水路

第１８６号

平成３０年７月

QUARTERLY JOURNAL: THE SUIRO
目

次

自

然

プランクトンが語る海の環境と生態系《６》･････････

谷口

旭

２

歴

史

中国の地図を作ったひとびと《７》･････････････････

今村

遼平

８

研

究

平成 29 年度 水路技術奨励賞（第 32 回）･･････････････････････
西之島火山周辺における海底地震観測による自然地震活動と浅部地殻構造の特徴に関する研究･････････････････････････････
沖合観測情報に基づくアンサンブル津波予測手法の開発 ････････
低天端有脚式離岸堤「バリアウィンＴ」の開発･････････････････
北極海 海氷下観測用小型ＡＵＶの開発････････････････････････
拡張現実を用いた水中可視化システムの開発･･･････････････････

16

健康百話（63）･･･････････････････････････････････

加行

尚

46

海洋情報部コーナー ･･････････････････････････････

海洋情報部

49

第 22 回理事会及び第９回評議員会・第 23 回理事会開催報告･･････････････････
平成 29 年度 水路業務功績者表彰･･････････････････････････････････････････
平成 30 年度 水路測量技術研修実施報告（２級・１級）････････････････････････
平成 30 年度 沿岸海象研修実施報告････････････････････････････････････････
平成 29 年度 水路測量技術検定試験問題 港湾１級１次･･････････････････････
平成 30 年度 水路測量講習会案内･･････････････････････････････････････････
協会だより･･････････････････････････････････････････････････････････････
編集後記 ･･･････････････････････････････････････････････････････････････
海底地形デジタルデータ更新情報のおしらせ ･･･････････････････････････････

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〃
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コ ラ ム

17
24
32
37
41

お知らせ

表紙：「練習船 日本丸」･･･ 稲葉 幹雄
伏木富山「海王丸パーク」に寄港中の練習船「日本丸」をペン画にしました。
作者ブログ

http://blog.goo.ne.jp/mikijii

イラスト：淵之上 倫子

掲載広告
オーシャンエンジニアリング 株式会社･･･ 表２
株式会社 離合社･･･････････････････････ 69 古野電気 株式会社･･････････････ 70株式会社 武揚堂･･･････････････････････ 71 株式会社 鶴見精機･･････････････ 72
海洋先端技術研究所････････････････････ 73 株式会社 東陽テクニカ･････････ 表４
一般財団法人 日本水路協会･････････････ 74･75･76・表３

-1-

自

然

プランクトンが語る海の環境と生態系《５》三洋テクノマリン株式会社生物生態研究所長

１

谷口

１８１号

プランクトンが語る海の環境と生態系《１》植物プランクトン篇 その１

１８２号

プランクトンが語る海の環境と生態系《２》植物プランクトン篇 その２

１８３号

プランクトンが語る海の環境と生態系《３》植物プランクトン篇 その３

１８４号

プランクトンが語る海の環境と生態系《４》植物プランクトン篇 その４

海洋生態系における動物プランクトンの役割

旭とは全くといって良いほど異なった生態系に

前回までは、海洋が水に満たされた世界でなっているのです。陸上の生態系に関する知あるために、光合成が可能な表層は光と栄養識で海洋生態系を理解しようとすると、まち塩に関して二律背反的な環境であること、そがう可能性が高いのです。

れゆえ海洋の基礎生産者は植物プランクトン

世界の海洋の平均水深は 3,800 m、太平洋

でなければならないこと、そのサイズは微細だけの平均水深は 4,000 m です。世界一深いであるうえに現存量も少なく、海には植物が海は、本誌の読者がよくご存じのように、西ないかのようにみえることなどを述べてきま

部太平洋のチャレンジャー海淵で、1 0,920 m

した。そして、そのような海洋生態系の特徴もあります。その超深海底にも生物がおり、を理解するには、栄養塩の動態を知ることがその上の水柱中(超深海層)には深海性の動物

重要だと指摘しました。栄養塩は乏しいにもプランクトンやネクトンがいます。魚類はそかかわらず生態系が安定的に持続しているとれほど深いところには生息できないといわれいうことは、その背景では栄養塩が速い速度ていますが、それでも 2 0 1 7 年 8 月に海洋研で再生循環していることを意味しています。

