防災科学技術総合研究速報第1号

1966年3月

551．46，018：551．35：627

漂 砂の測定について

今吉文吉・内野孝雄
海上保安庁水路部

Om

theMeasuring

ByDevice

B．Imayoshi

amdof

Sand

Drift

T．UchinoHψ・8m｛・D舳1・ω，〃α州㎜・Sα∫的地ε1・・ツ，T・幼・Abstract

oceanographic

conditions

SagamiAs，theHyarographic

DivisionofMaritime

Safetyresearch

about

the

measuring

instrument

ofaepositionor

mea，uresthethickness

cf

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by

acoustic

pulse

buried−inthesea−bottom，

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thicknessvariationmeasured．

Fhefrequencies

power

is1．5kw．

The

partofthe

instrument

stuaiestransducer

being

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peak

theoutput

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method。，theof

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Thepreliminarymeasurement，ascarried−outforthesanablanketof0．5m
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severalaccuracy

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漂砂の測定法は諸種のものが考案されておabilityvalue

intend−ea

wasin

O．55m．

The

tests

Apri11966．

がら，この報告においても指摘されている通り，沿岸過り，それぞ程を把握す，るには連続的観測が必要となる．このこと・れの特徴を生かして使用されている．

沿岸防災技術の研究を行なうには，気象，海象，測地，同趣旨のことが米陸軍浜浸食局の報告にも見うけられる．

この試作研究は地質等の各分野にわたって総合的研究が必要であり，各柵模灘における海象等に関する研究部門において得られたデーターの総合的解析により，始の一部であるかじ、，漂砂の成因である潮流，波浪及び風めて沿岸の事象が把握される．海上保安庁水路部にお1い等のデーターが常時入手できるので，この条件を生かすて昭和39年から，漂砂の測定の・一つの方法として，土砂ように計画された．の堆積又は流失量を直接かっ長期間連統則定するための「堆積測定装置」を試作し，実験を進めているので，現1．概

要

この装置の試作研究を開始するにあたり，測定法の基在までの経過について説日月する．

昭和31年から32年に実施されて報告された片瀬・鎌倉
海岸浸食調査においては，風，潮汐，波浪，沿岸流の観．

本的内容について検討された結一果，超音波パルス法が採用された．主な理由は次の通りである．

測に併行して漂砂の量及び方向，底質の分布，地形の変

漂砂は海水の運動に起因する砂粒の運動であるから，化に関する測定が実施された．この時にはトラッブによ測定器自体による運動の妨害があってはならない．又同る漂砂の採取及び音響測深機による地形の測定という方時に，漂砂の存在する地域の海底に長期間にわたり測定法がとられている．これらの方法は能率良く広範囲を容装置を設置することは，流失又は埋没の危険があり，測易に調査でき，現在でも有効な方法といえる．しかしな定は不可能になる．海中又は海面上の設置についても波一17一

相模灘にお・ける海象等に関する研究（中間報告）防災科学技術総合研究速報第1号1966た

浪の問題の解決は難関である．

この場合は測定される伝搬媒質は海水を含浸する大一一方，観測は長期間連続して実施できるという条件を

きさが均一でない粒子の層であり，加えて層の厚みの変満たすた州：は，測定装置を観測の度毎に設置するのは化は極めて緩慢であり，反面測定期間は比較的長い．こ

測定精度の低下，所要経費の増大が伴い適当でない．これらの条件を考慮して，測定の具体的方法，測定回路，れらの理由により測定装置は海況に影響されず，漂砂に指示器並びに記録法が決定された．特に指示及び記録器影響を与えない海底下に埋設される方法が考えられた．

は，遅い変化を長期にわたって追跡するために通常の記海底下の固定位置を規準にして，土砂の堆積又は浸食録紙による方法はいろいろ困難な点があるのでブラウン量の測定は，砂層の厚み測定に外ならない．超音波によ管による表示が使われた．ブラウン管表示は写真による

る厚みの測定法は，連続波を用いる方法とパルス波を用記録しか記録方式がないが1則定時間々隔が大きいので特いる方法に大別される．この場合，測定される対象は海に不都合はない．他方回路構成は容易になり，同時に伝水を含んだ砂層であるが，超音波の伝搬経路の媒質は均搬距離（正確には伝搬時間）をX軸に，送波信号及び反一ではない．このため連続波を用いる方法では，■伝搬路

射信号強度をY軸に表わし，距離マーカーを挿入し，更の中途において不都合な反射波を生じ誤った測定を行なに正確な遅延掃引により反射信号部分のみを拡大表示しう恐れのあること，並びに伝搬過程における散乱，吸収て読取り精度の向上をはかり得るR−SCOPE方式をとを考慮すると送信出力が過大になることにより，パルスり得る利点がある．

法が有利であると判断された．超音波パルス法による厚みの測定法とは，資料中に超音波パルスを投射し，資料の不2．装口連続面からの反射を受けて，送波信号と反射信号の時間

