技術情報コーナー

新技術開発探訪

サロマ湖漁港における浚渫土砂の海洋投入処分について〜 ICT 技術を活用した土砂処分量の確認手法〜
国土交通省 北海道開発局 網走開発建設部 網走港湾事務所 第二工務課

まえ だ前田ゆう優

きな影響をもたらしたことから，有識者委員会を1.

はじめに設置し，原因の究明，対策手法の検討を行った。
有識者委員会で提案された対策のひとつである

サロマ湖漁港（第 1 湖口，第 2 湖口）は，オホ

サンドポケット造成は，漁期により制限される工ーツク海とサロマ湖を結ぶ湖口部に位置（写真−

期内に大量の浚渫土砂が発生するものの，有効利1）する第 4 種漁港で，サロマ湖内及び周辺 8 漁用や陸上処分は困難であったため，「海洋汚染等港を利用する漁船の航路，周辺海域で操業する漁及び海上災害の防止に関する法律」（以下，「海防船の避難のほか湖内と外海との海水交換の役割を法」という）に基づく海洋投入処分を検討，計画有し，国内生産の 2 割に及ぶホタテガイの生産をした。

支えている。

施工にあたっては，海防法で日々の土砂処分量

他方，近年は第 2 湖口地区において，漂砂の影の把握が義務付けられていたため，施工の効率化

響で堆砂傾向が顕著となっており，平成 24 年 1と正確な処分量の把握を目的に，ドローンやマル月には，昭和 53 年の通水以降初となる埋塞が発

チビームを活用して処分量や海底地形変化を把握生するとともに，平成 27 年 1 月にも再度埋塞し，した。

湖内の水質悪化が危惧されたほか漁業活動への大写真− 176

建設マネジメント技術

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以降に，海洋投入処分に至る背景や ICT 技術

サロマ湖周辺衛星写真

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技術情報コーナーを活用した土砂処分量の確認手法等を詳述する。

⑵

従来の浚渫土砂の処分方法
平成 24 年 1 月の埋塞以降，堆砂傾向が継続し2.

海洋投入処分に至る背景ており，漁船航路の確保，湖内水質環境の維持の観点から毎年航路浚渫が行われており，その浚渫⑴

第 ₂ 湖口の漂砂対策

量 は 約 5 万 m3/ 年 〜 13 万 m3/ 年 に 及 ん で い る

平成 24 年 1 月に発生した埋塞（写真− 2）の（表− 1）。

メカニズムは，東側（右岸側）からの沿岸漂砂量

浚渫は施工箇所に応じて，陸上掘削と海上浚渫の増加により防砂堤右岸側が満砂状態となり，土に区分して施工しているが，第 2 湖口地区には揚砂が防砂堤を迂回して湖口前面に浅瀬を形成，高土場所が無いことから，海上作業による浚渫土砂波浪によって水路内に押し込まれたものと結論付

は約 12 km 離れた第 1 湖口地区まで運搬し，揚けられた（図− 1）。

土後は背後用地に仮置きしている。

本メカニズムを踏まえて，沿岸漂砂の制御，貯なお，浚渫土砂の一部は他事業への有効活用や砂機能の確保，フラッシュ機能の確保（水路内にコンクリート用骨材として売却しており，残りを堆積した土砂を排出する機能）の視点から対策手建設発生土として最終処分場に運搬，処分してい法が検討され，対策の効果，経済性，漁業活動へる。の影響等を総合的に評価した上で，サンドポケッ
ト造成（仮設ポケット含む），防砂堤嵩上げ・延表− 1

伸，水路拡幅の漂砂対策工が決定された（図− 2）
。

⑶
写真− 2

①

H24.1 発生の水路埋塞②

ポケット消失
浅瀬形成

図− 1

浚渫年度

浚渫量（m3）

平成 24 年度
平成 25 年度
平成 26 年度
平成 27 年度
平成 28 年度

110,400
61,40051,400128,300
115,200

備考

うち災復 52,000 m3

サンドポケット浚渫土砂の処分方法の検討
第 2 湖口地区で行われている航路浚渫（海上）の施工期間は，流氷の接岸や近隣海域で操業されるサケ・マス定置網漁業への影響回避のため 3 月

波浪による土砂押込み堆積が進み満砂状態に

第 2 湖口航路の年度別浚渫量（海上・陸上浚渫量合計）

下旬〜 7 月下旬に限定されている。
同様にサンドポケットも同時期に浚渫を行う必

堆積土砂をフラッシュできない

埋塞メカニズム模式図
沿岸漂砂の捕捉要があるが，浚渫土量が 10.5 万 m3（海上浚渫，仮設浚渫含む）と膨大な一方で，第 1 湖口地区の揚土場所は狭隘で揚土可能土量に限界（最大 5 万m3/ 年〜 6 万 m3/ 年）があった。このような条防砂堤の延伸・嵩上げ（防砂堤を 30m 延伸）

件下で，毎年実施している航路浚渫のほかに，サ航路内への流量増加

サンドポケットの造成（10 万 m3）

ンドポケットから発生する浚渫土砂を従来の方法で処分することは不可能との結論に至り，海洋投入処分を検討することとした。

航路の拡幅（航路を 50m→75m に拡幅）

図− 2

漂砂対策工の概要
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技術情報コーナー

3.