究開発機構と N H K の共同調査で、マリアナ海

目には見えませんが、海洋生態系は、その再溝の水深 8,178 m で魚類の生息が確認されま

生循環の恩恵を受け続けるために、再生循環した。これらの深海生物の生命活動を支えるの機序が最大限に働くよう自らの仕組みを進エネルギーの起源は、海の表面からせいぜい化させてきたに違いありません。その仕組み

100 m 深までの表層にいる植物プランクトンの中で最も重要な役割を担っているのが動物の光合成生産です。光が届かない海底には、

プランクトンだということ、それが今回から地下から湧出する熱水などに溶存している無の主題です。

機化合物を使って有機物生産をする化学合成

動物プランクトンは、表層における栄養塩

系もありますが、海洋の全体から見ればそのの再生循環を速めているということだけで重生産は限定的です。ですから、表層わずか

要なのではありません。海は深いので、海洋

100 m の生産層の下に巨大な３次元生物圏がの生物圏は巨大な３次元構造をしています。

維持されているという表現は、まちがいでは地面に沿って２次元的に拡がる陸上の生物圏ないのです。そしてその背景でも、動物プラと比較すると、文字通り桁違いに巨大な生物

ンクトンが重要な役割を果たしています。

圏です。この点で、海洋生態系は陸上生態系

また、海には 1 µmの植物プランクトンから-2-

20 m の巨大なクジラまでが生息しています。

今回以降の動物プランクトン篇では、これ

海洋の植物は陸上の小型植物よりもさらに小らの機能について説明します。その目的は、さく、クジラは陸上の大型動物よりもさらに

動物プランクトンの機能が海洋生態系の安定大きいのです。重要なことは、その植物プラ

性や持続性に貢献していることを示すにとどンクトンだけが基礎生産者であり、巨大なク

まりません。その機能というものは、海洋とジラも、間接的ではありますが、植物プラン

いう環境で進化してきた動物プランクトンがクトンの有機物に依存しているという事実で獲得した合理的な適応生態であるということ、す。１個体あたりの有機物量（ほぼ体積に比さらに大切なことは、海洋生態系はそのよう例）で比較すれば、実に 1 0 2 1 倍の差がありまな適応生態を獲得した動物プランクトンを選す。クジラは 1 兆分の一のさらに 1 0 億分の一択し温存してきたということを示したいのでの植物プランクトン有機物に依存しているわす。一部の生物の生態を知るにとどまらず、

けです。このとてつもないサイズ差を通して生態系が「全体として」地球環境に適応し進

有機物エネルギーを伝送している仕組みは食化してきたということを理解していただきた

物連鎖ですが、その食物連鎖はどのようにし

いと思います。このねらいは、前回植物プラて成り立っているのでしょうか。微細な植物

ンクトン篇を「次の動物プランクトン篇で、

プランクトンから巨大なクジラまでの食物連

プランクトンが語る海の環境と生態系の特徴

鎖が成立する鍵、実はその鍵をにぎっているをより明らかに示せるだろう」と結んだ意図のも動物プランクトンなのです。

に呼応するものです。皆様が周りのお子さん

北極海から熱帯海域、そして南大洋まで、たちに海の生物の話をされるときには、そう

どこの海にも魚、エビ・カニ、貝などの動物した全体論的ないし包括的な視点を育てるよがいます。彼らの食物の起源は、やはり植物うに話していただきたいと思います。さまざプランクトンです。ところが、植物プランク

まな生物現象を、環境との関係で包括的に理トンの光合成は、昼がない極域の冬には停止解しようとするところに、生態学の生態学たします。遊泳力が強く、暖かい海でも生きてる意義があるからです。

いける動物は、冬には極域から温帯域の海域

２へと季節移動することもありますが、冬の間も極域に留まり、しかも冬眠もしない魚類は植物プランクトンを摂食する
食植性動物プランクトン

海中にたくさんいます。そういう魚類が冬の今後の説明を分かりやすくするために「食間にも餓死しないのは、なぜでしょうか。こ

物連鎖を構築する機能」からはじめますが、

こでも、動物プランクトンが鍵になっていま

動物プランクトンの４つの機能はたがいに関す。

連しており、切り離して説明することはでき

以上のような、海洋生態系の成立と安定持ません。そのため、説明はたびたび行き交う

続のかげで動物プランクトンが果たしているであろうことを予めお断りしておきます。

機能的役割を整理すると、次の４項目になり

海洋生態系の基礎生産者である植物プラン

ます。

クトンは、恒常的に成層している貧栄養な亜・表層における栄養塩再生を加速する機能

熱帯海域では特に小型であり、上昇流や鉛直・下層へ有機物を急速輸送する機能

混合が卓越する富栄養な湧昇流域や亜寒帯海・食物連鎖を構築する機能

域ではより大型であることは、すでに述べた・植物プランクトン生産の季節変動を平準化通りです。その大きさは 1 µm 弱から、多数のする機能細胞が連なる群体では 1 cmを超えるものまで-3-