この装置の構成及び定格は第1表の通りである．

々隔を測定し，伝搬速度を介して伝搬距離を求める方法

第1図，第2図は外観写真，第3図は構成図である．

であり，音響測深機や超音波探傷機の場合と同一である．

第4図にこの装置のブロックダイヤグラムを示す．こ

第1表 計測器仕様
名

称

要1数

重項

量

令トランジスタ方エ、

基本発振：750〜

送信制御時間：1／12．5秒以下，外部トリガ制御可能

制

御器

受

信器

1

掃引遅延時間：01／750

2／7504／750

送信パルス巾：200μs〜1例5連続可変6／750秒切換可能

12．9㎏受信方式：ストレート5段

受信周波数：7KC11．5KC

感度調整：40ab以上連続可変
送信方式：S
送信器

1CRスイッチング

17．8㎏

送信出力：1，5KW以上
送信指示器付

送波：受波方式

送受波器

2144㎏

耐圧：10気圧送受波器周波数：7KC，11．5KC

電源：AC100V，DC24V
電源部

1同時使用可能

送信器，制御器受信器用

21㎏

別個開閉器使用指示器

トランジスタシンクロスコープ使用

接写フード取付け可能

一18一10㎏

漂砂σ）測定について一今吉・1人1野

第2図

第1図計測器外観

θ

送受波器外観◎舳．1撚

・受・i．言著岸脂阯御1岩岸

一1じil！；：剖二

芋旨・ゴ署岸910 55109

昌

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第3図 構成図σ）装三汽cT〕刮］作F．論及び吃気的定†各を泌f一言々け0）従身寸［口1敬1よ余り多く1尋火定するド祭に考ム畠さま一ギ制御器は基本ノ｛ルス徒る必要はなく，かえ、て送f．言署1÷価淋に負机を与えるたけであるから，送イ1言沽1」

れた．1−I、、について簡単に、1川する．

Hll1路，分∫、釧口！路，丁・亟力淀舳，言川、よ〕，ヨ；木（ルスを2段の単女止マルチバイフ

い・一タ信舳帥1雌，矧、1パルス巾．訂剖整1・1路，掃リ1遅延制舳11脇

ー一一1二より12．5ppsまで分胴して他川していろ．

及びゲイト「リ1路よりなる．J、ξ本パハス淀は止f．言制伽f、言二j・；二二ると共に手汽示淋の芋詰り1［□1路をスター

Hll1路し1州ノ」；よこ0パ．言け

足巨萬産マーカーf二言けとなると共に，送f．言制御並びに手帯引111りトさせる．送f．言、出汽泄じ1）ノりレス巾は，大．三辿ぎると送f．ξ

御に利川される．海底沈砂巾フ〕、断I千波の伝搬速度は汕竺

々けと・受寸．言々けカfll、宇1川r1勺に1亘なる是kれ力り㍉り、・j・ごすぎや空孔率等に伴い変化するが，一・応仮定位として1500

ると送波器を十分に励振できないのて・，ノ・ルス巾洲搾1111m／sとし，距離マー一カーf．言けの繰り返し周波数は距離1

路てmに111たる750ppsとした．

調整される．

千動発振匝1路は千動操作により送f．言時刻をfモ，伽二遣択

この一基本パルス発乍回路

はマー一カー一及び遅延時閉の変動を抑えるために，電歪音でき．単一…送受信をけない㌻1真記録を便ならしめてい

又発振回路及び安定化電源を使川している．

る．

一19一

相模灘における海象等に関する研究（中間報告）防災科学披術総合研究遼毅第1号1966

Tr307．308

叫Tr310309

Tr305306・波形整形

発振750、

泄形変換

単安定マルチ

共5㏄

Tr31S316

317

分周回路

Tr318−319

320

分周回路

1．5〜2KW

Tr311，312

Tr313314

同時回路

パルス巾調幣Tr221，222
SCR221，222

V251．252253

発振制御

発振回路出力送液器

7KC
又は11K〔Tr321

Tr3271328

Tr322．323

Tr325，326

324

同時回路

手動発振用

液形変換

波形整形

遅延回路

Tr403Tr404
Tr408409

Tr405
Tr410

Tr301，302．303

電源部

304，D301

定電圧回路

パC

電圧塙巾

．叉は11K

中間塙巾

指示器

CRT

Tr401，407
Tr406，402
前置増巾

C

7K

C

愛液器

叉螂

11KC

750CPS

第4図 ブロックダイヤグラム
遅延回路は送信制御信号を1／750．2／750．3／750秒

SC

Rスイッチング方式で1．5K

W以上の送信電力を発間正確に遅延して受信々号の部分のみを拡大表示するた

生し送波器を励振する．送信周波数と送信出力は，砂層めの遅延掃引トリガーパルスを得るための単安定マルチ中の伝搬損失，反射面での反射損失及び受信器感度を考バイブレーターとAndGateよりなる．定電圧回路は電慮して決定された．一般に超音波の伝搬損失は高い周波源部から供給される直流電圧を安定化し，制御器全体に数になるほど増加し，反面送受信々号の立ち上り時間に供給している．

