技術情報コーナー

新技術開発探訪

近畿地方整備局における産・学・官連携による新技術開発の取り組みについて

１． はじめに

３． 各研究テーマの取り組み事例!

国土交通省技術基本計画（平成２０〜２４）では，PIV・レーザースキャナおよびICタグ技術「目指すべき社会の実現に向けて，さまざまな要を用いた洪水時の土砂移動に関する現地計測

素技術をすりあわせ・統合し，高度化することに手法の開発

より，社会的な重要課題を解決し，国民の暮らし!

（京都大学）

研究の目的

へ 還 元 す る 科 学 技 術（社 会 的 技 術）を 推 進 す

洪水時の河道水理特性を高精度で把握することる。
」としており，産学官連携による技術研究開は，治水上の目的のみならず，今後の環境管理上発等を推進しています。

も重要となります。特に，上流にダムが建設され昨年７月号で，近畿地方整備局において平成１９て土砂供給が遮断された河道では河床低下および年度から進めている，産学官連携による新技術開河岸侵食が進行していますが，一方で，ダムの長発の取り組みについて紹介しましたが，本稿では寿命化を目指した貯水池土砂管理および河道の多その後の進捗状況について報告します。

様な瀬淵構造の回復を目指した河道環境管理を行うためには，ダムに堆積した土砂を掘削・運搬し２． 新技術開発の取り組み状況についてて，河道に供給する土砂還元手法の確立が急務です。

平成１９年度に認定した１０テーマについて，九つ

このような土砂還元を行う場合には，ダム下流の研究会を設立して研究を進めています。テーマのどのような場所に，どのような量を，どのようの一覧を表―１に示します。

な質で供給することが安全かつ有効であるか，ま平成２０年度を初年度とし，各テーマごとに２〜た，洪水時にどのようなプロセスおよび速度で土３年の研究期間を設定し，それぞれの節目におい砂の侵食が進展するのか，さらに，供給された土て，担当事務所および局の関係課担当者と研究者砂が下流にどのように流下し，その結果として河が会議を行い，研究を進めています。

床形態がどのように変化するのかを明らかにして各年度の終わりには，新技術開発評価会議においく必要があるため，このような観点から，以下いて成果報告を行うこととしており，平成２０年度の項目について研究するものです。の研究成果報告会を平成２１年３月９日に開催し，・CCTVカメラを水位（水深）および表面流速な研究の到達状況を確認しました。

４８ 建設マネジメント技術

2009 年 8 月号

どの水理計測用としてより高度に活用する手法

技術情報コーナー

討を行いました（平成２１年も継続）。の確立（既存設備の有効活用）
・CCTVカメラおよび３Dレーザースキャナを用#

平成２１年度の方針
基礎研究では，落差工，植生の取り扱いについいた還元土砂の侵食過程のモニタリング手法のて研究をすすめ，とりまとめます（平成２１年で終確立
・土砂還元手法の高度化のための検討データ取得了）。
応用研究では，桂川，宇治川の洪水流の再現性

・アクティブタグとパッシブタグを組み合わせたについて，シミュレーションで，樹木や洗掘の問礫移動モニタリング手法の確立
・土砂還元の効果評価のための検討データ取得題をどうするか検討したうえで，より詳細な検討"を行います。

平成２０年度の実施状況"

平成２０年度は，洪水時の土砂移動を現地で計測

スーパー堤防の変形防止技術に関する研究（京都大学）

する手法を開発するため，以下の三つの手法につ!

いて実験を行いました。

研究の目的

・PIV（粒子画像流速測定法）による流速測定

大都市流域を流れる河川に対して，越水しても・３次元レーザースキャナによる河川内の地形計

壊れにくい堤防として，高規格堤防やスーパー堤防の整備を進めています。このような堤防は幅が測・ICタグを用いた土砂移動計測

広く，荷重も大きくなるため，堤防盛土の安定に#は，法面の安定，地震時の変形破壊および常時で平成２１年度の方針

・高水流量観測との比較による精度検証の圧密変形沈下が問題となります。実際に整備さ・厳しい環境（風，雨，雪，霧，影，逆光，夜間れている高規格堤防においても，沈下や不同沈下等）における精度検証（PIV）

