能となっていた．特に，UKC予測・管理システムが導入されているオーストラリアでは，8港湾中，7港湾で最大喫水が航路水深を超えていた．もちろん，国・港湾によって事情は異なっており，例えば，前述の Port Hedland では

3.3 運用に向けた考察

UKC予測・管理システムは，多用な船種・船型や航行40km超の航路があるが，その中で水深が14.3mである区環境に対して，ある一定の安全性を確保した上で，穏やか間は限られる．このような場合，水深の浅いポイントを中な航行環境下では，より多くの貨物の積載，
もしくは，
より

心にUKCを予測・管理し，万が一航行不能となった場合長い航行可能時間の確保が可能となるものである．本研には，水深の深い箇所へタグによる曳航が可能と考えら究で提案する，J-Fairwayを活用したUKC予測・管理シス

れる．これに対し，
日本では，航路全域にわたり，同一水テムを，図─4に示す．まず，入港が想定される対象船舶

深で浚渫される場合が多い．そのため，J-Fairwayを活用の諸元や航行条件・地形に加え，各日時の波浪予測値をしたUKC予測・管理システムの運用において，海図記載

J-Fairwayに入力する．その結果，当該日時に航路を航行

水深を大きく超えた最大喫水で運用する場合には，航行するのに必要な水深が算定され，航路水深＋当該日時の不能となった場合に航路外にタグにより曳航可能である

潮位予測値との比較により，航路航行の可否が判定できかどうかを確認し，航路が非常に長い場合には，必要にる．判定結果を整理することにより，波浪予測値が出てい応じ，退避水域を設けることも一つの方法として考えられる．

る範囲内（現在は8日先まで）で，航路航行可能時間帯（Tidal Window）
が整理されることとなる．留意が必要な■表―8航路水深超の喫水船利用可能な港湾・バース数のは，波浪予測値は予測期間が短くなるほど精度が高く

港湾・バース

全データ

なることから，
予測値の更新に併せて，航路航行可否の判

日本港湾

31
58

定結果が変わる可能性があることである．さらに，潮位予

海外港湾

航路水深超の利用可能
データ数

割合

4
33

12.9%
56.9%

測値と実際の潮位との差，海図記載水深と実際の水深との差の有無についても，確認が必要である．
一方，UKC予測・管理システムの導入により，潮位を有UKC予測・管理システムを運用させるためには，入港基準や運用の大きな変更に加え，Tidal Windowの作成・
公開，
さらには場合により，航路の設計についても検討が対象船舶
船種，全長，型幅，最大喫水等

航路諸元算定プログラムJ-Fairway

より長い航路航行時間が確保でき，潮待ち時間が減少す

航行条件・地形る．先船優先の原則の中で，大型船の潮待ち時間の減少

波浪予測値
日時

波高

周期

波向

X/X AM00：00
AM01：00
AM02：00

62
67
71

6.2
6.1
5.9

SE
SE
SSE

・
・
・

・
・
・

・
・
・

・
・
・

は，バースの利用効率の大きな向上が期待できる．あるいは，最大喫水を増加させる場合，貨物積載量の増加に必要水深⇒航行可否の判定（航路水深＋潮位予測値との比較）
航路航行可能時間帯

■図―4

018

必要となる可能性もある．しかし，システムを導入すれば，月日

航行可能時間

X/X
X/Y
X/Z

9：00〜14：00，23：00〜〜5：00，16：00〜23：00
6：00〜12：00

・
・
・

・
・
・

J-Fairway を活用したUKC予測・管理システムの運用想定

運輸政策研究 Vol.15 No.1 2012 Spring

より，輸送費が低減し，荷主企業の競争力の強化に資す
るものとなる．さらには，UKCが最大喫水の10％を超えるような悪天候時においても，同一の安全性による入港可否が判定やUKCの管理が可能となり，航行安全性の向上に繋がる．このように，システムの導入は様々な面において，大きな効果が期待できるものである．

報告論文

4──結論必要がある．

本研究は，潮位を有効に利用し，バルクキャリアの入港

謝辞：各港湾の入港運用について，博多港では福岡市港

喫 水を 増 加 させるた め，航 路 諸 元 算 定 プ ログラム J-

湾局及び博多港ふ頭（株）に，徳山下松港では山口県土木

Fairwayを活用したUKC（Under Keel Clearance）予測・建築部港湾課に，木更津港では新日鐵君津製鐵所・日鐵

管理手法を提案したものである．本研究の結論は，以下物流君津（株）及び海洋興業（株）にご協力いただきましのとおり．

た．また，波浪予測値の利用に当たっては，
（財）
沿岸技

（1）
世界の主要なバルク港湾の大半では，最大喫水の1.1

術研究センターにご協力いただきました．ここに記し，感倍が航路水深を超えており，航路航行に潮位を利用し謝の意を表します．

ていると推察された．
（2）
日本港湾では，港湾管理者への係留施設使用許可・水

注注1）現在の世界最大の鉱石専用船は，40万DWTとなっている（2011年5月就航）．

域占有許可，港長への係留施設使用届けや水先人の引受基準により入出港の判定基準が定められ，UKCは最大喫水の10％程度が多い．
（3）
オーストラリアの主要港やロッテルダム港等では，対象