よる測定誤差は周波数の増加に伴って減少する．又海底受波器で得た反射信号を増巾しマーカー信号を加えて沈砂中の超音波減衰量に関する資料は多く得られないの指示器のY軸に与える，受信器は，ストレート5段のTrで予傭実験の結栗も周波数及び出力の決定資料として準増巾器で，約120dbの利得を有する．受信器は中心周波備された．

数が11KCと7KCとの2チヤンネルの増巾回路を有しこの装置はAC100V又はDC24Vの両用に設計され，電源部は交流使用時のための整流回路と直流使用時のた共に40db感度を調整し得る．

送信器は制御器より供給された制御信号で駆動され，第2表めのロータリーインバーターよりなっている．

指 示 器 仕 様

信号増巾回路入カインピ＝ダンス

1MΩ，55pF以下

周波数帯域

D

立上り時間

70mμsecona以下

偏向感度10mV／DIV〜約60V／DIV，11段切換

C〜5MC

水平掃引同路
掃引範囲
同期

トリガー感度

約2sec／DIV〜O．5μsec／DIV，19段切換
手動又は自動

内部同期は振巾1．5DIV以上，外部同期は1．OV以上でDC〜1MC

一20一

漂砂の測定について一ノ〉吉・内鉗

炎ポ器には迦常σ）シンク〕スコープが使川されている．
シンクロスコーブの定格0）概要は第2表の迦りで、ちる．
送波署1÷と受波器は1−ilじ構辻と性能である．垂直川筒型のタ）ク内に7KCと11KCの振動r・引州、1｝させ反射板を利川してヒノ∫に向け超音波を送波又は受波する方式である．タンクの上而はエポキシ系の合成樹脂板でオ）るが，振動板として働く．その位附は音源かL，O．5mの点に当たりその分たけH、舳遅延を乍ずるので，測定値は較正されねばならない．タンク及び送信器，受信器に至るケー

ブルは，水深20m，砂層の厚さ5mの圧力に耐える強度を打するが，振動系の構造とタンクの強度の、一．可に制約され寸法及び重量が大きくなり，改善の余地を残している．

第6図記録（2）3．試験結果
この装置は，昭和40年31■1に完成し直ちに杣模川々］

南西2kmの平塚沖において試験が行なわれた．送波器及び受波器は水深10mの海底に，アクアラングを装備した3名の潜水夫により埋設され，他の機器は設置一1、㌃の海上に投錨した小型船上に設置され試験が実施された．この時の砂層の厚さはO．5mであり，砂は粒度分析の結果によると，粒径中央値Md＝2．55，淘汰係数So＝O．33である、

第5図，第6図，第7図に測定記録を示す．第6図，第7図の記録は第5図の記録の左側の部分を，X軸の掃引速度を早めて拡大したものである．叉波形上部に細く出ているのは1m毎の距離マーカー信号である．砂層の第7図記録（3）厚さが比較的小さいので，送f、言々号と受信々号の一部が重なって表れているが，第6図について説川すると次ののピーク，2．3mの所に第4のピークが認められる．こ通りでの3つのピークは共に反射信号であるが第2のピークある．

まず左端のピークは送波信号である．次に1mのマー
カーのや・右イ則に第2のピーク，が正規の伝搬路．を経たもの，他の2つは反復反射信号で1．7mのところに第3ある．この場合の観測値は1．1mであるが，送波器及び受波器内部の伝搬時閉を滅ずると砂層中の伝搬経路は結局O．6mとなる．然るに送波一1一、ミと受波点の間隔に比べて，反射点までの路程は大きくないので，補正すると求められた最終値はO．55mとなり，当初の設置状態をほ・・正しく表わしている．

以上の検討は，砂層中の超音波伝搬速度を1500m／sとして行なわれたが，速度に関する資料は不十分で今後の実験をまつところが大きいといえる．観測、点の海水温度は8℃であった、

4．今後の試験計画

第5L刈記録11〕

昭和41年4月から上這期の観測を実施するため，3月に一21一

榊模灘に才・・ける海象箏に閥寸ろ研究（中閉靴告）防災手＝十一万び送・1・享皮器0）海底1．没1汽をf∫・なう王

地は第8凶に示｛・定16ある．

；糀術総1

洲一虎速概 箏；1 ｝j1966

5．参考文献設置ゴ・症

a．石原藤次郎編：応川水王■邊迦りで，この地域は批近1年閉に最大

b．l1木

約3mの堆I積と浸食を繰り返している．

；二1；ξ会海岸丁学委員会編：海岸11

一二1c．神奈川県、・卜木洲可川．1累編：

片瀬鎌倉海岸浸食吋策調査．報㌔峠

d．小向良七：柵模湾奥榊の海底地形・底質分布について．水路要靴筑54÷｝e．超音波技術帷覧f C．S11umway：A resonant chamber met110df（〕rsoundremcntxxl

第8図 計署1÷．没置場戸斤

一一22一一一inNo．2．

velocity

andattenuation

measu−

sediments．GEOPHYSICS，Voし