が原因と考えられる堤防天端でのクラックが発生

・宇治川での置き土侵食過程の計測しています。このため，高規格堤防の建設時にお・下流河道の砂州形状の変化のモニタリングいて，大きな沈下や不同沈下を未然に抑制する必

平成２０年度は大きな出水がなかったので定常観要があります。

測しか行えなかった。大きな出水時に観測を行え最近，高規格堤防に対しても地震による液状化れば有用なデータを得られるので，引き続き観測における有効応力と高精度の構成式を用いた解析を行う予定。

法と同様な方法が堤防の浸透―変形連成解析として提案されるようになってきました。しかし，こを有効利用した治水・環境に資する河川管理れまでは堤防の規模が大きくなかったために圧密手法に関する研究

変形については，精度の高い解析シミュレーショ!

! 平面２次元洪水流・河床変動シミュレータ（京都大学）

研究の目的

ン法が用いられていませんでした。そこで，十分基本的な平面２次元洪水流・河床変動シミュレな精度で地盤の沈下，変形破壊を予測しうる大変ーション・モデルを利用して，河川管理者がパソ

形解析法に基づく対策工法を確立するため，沈下コンを用いて，治水対策や環境保全に資するさま

変形やクラック発生を未然に防ぐシステムを構築

ざまの具体的な検討を日常的に行うことができるし，最適な堤防強化法を確立することを目的としようにするための研究を行います。て研究開発を行います。

""

平成２０年度の実施状況

・平面２次元洪水流・河床変動シミュレーション
モデルと観測データとの比較検証を行いました。
・治水・環境保全の諸問題に対する有効活用の検平成２０年度の実施状況

・スーパー堤防の現状調査：沈下，クラックなどの変状調査
・堤防構成の調査：RIコーンによる調査
・地盤調査，室内試験結果による地盤パラメータ

建設マネジメント技術

2009 年 8 月号 ４９

技術情報コーナー

海洋レーダの表層流速測定技術は，ほぼ完成のの決定
・地盤のモデル化とシミュレーション：未改良地域に達し十分な実用段階に達しています。現在，盤の解析，改良地盤の解析，動態観測との比較

大阪湾に設置されているDBF海洋レーダに関し#

平成２１年度の方針ても，時折生じるS／N比の低下によるデータ欠・沈下防止技術法の提案

損を除けば，十分な精度で表層流速を捉えていま・事前解析による地盤変形の予測による設計す。しかし，得られた流速データの質（精度）に・地盤改良による効果ついての情報はなく，精度評価を含めたデータ処・各種防止工法の評価理ルーチンが必要と考えられます。

! 河川樹林化の抑制・管理に関する新技術開発!

（明石高専・神戸大学）

現在，大阪湾では水質の定点・連続観測を行うモニタリング局はなく，荒天時のデータの採取もほとんどなされていません。そのため，赤潮や青研究の目的
河道内砂州上に現存する植生群の樹林化が今後潮の発生と消長，出水や台風などの気象イベント進行するかどうかを確率評価により診断し，安への応答など，大阪湾の水質に大きく関わる現象

心・安全のための治水機能と次世代へ守り伝えるの把握が十分になされていないのが現状です。水べき河川生態環境がバランスするように，適正管質モニタリング局の設置により，このような現象理するための新たな河川管理手法の開発を目的との実態を明らかにするとともに，流速データととして研究します。

もに水質データの同化を行うことができれば，流"動・水質シミュレーションの再現・予測精度が時

平成２０年度の実施状況
平成２０年度は，解析モデルの構築を進めました

空間的に一層向上し，貧酸素水塊の挙動解析等もが，大きな出水が無かったため，データが未取得含め，利活用の高度化が期待できます。このようになっています。

な現状を踏まえ，大阪湾の流況・水質のモニタリ

研究内容に対する実施項目は次のとおりです。

ングシステムの構築と各種シミュレーションの高・植生抵抗モデルの構築，モデルの解析コード化

度化に向けた研究開発を行う事を目的とします。

・現地実験の地点選定"