さまざまですが、いずれも微小です。小麦粉に、体が小さい動物ほど体のつくりは繊細な（粒度 5 -130 µm 程度）を水に懸濁させたようので、植物プランクトンを濾過摂食する動物なものです。この微粒子を水と区別して食べは一般に小型です。前出のカキ、フジツボ、るにはどうしたら良いでしょうか。お茶やコホヤなどがその例です。水柱中で植物プラン

ーヒーをいれるときの要領で濾過するというクトンを濾過摂食するのは食植性の動物プラ以外に良い方法は思いつきません。この場合

ンクトンであり、やはり小型です。多くの食は、お茶をいれるのとは反対に、水のほうを植性動物プランクトンは、体長が数 10 µmから捨てて植物プランクトンを捕捉するわけです。

数 cm の範囲にあり、餌である植物プランクト

このような摂餌法を濾過摂食といい、水中でンとともに水中に浮遊しながら、絶えず濾過は最も基本的な摂食法です。カキ、フジツボ、摂食をしています。こうして、植物プランク

ホヤなど多くの底生動物をはじめとして、オトンの有機物は十倍の大きさの動物プランク

キアミを食べる巨大なヒゲクジラも濾過摂食

トンの体という有機物塊に転換（サイズアッ者です。濾過摂食とはいうものの、湯と茶葉

プ）されます。

を濾し別けるような完全な濾過をするとは限３

りません。多くの濾過摂食者は、海水を引き寄せながら、水とともに近づいた餌粒子を捕食植性動物プランクトンの摂食器官と摂食行動

えたり粘液で絡めとったりするのですが、海小さな植物プランクトンを摂食する動物プ

水中に散在している餌粒子を濃縮して食べる

ランクトンの濾過摂食器官のつくりは、精緻ので、濾過摂食というのです。茶こしのようです。

な典型的な濾過は、むしろヒゲクジラやジン

図１は、海洋の動物プランクトンとして繁ベイザメなどの大型動物にみられます。猛獣栄しているカイアシ類の中の典型的な食植性のように餌を狙って捕食しているかのように種の摂食器官を示しています。カイアシ類は見えるカツオやマグロも、餌を水ごと捕え、エビと同じ甲殻類で、体の基本構造もエビと鰓蓋（さいがい：えらぶたのこと）の後ろの同じです(図１右上)。この図は体長が 5 ㎜程

開口部（外鰓孔といいます）から水を吐き出度の種を示していますが、上が頭、下が尾でして餌だけを丸呑みするので、やはり濾過摂す。頭の方に口がありますが、そのまわりに食しているといえます。巣にかかった飛翔動

５対の付属肢があり、それぞれが無数の刺毛物を捕獲するクモの生態はこれに少し似ていを備えています(図１左上)。その中の第二顎ますが、実際に濾過摂食をする動物は陸上に脚といわれる付属肢を例に、構造をさらに詳はいません。フラミンゴは濾過摂食をします

しく示したのが図１左下です。100 µm のスケ

が、水中のプランクトンなどを食べるので、ールも示してありますので、大きさを想像し陸上動物というよりは水鳥というほうが適当てみてください。刺毛にはさらに鳥の羽根状です。

の細毛が密生しています。これが濾過器とし海の動物は濾過摂食が得意だとはいえ、カて働くのですが、図ではその目合いと植物プ

ツオやマグロやヒゲクジラなどは植物プラン

ランクトンが比較されています。この目合い

クトンを直接食べることはできません。彼ら

より大きなものは捕捉されやすく、小さなもから見ると、植物プランクトンは小さすぎてのは水とともに流れ去ることが分かります。

水と区別することができません。植物プラン

カイアシ類は、これらの口部付属肢やその下クトンを食べる動物は繊細な目合いの濾過摂の方にある遊泳肢を連動させて、頭上から尾食器官を備えていなければなりません。一般の方に向かう水流を起こし、その中に入って
-4-