海洋投入処分にかかる許可申請⑵

関係者との事前調整①

漁業関係者との合意形成
サロマ湖周辺では水深 30 m 〜 50 m 前後の水⑴

海防法の概要深帯でホタテの地撒き養殖が行われており，関係浚渫土砂を海洋で処分する行為（船舶から廃棄する漁業協同組合（以下，「漁協」という）は，常物を排出する行為）は海防法で規制されている。

呂漁協，佐呂間漁協，湧別漁協，サロマ湖養殖漁

本法は平成 16 年の法律改正（平成 19 年施行）に協の 4 漁協に及ぶため，浚渫土砂の海洋投入処分より，以下に示す内容等が新たに追加されている。

行為及び処分場所にかかる漁業関係者との事前の①

合意形成が最重要課題であった。

船舶から廃棄物の海洋投入処分をしようとする者は，環境大臣の許可を受けなければならない。

②

調整にあたっては，海洋投入処分の必要性，メリット等を説明した上で意見交換を行ったが，各廃棄物海洋投入処分の許可を受けた者は，廃漁協とも漂砂によって湖口が埋塞する状況は非常

棄物の排出海域の監視を行い，その結果を環境に深刻な問題と捉えており，これまでに多額の予大臣に報告する。

算が投入されているとの認識で一致していたこと③

船舶から廃棄物を排出しようとする者は，当から，海洋投入処分によって漂砂対策が円滑に進

該廃棄物の船舶への積込み前に，海上保安庁長

み，経済的に事業が実施できるなら全面的に協力官の確認を受けなければならない。

したいとの意向が示されたため，以下に示す条件

なお，海防法に基づく海洋投入処分は，平成を踏まえつつ具体的な処分場所について調整を進

16 年の海防法改正以降，全国の港湾，漁港等でめた。

約 100 件の許可がなされているが，北海道での許

1） ホタテ漁場への影響が最小限となること。

可事例は無く（図− 3），サロマ湖漁港の海洋投2）‌ 土砂投入箇所は，波浪の影響を受けにくい入処分は道内では初の試みとなった。

水深であること。
3）‌ 施工の効率化，経済性を考慮し，比較的運搬距離が短い場所であること。
調整の結果，上記 3 条件を満たす第 2 湖口沖合
約 2 km の水深 25 m 前後，約 100 ha の範囲を処分候補地（写真− 3）に設定した。

沖捨て箇所
（候補）

約2.0km写真− 3図− 378

海洋投入処分候補地

海洋投入処分排出海域全体図（H28.9.9 時点）※環境省 HP より

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技術情報コーナー②

施工方法の検討
浚渫土砂の海洋投入処分の施工については，施2 週間

工の効率化，経済性等を踏まえて，スパット式グ

1 ヶ月間

ラブ浚渫船と底開式バージの組合せによる方式で検討を進めていた。
一方，浚渫箇所は潮流が早く，汀線付近で波浪

1 ヶ月間が直接作用する特殊な現場条件であったことから，当該施工方法の安全性，確実性等について，（一社）
全日本漁港建設協会から聞き取りを行った。

2 週間

この結果，底開式バージはアンカーでの固定が困難であるとともに，積込み完了後にバージを回頭させるにあたって，風向きによっては座礁の危図− 4

申請手続きフロー険性があるとの結論に至り，施工方法はスパット式グラブ浚渫船による単独施工（自積方式）とし

4. I‌ CT 技術を活用した‌
浚渫工事の概要た。
⑶

許可申請書作成・申請手続き⑴

ICT 技術活用に至る背景①

許可申請書作成①

排出土量の把握

許可申請書は，海防法，同政令及び関係省令の海洋投入処分を行う場合，排出を行う船舶にほか「一般水底土砂の海洋投入処分申請の進め方「廃棄物処理記録簿」の常備が義務付けられておに関する指針（環境省）」，「浚渫土砂等の海洋投り，排出日毎の排出量，排出回数を記録する必要入及び有効利用に関する技術指針（港湾局）」にがある。
排出量を把握する場合，従来は作業船上で測量基づいて作成する必要がある。
申請書の構成は「海洋投入処分計画」，「事前環機器を用いて土量検収を行うが，サンドポケット境影響評価」に大別され，「海洋投入処分計画」