・検証実験のセットアップ

・流況データの精度評価解析と整理・分析

・モニタリング地点の選定

・流況データの信頼度評価手法の検討

・モニタリング実施

・流況データの高度利用検討##

平成２１年度の方針
来年度は，継続してデータ取得を進め，解析モ

平成２０年度の実施状況

平成２１年度の方針

・浮遊物の挙動解析システムの開発（粒子追跡プ
ログラムの作成，流況データセットの形式検デルの予測性能を評価します。

討，試行計算と現地検証実験）

実施予定項目は次のとおり。

・水質モニタリング局の設置（地点，観測項目等・モデルパラメータの調整の検討，データ収録・転送システムの検討）

・実河川フィールドの観測データを用いたモデル・流動・水質シミュレーションの高度化（モニタの予測性能評価
・出水イベント時およびその前後における計測リングデータセットの形式検討，データ同化手・自動可視化モニタリングのためのシステム検討

法の精度検討，同化システムの構築）

・モニタリング実施#" 大阪湾の流況水質のモニタリングとシミュレーションの高度化!

（大阪大学）（京都大学）

研究の目的
河川上流部の堤防・護岸は，常に背後の山地からの浸透流にさらされており，浸透流が地盤内部研究の目的

５０ 建設マネジメント技術!

堤防内部の劣化空洞調査

2009 年 8 月号

技術情報コーナーの関係を分析する。の劣化に大きく影響を及ぼします。
瀬田川右岸の護岸裏で地下水位の流れと変動に・自動データ取得システムを構築する。

よるものと思われる空洞の成長が確認されたこと・事例ベース推論システムを構築する。もあり，これらの状況を踏まえ，河川の上流部に・専門家の持つ知識を調査し，エキスパートシス

特有の堤防劣化過程のメカニズムを解明するととテムの有効性を確認したうえでシステムを構築もに，空洞損傷や堤防劣化を計画的に防止するたする。

めのモニタリング技術の開発を行います。

"" 平成２０年度の実施状況

河川事業のデータ流通環境の構築に関する

河川堤防内部の地下水面（河川浸透流）が堤防研究!

（関西大学）

研究の目的に与えている影響を調査解析するため，物理探ICTを活用した情報化施工を普及させるうえ

査，ボーリング調査等による地下水面観測およびで，建設機械の自動化，高度化や，計測技術の向地盤構成調査を実施しました。

上等，個々の技術は格段に進化していますが，計# 平成２
１年度の方針画〜設計・施工〜維持管理まで情報の流れを円滑

堤防部およびその近傍での地下水面モニタリンにするため，データ交換標準の開発などデータのグにより河川浸透流を解析し，細粒分吸出し等に流通環境の整備が急務となっています。特に道路よる物性変化や空洞・欠陥の成長など堤防劣化の事業に比べると遅れが目立つ河川事業に特化しモニタリングを行い，空洞損傷や劣化等の堤防劣て，データ交換標準を作成することで業務の効率化リスクを計画的に低減する技術開発を行いま化などの効果を享受する場面を抽出し，抽出したす。

場面に即したデータ交換標準（案）を作成して，! 知識ベース推論および事例ベース推論を用いた機器の効率的な維持管理 （立命館大学）! 研究の目的
道路・河川機械設備は，今後老朽化による維持管理費の増大が予想される中，効率的な維持管理その有効性を検証することを目的に研究します。
"

平成２０年度の実施状況

・既往研究の調査・課題分析および対応の方向性検討
・河川事業に係わるデータ流通環境整備に係わるロードマップの作成手法が求められています。本研究では，アセットマネージメント的管理手法の確立を目的として，#既存の設備の運転記録，故障・修繕記録等の分析・モデル現場を設定し，３Dレーザースキャナやおよび知識ベース推論および事例ベース推論を用

写真測量技術などを活用した測量情報の取得いるためのデータベース化を行うことにより，効・測量情報から３次元CADデータへの変換手法検討および精度検証

率的な維持管理を目指すための研究開発を行うものです。

・測量により取得した３次元情報を活用した情報" 平成２０年度の実施状況
・河川機器設備の維持管理における問題点の把握化施工の実施計画作成
・施工時の品質・施工管理データから河川管理データを作成する手法の検討

・ガスタービンに限定し，取得できるデータの調査とデータベース構築。

平成２１年度の方針

・画像情報を施工管理に生かすための手法検討#・他のセンサー機器の利用の可能性の検討

総合分布型流出予測モデルによるダム貯水池管理の高度化に関する技術開発

・事例ベース推論システムとエキスパートシステ（京都大学）

ムの有効性の検討を行った。
# 平成２
１年度の方針・過去の運転時の各種データの変化と部品交換と!