図１

食植性カイアシ類の摂食器官(口部付属肢)
左上：濾過摂食器官として機能する口部付属肢(右図の２－６)、６だけ雌雄別に描かれている(Marshall & Orr６)より)。右上：個体の側面観で、体前縁の番号は付属肢の位置を示す。
１は触角、２－６は口部付属肢、７－11 は遊泳肢、12 は尾節。体前方の矢印は濾過水流が上方から下方に流れることを示している(Gauld １)より)。顕微鏡下の水滴内では流れは渦になるが自然海では上から下への一方行流になる(田中 13))。左下：細毛が密生した刺毛を備えた第二顎脚(右上図の５)と植物プランクトン細胞の比較(Marshall５)より)。右下：肉食性種の第二顎脚の刺毛は鋭く強靭で細毛を欠く(Giesbrecht２)を大塚･上田 10)から引用)

くる植物プランクトンを濾過捕捉して食べまの結果、一日間で数10 mlから数リットルの海す。

水を濾過することになります。なお、肉食性

オキアミ類はさらにエビに似ていて、頭胸のカイアシ類やオキアミ類の口部付属肢の形部に６－８対の発達した胸脚があります（図態は、これとは異なっています。餌動物を捕２）。食植性の種類では、胸脚には多数の刺毛獲するために、刺毛は鋭く強靭で、細毛はあがあり、図には示しませんが、カイアシ類のりません（図１右下）。このように、食性によ顎脚と同様に、刺毛にはさらに細毛が密生しています。胸脚はいずれも長くて刺毛を備えているので、左右全体の胸脚で籠のような空間を作り、その中に前方から後方への水流を起こし、流れてくる植物プランクトンを濾し取って食べます。詳しいことは、中川ら８）を

図２

見て下さい。カイアシ類もオキアミ類も、濾過摂食のための水流から酸素を得て呼吸するので、この運動は間断なく続けられます。そ-5-

日本近海に多産するツノナシオキアミ(Komaki4)より)
刺毛が密生した６対の胸脚が発達し、全体が胸の下でかごのような空間を作り、前方から水流に乗って入ってきた植物プランクトン
を濾過摂食する。

って付属肢の形態が異なっているので、付属させるのに数分しかかからず、しかも毎日何肢の形態をみれば食性が分かります。カイア

回も作りかえるのです。何度も作りかえる理シ類は海洋で最も繁栄した動物プランクトン

由は入水口の網が目詰まりするからですが、であり、古くから研究の対象になってきまし

捕食動物がハウスに近づいたときにもオタマた。食性に関する知見も数多く蓄積されていボヤはいち早く感知して、ハウスから脱出します 11）。

ます。

微細な植物プランクトンを濾過摂食するために適応した形態の極致ともいうべき姿が、オタマボヤ類にみられます。オタマボヤはホヤの仲間で、脊椎動物の一歩手前まで進化した原索動物です。おなじみのホヤは海底の岩などに固着していますが、その幼生はオタマ
ジャクシ型で水中で浮遊生活をします。その図３幼生の形態のまま成体になったかのような動オタマボヤの摂食生態(Hardy３)より)
右上 e はオタマボヤの虫体。左は精緻な構造のハウス(包巣)で、a は網を備えた入水口、
b は内部の餌粒子濾集器官、c は出水口、d は脱出口、e は虫体の頭部(躯幹部)。矢印は、ハウス内のオタマボヤが尾で起こす水流が、入水口から入って濾集器官を通り、出水口から外へ出る流路を示す。

物プランクトンがオタマボヤ類です。扁平だ
けれども大きくて目立つ尾があるので尾虫類ともいわれますが、この尾の中軸に脊索があるので、原索動物だと分かるのです。かなり進化した動物です。彼らは植物プランクトンの中でもより小さいものを選択して摂食する

流氷の天使として親しまれているクリオネのですが、そのために驚くほど巧妙精緻な濾（和名ハダカカメガイ）は、サザエやアワビ

過摂食器官を具有するにようになりましたなどの巻貝（腹足類）の仲間ですが、腹足が（図３）。オタマボヤの濾過摂食器官は体にあ浮遊生活に適した翼状に変化しているので翼るのではなく、タンパク質とセルローズから足類とよばれます。クリオネは他の翼足類をなる薄い粘膜でできたハウスと呼ばれる袋