浚渫は浚渫船単独の施工形態で，施工期間の制においては，事業計画の整理，海洋投入処分量削限，海象条件が悪い外海作業，複数の浚渫船が稼減の検討，土砂投入計画の整理を行うとともに，働する等の現場条件を勘案すると，土量検収に多「事前環境影響評価」においては，現地調査結果大な時間を費やすのは，工程管理上のリスクが高の整理，浚渫土砂特性の整理，海洋環境に及ぼすまるとの判断に至り，ドローンを活用して作業船影響の予測・評価を行った。

上の浚渫土砂の 3 次元データを収集・整理し，排②出量を算定することとした。

申請手続き
海洋投入処分申請は，申請書の作成（約 6 ヶ②排出海域の施工管理月。現地調査含む），環境省の事前審査（約 2 ヶ浚渫土砂の排出海域は 1,280 m × 550 m と広範月。質問対応，資料修正等含む）を経て，平成囲であり，周辺環境等への影響を最小限にするた

29 年 1 月 13 日に申請書が受理され，1 月 19 日にめには可能な限り均一に排出することが望まし

環境省から公告，1 ヶ月間の縦覧を経て 2 月 20

く，また，所定の排出海域外に排出することが無日に環境大臣から許可証が交付された。なお，許いよう厳格に管理する必要があった。

可証交付と同時に，環境大臣から海上保安庁長官

他方，排出量（10.5 万 m3）と排出海域面積（70.4に対して，海洋投入処分を許可した旨の通知が行万 m2 ）から求まる排出土砂の平均厚は 15 cm 程われる（図− 4）。

度となり，水深 25 m 前後の海域であることを勘
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技術情報コーナー

案すると，従来の音響測深機による測定では線と③浚渫船積載部の 3 次元形状データ作成

点のデータしか得られず，適切な施工管理を行う②の測量で求めた XYZ 座標を「現場大将（（株）のは困難と判断し，海底面の変化を面的に捉える建設システム）」に取込み，浚渫船積載部の 3 次ことが可能なマルチビームを併用した施工管理を元形状データを作成する（図− 5）。

行うこととした。
⑵

ドローン活用による土量検収手法
浚渫土量は，予め作成した浚渫船積載部（カラの状態）の 3 次元形状データを基準面とし，積載後にドローンで浚渫船上の土砂を撮影，解析した3 次元形状データを重ね合わせて算定している。
以下に，実際の現場での施工フロー，作業状況等を紹介する。
①

図− 5

積載部（カラの状態）の 3 次元形状

浚渫船積載部への基準点設置
浚渫船積載部に空中からの写真撮影時の目標となる基準点を，上空から視認可能な位置に 6 箇所設ける（写真− 4）。

④

ドローンによる浚渫土砂の撮影
土砂積込み完了後，ドローン「PHANTOM4PRO（DJI JAPAN（株））」により，積載部の土砂を 80% 以上ラップさせ，6 枚程度撮影する（写6真− 6，7）。

80％以上
ラップ
写真− 4②

基準点設置状況浚渫船積載部の測量
浚渫船の積載部がカラの状態における形状と基

写真− 6

ドローン撮影写真

写真− 7

ドローン操作状況

準点をトータルステーションやテープで測定し，任意の座標を設定する（写真− 5）。

写真− 580

積載部測量状況

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技術情報コーナー⑤

浚渫土砂の 3 次元点群データ作成
ドローンにより撮影した写真を，3 次元点群データソフト「PHOTO SCAN（Agisoft）」に取込

前述した手順のうち，①〜③は施工前の 1 回のみ，手順④〜⑥は日々の浚渫後（浚渫船毎，排出前）に繰り返し行う。

み，マーカーを配置（写真− 8）してから解析することで，③で作成した積載部データと重ね合わせが可能となる 3 次元点群データが作成される。
なお，作成された点群データは XYZ 座標を持つ20 万個以上の集合体（図− 6）となっている。

図− 7

⑶

土量算定画面（Site︲Scope）

マルチビーム活用による施工管理手法
浚渫土砂の排出海域において，施工前，施工完了後の海底面をマルチビームで測定し，それぞれの測定データを解析して，施工前後の水深差を把写真− 8マーカー配置画面（PHOTO SCAN）握して差分図を作成（図− 8），排出海域全体に均一に排出されているか，排出区域外に排出されていないかを確認した。
このほか，当該差分図より海底面に変化をもたらした土量を算定した上で，浚渫船上で算定された浚渫土量の合計との比較を行うとともに，音響測深機測定データによる海底地形変化量も算定し，比較対象として整理した（表− 2）。