研究の目的
地球温暖化により水災害リスクの高まりが懸念

建設マネジメント技術

2009 年 8 月号 ５
１

技術情報コーナー

表―１
技術開発の目標

開 発 案 件研究会の一覧

担当事務所

テーマ名

研究者

PIV・レーザースキャナおよびICタグ技術を用いた洪水時の土砂移動に関する現地計測手法の開発

京都大学

平面２次元洪水流・河床変動シミュレー
タを有効利用した治水・環境保全に資す
る河川管理手法に関する研究会

京都大学

スーパー堤防の変形防止技術に関する研究京都大学

河川樹林化の抑制・管理に関する新技術
河道内樹木の適正管理に向姫路河川国道
開発研究会
けた取り組み明石高専
神戸大学

洪水時の流速，流向等の計
淀川河川測技術
災害による被害の防 洪水氾濫予測技術の開発
淀川河川止・軽減に資する技術
スーパー堤防の圧密沈下の淀川河川
問題

自然環境の保全およ 沿岸海域における浮遊ゴミ
び建設副産物の利用 等の効率的な回収に資する 港湾空港部
技術に資する技術

大阪湾の流況水質のモニタリングとシミュレーションの高度化

備考

大阪大学

河川堤防空洞探査（堤体な琵琶湖河川
堤防内部の劣化空洞調査
京都大学
らびにブロック張り護岸の近畿技術
既存ストックの長寿 内部空洞探査など）命化に資する技術
知識ベース推論および事例ベース推論を河川・道路機械設備の効率
立命館大学
豊岡河川道路用いた機器の効率的な維持管理的な維持管理手法の確立
IT技術を利用した工事施工
施工企画課
使いやすい社会資本 の効率化に資する技術
整備に資する技術
ダム管理の高度化に関する
九頭竜統管技術開発

河川事業のデータ流通環境の構築に関する研究

関西大学

総合分布型流出予測モデルによるダム貯水池管理の高度化に関する技術開発

京都大学を検討した。

されます。水災害リスクの変化に対応するためには，既存の洪水調節施設をより有効に活用すると"ともに，流域全体として貯水池の機能を維持しつ・統合分布型流出予測モデルの構築

つ効率的に保守していくことがきわめて重要な技

・ダム操作の高度化を図るための新たな操作ルー術的課題となります。そこで，ダム操作機能を統合した高度分布型流出シミュレーションモデルを九頭竜川水系（中角上流域）に適用し，九頭竜川

平成２１年度の方針

ルの提案
・ダム再開発・維持管理の高度化を図るため新たな管理方式を提案する。

水系のダム群のダム操作過程，導水管路網を導入

４． おわりにした統合分布型流出予測モデルを構築し，このモデルを用いてダム貯水池管理と運用の高度化に関する技術的な提案を行うことを目的に研究しま

今回紹介した新技術開発の取り組みは，今年もす。

継続して研究しており，テーマによって出水時の! 平成２０年度の実施状況モニタリングなど，出水が起きなければデータ取・ダム操作機能，取水・導水機能を統合した統合得ができないものもありますが，今年度または来分布型流出予測モデルを構築した。

年度に目標とした成果が出る予定です。今後と・構築した統合分布型流出モデルは，洪水期・通も，産・学・官の連携強化を図るとともに，大学年の流出シミュレーションを通じて，おおむね等研究者の協力を得ながら困難な課題に取り組現象を再現することを確認した。

み，有用な新技術が開発され普及することを期待

・九頭竜川上流ダム群（九頭竜ダム，真名川ダしています。

ム，笹生川ダム）における貯水容量の有効活用（国土交通省 近畿地方整備局 企画部 施工企画課）

５
２ 建設マネジメント技術

2009 年 8 月号