捕食する肉食者ですが、翼足類には小さな植（包巣）に仕込まれています。オタマボヤの物プランクトンを食べる種もいます。そうい

体は 1 ㎝足らずですが、ハウスはそれよりず

う種は、まわりに粘液質の薄膜をベールのよ

っと大きく、オタマボヤ本体を包みこんでいうに拡げて、これに付着する植物プランクト

ます。その前後に開口部があり、中にいるオンやバクテリアを食べます。この薄膜は粘液

タマボヤは尾を動かして、前の入水口から後網(m u c o u s n e t)とか摂食ベール(f e e d i n g

ろの出水口へと、常に新しい海水が流れるよv e i l)といわれますが、水中に散在している

うにします。それで呼吸をすると同時に餌も微小な粒子を捕集する一種の濾過摂食器官で、採るのです。オタマボヤは微細な植物プラン

これも海洋動物にはよくみられるものです。

クトンしか食べないので、入水口には網戸のオタマボヤのハウスや翼足類の摂食ベールなような構造があり、小さな粒子以外は中に入どは脆弱な粘液質の薄膜なので、完全な形のらないようにできています。ハウスの中には、まま採集して念入りに顕微鏡で観察すること

水流から小さな餌粒子を濾集してオタマボヤ

が難しいものです。工夫を重ねて飼育実験にの口へと運ぶための精巧な器官があります。

成功した例９）もあり、潜水して水中カメラでこのように複雑かつ精巧なハウスはオタマボ

自然の姿の撮影に成功した例 ７） もあります。

ヤ自身が作るのですが、驚いたことに、完成

いずれも貴重な画像が公開されています。
-6-

以上いくつか挙げた例から、海洋生態系に

8) 中川至純・西野康人・遠藤宜成(2008): オキ

おける微小な基礎生産者を効率よく摂食する

ア ミ 類 の 摂 食 生 態 と 脱 皮 , pp. 179-263.

のは、それ自体が小型な動物プランクトンで佐々木洋ほか(編)「海洋プランクトン生態学」

あることが分かったと思います。これが海洋成山堂書店, 東京.

の食物連鎖の第一段階です。このあとに何段

9) 大阪大学大学院理学研究科生物科学専攻西田

もの食う―食われるの関係が続き、最終的に研究室,

はマグロやクジラまでに至るわけです。

<http://www.bio.sci.osaka-

HP 「 オ タ マ ボ ヤ に つ い て 」

u.ac.jp/bio_web/lab_page/nishida/otamab
oya/1.html>
10) 大塚攻・上田拓史 (1997): カイアシ亜綱－
総説・検索, pp. 649-658. 千原光雄・村野正昭(編)「日本海洋プランクトン検索図説」
東海大学出版会, 東京.

参考文献

11) 大塚 攻・西田周平(1997): 海産浮遊性カイ

1) Gauld, D.T. (1966): The swimming andアシ類(甲殻類)の食性再考. 海の研究, 6:

feeding of copepods, pp. 313-144. In H.

299-320.

Barnes (ed.) “Some Contemporary Studies
in Marine Science,”12) Owre, H.B. & M. Foyo (1967): Copepods ofAllen & Unwin,

the Florida Current, Fauna Caribaea 1,

London.

Crustaca, Pt. 1: Copepoda. 137pp., Univ.

2) Giesbrecht, W. (1892): Systematik und

Miami, Miami.

Faunistik der Pelagischen Copepoden des13) 田中祐志(2018): 魚卵仔稚魚・動物プランク

Golfes von Neapel. Fauna Flora Golf.

トンの個体の行動と空間分布に関する研究.

Neapel, 19: 831 pp. + 54 Pls.

2018 年度日仏海洋学会学賞受賞記念講演(東3) Hardy, A.C. (1956): The Open Sea, Its

京, 6 月 2 日).