図− 6

⑥

土砂積載後の 3 次元点群データ

浚渫土量の算出③で作成した 3 次元形状データと⑤で作成した3 次元点群データを「Site-Scope（（株）建設シ

図− 8

施工前後の水深変化量（差分図）

ステム）」に取込み，重ね合わせることで浚渫土表− 2量が算定される（図− 7）。なお，浚渫土量は積測定項目

土量（m3）

載部を基準面としているため切土量として表示さ

実浚渫土量
海底地形変化量〃104,419
112,945
43,525

れるほか，積載前・後の高低差もヒートマップ（高低差が大きい箇所が赤色※ 1）で表示される。
※1

実浚渫土量と海底地形変化量の比較
備

考

3 次元点群データ
マルチビームデータ
音響測深機データ

誌面では，濃いグレーで表示されています。

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結果，実浚渫土量 104,419 m3 に対して，海底に実施でき，大いに役立ったものと評価できる。

地形変化量（マルチビーム）は 112,945 m と約今回の ICT 技術を活用した浚渫土量の把握に8% 上振れしていたが，これは，測定誤差に加え要した費用は 200 万円程度（ドローン，各種ソフて施工前後の測定の間に 3 ヶ月程度の期間があっト購入費）であった。

3たことから，漂砂の堆積による影響もあったもの

それに対して，土量の計測においては延べ 243時間・人の削減※ 2，各浚渫船の技術職員配置人員と推測される。
他方，音響測深機データに基づく海底地形変化については延べ 123 日・人の削減※ 3 が試算され，量は 43,525 m3 と算定され，実浚渫土量と大きな労務費として約 500 万円程度の削減効果があった

乖離が生じたが，これは排出海域の面積を踏まえほか，作業中断の回避，浚渫船の運転時間及び数て側線間隔を 50 m と広く設定したことで，地形量算定に要する労力等も大幅に削減できており，変化を網羅的に捉えられなかったことが要因と考ICT 技術活用に要した費用を大幅に上回る効果えられる。

が得られたものと考えられ，今後，他現場への転用，応用も可能なことを勘案すると，経済的かつ⑷ICT 技術を活用して（評価）効率的な技術であったと言える。

今回の ICT 技術活用にあたって，実際に施工また，現場での作業量を削減できるため，労働に携わった現場代理人から寄せられた生の声を以災害発生リスクも低減すると考えられ，安全性向下に紹介する。

上も副次的効果として見込まれる。

①

浚渫船上で土量の計測を行う場合，従来方式※ 2‌ 測定 1 回当たり 0.5 時間短縮（35 分→ 5 分）
，排では最低 4 人体制で測量を行う必要があるが，出回数 162 回（実回数），測定 1 回当たり 3 人減（4ドローンを使用した今回は 1 人で済んだ。
②

計測時間は，従来方式だと 30 分〜 45 分程度を要するが，今回は 5 分程度で済んだ。

③

写真データから 3 次元点群データへの変換，人→ 1 人）で算定※3

浚渫船延べ運転日数 123 日・隻で算定

5.

おわりに土量算定までは 15 分程度で，浚渫船が排出場所までの移動中に算定結果が判明するため，作北海道では初の試みとなった海洋投入処分工事業を中断すること無く，全体の作業時間も短縮

は，比較的海象条件にも恵まれ，平成 29 年 7 月できた。

末をもって無事終了した（写真− 9 〜 12）。

今回の工事は複数の浚渫船で施工を行った

この工事は制約条件も多く，ICT 技術の活用が，従来方式であれば土量計測のため各浚渫船は不可欠なものとなっていたが，発注者，受注者に技術職員を 1 人常駐させる必要があるもの

ともドローンの活用経験がほぼ皆無であり，実際の，今回は不要であった。に現場で使いこなすまでには一定の時間を要し，④

排出海域の施工管理には，マルチビームと音苦慮した点も数多くあった。一方，使いこなせ

響測深機を併用し，測定精度，数量算定の面でば，前述したように，大きなメリットをもたらすマルチビームが優位となったが，価格面，機器技術であることも体感した。

⑤

手配の面では音響測深機が優位となるため，目建設業界は技術者や作業員等の労働力不足，長的，現場条件等に応じて使い分ける必要がある。

時間労働が指摘されているが，ICT 技術の活用

上述した意見を踏まえると，今回の ICT 技術により，こうした課題に少しでも貢献していくこ

活用によって，大幅な省力化，施工時間短縮，測とを期待したい。

定精度の向上が図られたとともに，海防法で義務付けられた船舶毎の排出量の把握についても適切82

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技術情報コーナー

写真− 9

サンドポケット浚渫状況①

写真− 11

浚渫土砂積込状況

写真− 10

サンドポケット浚渫状況②

写真− 12

海洋投入処分状況

最後に，海洋投入処分申請にあたり，ご協力いただいたサロマ湖関係 4 漁協の関係者，並びに本工事の施工に携わった関係者の皆様に対して厚く御礼を申し上げる。

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