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令和４年度砂防学会研究発表会概要集
砂防施設の洗掘状況の調査方法について
国⼟交通省北陸地⽅整備局湯沢砂防事務所：鈴⽊ 啓介※，吉⽥ 克美
⼀般財団法⼈砂防フロンティア整備推進機構：渡邊 尚，〇村上 治
応⽤地質株式会社：⼭⽥ 祐司，仲⽥ 光輝※令和３年度時点の所属

１．目的
砂防関係施設において，洗掘は施設の安定性に直接影響し，施設の倒壊につながる⾮常に危険な現象である 1）ため，その状況を適切に把握することが重要である。しかし施設点検 2）における洗掘の評価は，点検の安全性や効率性を考慮して，地上からの⽬視によるものが主であり，洗掘状況の実態の把握は困難である場合が多い。このことから，施設点検時に活⽤可能な洗掘の調査⽅法を検討したものである。
2.洗掘調査方法の検討
2.1 既往資料による洗掘調査方法の整理
洗掘状況の調査⽅法について，既往資料 3）等から幅広く資料収集整理を⾏い，各調査⽅法の概要，調査難易度，取得可能データなどについて表-1 にとりまとめた。
表-1 洗掘の調査方法一覧
№

調査⽅法

1

紐流し

2

マーカー追跡区分

難易度

テープを複数付けたロープを渡して⽔深を確認

概要（例）

直接

低取得可能データ
洗掘深

上流からマーカーとなる試料やボール等を流し空洞の連続性を確認

直接

低空洞，底抜けの有無

3

直接計測

陸上・ボート等から測量⽤スタッフ等を⽤いて直接⽔深を計測

直接

低洗掘深

4

⿂群探知機

超⾳波により⽔深を計測

機器

低洗掘深

5

⽔中カメラ

⼿持ちやリモコン式の⽔中カメラで写真，動画撮影

機器

低

画像

6

潜⽔調査

潜⽔⼠が潜って直接⽔深計測，写真，動画撮影

直接

中

洗掘深，画像3 次元地形データ

7

⾳響測探機

超⾳波により広範囲に⽔深を計測

機器

中

8

⽔中ドローン

潜⽔潜航可能な⼩型無⼈機で画像や動画を撮影

機器

中画像

9

サイドスキャンソナー

⾳波により広範囲に⽔深を計測

機器

中

3 次元地形データ

10

グリーンレーザ

⽔中を透過する波⻑帯のレーザ光により広範囲に⽔深を計測

機器

⾼3 次元地形データ

11

ジオトモグラフィ弾性波や電磁波等による構造物・地質内部構造の把握

機器

⾼3 次元地形地質データ

12

モニタリングシステム

固有振動数の変化によって洗掘の進⾏を把握

機器

⾼固有振動数

これらの⽅法のうち，砂防関係施設の定期点検等で活⽤するためには，調査の難易度が低く，持ち運び可能な簡易な機器とする必要がある。また詳細調査を実施する場合においても，洗掘の状況が不明な施設数が多いことから，なるべく機動性が⾼く迅速に調査できる⽅法が求められる。
2.2 現地調査による洗掘調査方法の検証
表-1 で挙げられた洗掘調査⽅法のうち，実際に施設点検で活⽤可能と考えられる複数の⽅法について，現地調査を⾏い，適⽤性や課題等を検討した。
（１）現地調査実施箇所
⿂野川の⽀川である⽔無川本川中流部に位置する⾼⽯砂防堰堤で洗掘の現地調査を実施した（図-1）。
⾼⽯砂防堰堤は昭和 25 年に竣⼯された重⼒式不透過型堰堤（練⽯積粗⽯コンクリート）であり，本堤と副堤1kmから構成され（図-2），副堤下流側で調査を実施した。
⾼⽯砂防堰堤の令和 2 年度の施設点検結果における施設健全度評価は，本堤の天端間知⽯の⽋損が広範囲で⽣じていること等からＣ（要対策）となっている。
副堤の洗掘の変状レベルは，⽔量が多いことや，川幅が広く洗掘調査を⾏うための安全対策（親綱設置）ができないこと等から「確認不可」となっている。
（２）現地調査の実施
⾼⽯砂防堰堤の副堤下流側の洗掘状況について，表-1 の調査⽅法における，3.直接計測，4.⿂群探知機，5.⽔中カメラ，8.⽔中ドローンの⽅法で現地調査を実施した。それぞれの調査の具体的な⽅法，特徴および課題等を以下に⽰す。