Natural History. The World of Plankton,
335 pp., Collins, London.
4) Komaki, Y. (1960): On the euphausiids
collected on the second cruise of theJapanese Expedition of Deep Sea (JEDS2). J. Oceanogr. Soc. Japan, 16: 185-197.
5) Marshall, S.M. (1973): Respiration andfeeding in copepods. Adv. Mar. Biol.,
11: 57-120.
6) Marshall, S.M. & A.P. Orr (1955): The
Biology of a Marine Copepod, Calanus

finmarchicus (Gunnerus), 195 pp., Oliver& Boyd, Edinburgh.
7) Monterey Bay Aquarium, HP<https://www.youtube.com/watch?v=qSeu4K
yeaYc>-7-

歴史

中国の地図を作ったひとびと《７》アジア航測 株式会社

名誉フェロー今 村

遼 平

１８０号 中国の地図を作ったひとびと《１》禹

１８１号 中国の地図を作ったひとびと《２》張衡

１８２号 中国の地図を作ったひとびと《３》劉徽

１８３号 中国の地図を作ったひとびと《４》裴秀

１８４号 中国の地図を作ったひとびと《５》酈道元

１８５号 中国の地図を作ったひとびと《６》祖冲之

７．僧一行（１）僧一行の経歴
そう いちぎょう

僧 一 行（6 7 3－7 2 7）は、仏教上の名前であり、本名は張遂という。中国唐代の天文学者であり釈学家で、邢州巨鹿（今の河北省巨鹿）の人とも、一説には魏州昌楽（河南省昌楽）の人ともいい、唐の高宗弘道元年（6 7 3）に生
まれ、玄宗の開元 1 5 年（7 2 7）に亡くなっている（図１）。
張遂の曽祖父は太宗・李世民の功臣で、襄州都督、郯国公・張公謹であった。父・張璮は県令として武功があったらしい。だが。張氏の家族は武則天（則天武后）時代（6 9 0－7 0 5ころ）にはすでに衰微していた。そんな状況のなか、張遂は幼いころから暦象と陰陽五行の学を学んだ。青年時代に学識が高まり長安に出るとその名は世間に聞こえた。武則天の図１

政争に巻き込まれるのを避けるために剃髪し僧一行の像（筆者図）て僧になり、一行と称した。嵩山や天台山・当陽山などで、経典の解釈と天文学を学んだ。

（商州の銅仏）を経て長安に帰ってきた。

かつてインド仏教には多種の翻訳があったが、開元 9 年（7 2 1）、道士であり天文学者であ

彼は修行のちに仏教の一派である密宗の領袖る李淳風の《燐徳歴》によると、その頃の暦となった。

では日食が何回も合わなかったため、玄宗は中宗が神龍元年（7 0 5）、武則天の退位した一行に新しい暦を編成するように命じた。一後、李唐王朝は多次にわたって彼を京に招聘

行の一生でもっとも主要な仕事は、《大衍暦》

したが、彼は断った。開元 5 年（7 1 7）までにの編成である。そのために彼は重要な天文儀

唐の玄宗・李隆基は、専門家・基叔を従えて器を発明・製造して、天象の観測と天文測地一行と接するために邢州に行った。彼は商にや測算方面で極めて多くの貢献をしている。

おいて古道唐朝山南漕運、丹水線を経て商州-8-

（２）僧一行の業績た。前述した復矩もその一つで、これはおもふ く く（２．１）復矩の発明
一行は、極めて簡便に直接北極星の地平高に緯度の計測のために用いた。そのほか開元度（つまり測定地点の近似的な緯度）を測定儀を設計し、さらに木型を作ったのを踏まえする観測儀器―復矩―を創造・発明した（図て一行は、銅と鉄でこれ鋳造することを決め、9 年（7 2 1）、府の兵曹参軍・梁令瓉が黄道遊

き か ん２）。この図で、ＡＢは望遠筒（窺管）１、ＣＤは支架杵（儀器を支える架台）、Ｅは錘球、Ｆ

開元 1 1 年（7 2 3）に完成した。この儀器ではは象限分度（当時中国では円周は 3 6 5 .2 5 度動させて、歳差現象（当時歳差は黄道に沿っ―つまり大地（地球）は１日１度ずつ動いて、て西に退いていると認識されていたが、これ１年 3 6 5.2 5 日で太陽を１周するから、円周は実測とは相反していた）と合わせることがを 3 6 5.2 5 度にしたもの。だから、１象限はできた。

黄道は固定的ではなかったので、赤道上に移

9 0 度ではなく 9 1.3 1 度であった）である。復（２・３）水運渾天儀の製造

き か ん

その後、一行と梁令瓉は水運渾天儀を設計・矩を使って望遠筒（窺管）で北極星を観測す
ると、錘球の示す垂線の目盛の象限分度（図製造した。これは水力によって渾儀（渾天儀）２のθ）が北極星の地平高度を示す。つまり、を地球の動きと同期させて回転させるもので任意の観測点の象限分度が近似的に北極高度ある。これには報時装置が付いていて、自動つまり天文緯度を示すことになるわけである。