参考文献
1）Clearing the way ，World Port Development, December 2007．
2）Terry O Brien［ 2002］， Experience using Dynamic Underkeel Clearance
Systems: Selected Case Studies and Recent Development ，PIANC, Sept 2002．
3）R.Ph.A.C. Savenije［1998］，Safety Criteria for Approach Channels ，ISOPE 98,

船舶や気象・海象条件によりUKCを予測・管理するシ
ステムを，既に長期間運用している．

Vol. IV, pp. 484-491．
4）Ruud Bouw
［2005］， Admittance Policy Tidal Bound Ships ，AVV Transport
Research Center．

（4）J-Fairwayを活用したUKC予測・管理システムについ5）Andrew Silver and Jon Etxegoien［2010］， Environmental Monitoring andて，5港湾で行った試算では，UKCを最大喫水の10％

Operator Guidance System and Channel Analysis and Depth Evaluationとした場合に比べて，入港喫水が大きくなり，大幅に航行可能時間が増加した．航行可能時間を変えない場
合，満載積載量の約3％の追加積載が可能であった．
本研究は，国際バルク戦略港湾を念頭に，UKC予測・

Tool ，Seaframe, Vol. 6, Issue 1, pp. 14-16．
6）Shipping Guides［2008］，Guide to Port Entry 2009/2010．
7）Global Ports［ 2011］， Dry Cargo Port Database ，（online），http://www.gports.com/pages/, 2011/8/17．
8）Lloyd s Maritime Intelligence Unit［2009］，Ports of the World 2009．
9）IHS Fairplay［2010］， Ports Guide Online ，（online），http://www.portguide.
com/, 2010/10/29．

管理システムの導入を提案した．しかし，
このシステム自体は，船種を限定するものではなく，他の不定期船や一部

10）（社）
日本港湾協会［2010］，『日本の港湾2010』
．
11）
（社）
日本港湾協会［2007］，国土交通省監修，『港湾の施設の技術上の基準・潮位を利用せざるを得ないコンテナ船等の定期船でも活用可能である．導入されれば，港湾運営全体の効率化

同解説（平成19年7月）
』
．
12）
（社）
日本海難防止協会［2002］，『2002水先区情報
（全国版）
』
13）
海上保安庁海洋情報部［2011］， 潮汐推算 ，（オンライン），http://www1.kai-

に対しても，大きな効果が期待できる．

ho.mlit.go.jp/，2011/8/22．

本研究の成果は，既存施設の効率化によって，高度成

14）（財）
沿岸技術研究センター［2011］， COMEINS Web ，（オンライン），http://

長期に整備されたバルク対応施設の，いわば延命措置と

15）江口一平・松浦邦明・松藤絵理子・本橋昌志・三嶋宣明・岡田弘三［2009］，

comeins.jp/Login.html，2011/6/27．
NOWPHAS沿岸波浪観測値の沿岸波浪予報へのリアルタイム同化による予もなり得るものであるが，既に就航している最大級の船舶

測精度の向上−沿岸気象海象情報配信システム（COMEINS）の高度化− ，
「海が満載で入港できるものではなく，バルクキャリアの大型化に対して抜本的な施設拡張が急がれる事態に変化は

洋開発論文集」，pp. 885-890．
16）
河合弘泰・佐藤真・川口浩二・関克己［2011］， 全国港湾海洋波浪観測年報

ない．東日本大震災の復旧・復興を進めつつ，国際バル
ク戦略港湾の整備についても着実に進め，我が国産業の（NOWPHAS 2009），「港湾空港技術研究所資料」，No. 1226．
（原稿受付

2011年9月12日）

国際競争力や食糧供給の安定性の維持・強化を進める

A Proposal for Enlarging the Maximum Draft of Bulk Carrier by Using UKC Forecast/Control System
By Yasuhiro AKAKURA and Motohiro SEMA
The sizes of bulk carriers have been getting larger and larger. In Japan, international bulk strategic ports have been
already selected, and will be developed hereafter. But, because of the Great East Japan Earthquake disaster, some delay of thisdevelopment plans are assumed. Based on this condition, this study proposes port entry procedure by using UKC forecast/control system. By this procedure, maximum draft of port entry ship will be enlarged.
Key Words : bulk carrier, tidal level, fairway depth, maximum draft, UKC

報告論文

Vol.15 No.1 2012 Spring 運輸政策研究019