－ 183 －●
駒ヶ岳
八海山

図-1 現地調査実施箇所（高石砂防堰堤）

現地調査箇所図-2 高石砂防堰堤 正面写真

1）直接計測
⾼⽯砂防堰堤の副堤下流側の⽔叩きコンクリー
ト上部に⼈が⽴ち，測量⽤スタッフ等を⽤いて⽔8深を直接計測した（図-3）。
直接計測は最も信頼性の⾼い⼿法であるが，計 A測は点の情報であり，陸上から計測する場合には，⼈が⽴⼊りできる範囲のみの計測となるほか，⾜元が悪い場合には危険性を伴う。
B

2m 毎に測線を設置し計測実施
7高石砂防堰堤（副堤）水叩き541632
洗掘箇所(図-4)
－
0.9
1.5
0.9
浅瀬
0.2
1.0
1.5
0.6
1.8

1.4

1.21.71.92）魚群探知機
―
－
1.3
1.3
1.3
⿂群探知機はハンディタイプのものを使⽤し， C護床ブロック
GPS を設置した⽔中ドローンに⽔⾯に浮いたセン設置範囲
サーを牽引させ，連続的に⽔深を計測した（図-3）
。
―
1.2
1.2
1.2
1.8
D
直接計測と⽐較した結果，⼀定の精度で簡易に
上段：魚探計測(m)
⽔深計測ができることが判ったが，（1，A）の点で下段：直接計測(m)は流れが早くセンサーの向きが安定しなかったこ
平面図-：計測不能とから計測誤差が出ており，（4，A）地点は⽔深が図-3 直接計測値と魚群探知機による計測値の水深比較浅く計測できない結果となった。
3）水中カメラ
使⽤したワイヤー型の⽔中カメラは，本体と合わせても⼗分持ち運び可能な⼤きさである。測量⽤ス
タッフの先にカメラ部を据え付け，⽔叩きコンクリートの上部および⼈が⽴てる程度の⽔深が浅い所。
から洗掘箇所を撮影した（図-4 上側）
その結果，⽔叩きコンクリートの下部に隙間があり，下部が洗掘状態となっている状況が明らかとなった。⽔中カメラの画像では，ある程度の洗掘状況は概略的に把握できるものの，画像のみであり定量的な計測はできず，⽔の濁度に影響される他，撮影は⼈が⽴ち⼊ることができる範囲周辺に限られる。

水叩コンクリート

4）水中ドローン
使⽤した⽔中ドローンは，本体の⼤きさが縦38cm，横 33cm，⾼さ 14cm，重量 4kg 程度と⽐較的軽量で持ち運びが可能である。機動性が⾼く，⽔中カメラの画像で写っている⽔叩きコンクリート下部の隙間から空洞内部に進⼊し，付属するライトを照 Depth：3.93ft射し内部状況を撮影することができた（図-4 下側）。
⽔の濁度に影響されること，取得データが画像や動画のみであり，定量的なデータ計測ができないこと，適⽤可能な流速があること等が課題である。

洗掘箇所

水叩コンクリート

巨礫
3.まとめ
施設点検で活⽤可能な洗堀の調査⽅法について，現地調査を踏まえ検討した結果，簡易な⿂群探知機を⽤いて⽔深計測を⾏う⽅法や，軽量な⽔中カメラを⽤いて撮基礎地盤影する⽅法は，定期点検等でも採⽤可能であると判断
図-4 水中カメラ画像(上側)と水中ドローン画像(下側)した。実施する場合には，安全に計測・画像撮影ができる箇所や，適⽤条件を考慮した計測範囲を施設ごとに設定しておき，必要に応じて施設の安全設備を整備することが望ましい。その上で，洗掘が進⾏していると判断される施設において，⽔中ドローン等による詳細点検の実施を検討することが有効と考えられる。
今後，これらの調査によって洗掘の点検精度を⾼めたうえで，施設点検データを蓄積してゆくことが重要である。
また，基礎洗堀を含む施設の変状発⽣と施設周辺の⼟砂の移動状況には相関関係があると考えられるため，蓄積した洗掘の点検結果と⼟砂移動状況の関係を整理することで，将来の洗掘の進⾏予測や砂防施設へ与える影響について，定量的に把握することが可能になると考えられる。
参考文献 1）⽔⼭⾼久：砂防ダムの災害実態調査，砂防学会誌（新砂防），Vol.31，№4，ｐ.26-30，1979
2）国⼟交通省砂防部保全課：砂防関係施設点検要領（案），138pp.，2020
3）国⼟交通省道路局国道・技術課：⽔中部の状態把握に関する参考資料，20pp.，2019－ 184 －