的に時刻を報じることができるため、“水運渾

復矩は北極星に限らず、任意の星の地平高度天儀”あるいは“開元水運渾天俯視図”と呼を簡単に測定できる便利な観測儀器なのであばれた。
水運渾天儀は水力を使って運転するもので、る。

天体の運行に連動して儀器をゆっくりと回転することができるため、天体観測が正確にできた。この水運渾天儀の原理は後漢の科学者・張衡の設計になるもので、水力によって自転し、１昼夜で１周して星宿の運動以外の表現を取り除くことができた。このため、日が昇
り月が落ちるのが表現され、当然、一行の作ったものは張衡が作った水運渾天儀より精巧・複雑にできていた。だから、この水運渾
天儀を武成殿の前に設置して文武百官に観せると、その製作は精妙で、朔望の測定や時刻
図２の報告は正確なために称賛を博した。

僧一行が作った復矩の構造

ぼくじん（２．２） 黄道遊儀の製造

特に、水運渾天儀上には２個の木人（商州の銅の仏像文物遺跡にあるものと同じ形であ一行は、暦法は過去の実測結果を基礎に確った）が設置されており、これが歯車で動き、立すべきだ、という主張であった。このため、一つの木人は毎刻（古代では１昼夜は 1 0 0 刻

彼はまず、天体の位置を測量する儀器を作っに分けられていたから、１刻は 1 4.4 分）自動
的に太鼓を鳴らし、もう一つの木人は毎辰（現１

このころにはまだガラスのレンズは発明されてはいないので、目標の星に向けた望遠筒だけであった。

在の２時間に当たる）自動的に鐘を鳴らした。
これら２個の木人は機械的な原理によって、-9-古代の機器人の働きをしている。これは、極が同じでないことが分かった。これらの現象

めて精巧な時計機械で、世界で最も早い時報が生じたのは暦法の持つ過去の考察が正しく装置であり、現代の機械類の祖先をなすものなかったことによる。こういったことから、

で、1 3 7 0 年に西欧でできたものよりも、６世

改暦のためには各地で実測する必要が生じた

紀も早い。

のである。

この水運渾天儀が使用されるようになり、このときの測量は、太史監（長官）・南宮説

さらに次に銅鉄で作った渾天儀の便利さが世と太史官・大相元太等の人を分けて各地に派間に広く認識されるようになった。イギリス

遣して、“日影と日奏聞”を観測した。そして、りやくしつの著名な科学史家・李約瑟（ジョセフ・ニーダム）博士は《中国科学技術史》第４巻の中

一行は、南北の日影長の違いを勾股法（ピタで、僧一行と梁令瓉が発明した平行連動装置の測量作業の責任者としてばかりでなく、測は、実質上最も早い機械式の時鐘であり、一量数値の分析計算作業も自分で担当し、実施

切をとらえる什器の祖先であり、欧州で 1 4 世

した。

ゴラスの定理）を用いて計算した。一行はこ紀に発明された機械式時計のプロトタイプで当時、測量の範囲は極めて広く、北は北緯ある、と言っている（鐘表示装置は 1 4 世紀早

5 1 度前後の鉄勒回紇部（今の蒙古のウランバ期に欧州の発明になるという説もあるが、こートル西南）から、南は北緯 1 8 度の林邑（今れは完全な間違いである）。

のベトナムの中部）まで 1 3 ヶ所で（図３）、一行等は新しい仕組みの黄道遊儀で日・月・現在の中国南北の国土境界内よりも広い。こ五惑星などの運動を観測して、一つの恒星ののような規模の測量は、世界科学史上空前の赤道座標と黄道に対する相対位置は、漢代にことであった。

おける測量結果と大きく変化していることを示した。
（２・４）天文測量
一行は皇帝から新しい暦を改編する命を受けて、一次の大地測量作業組織を編成した。
一行のこのときの大規模な天文測量には二つの目的があった。
（１）その一つは中国に古代からあった:“日影長１寸の差は、地表での南北の位置差 1 0 0 0 里に当たる”という伝統理
かしょうてん

論に、劉宋時代の天文学者・何承天（5 4 4－6 0 8）が交州（今の越南河内一帯）の測量基づいて疑問を呈していたのだが、まだそれを実証できずにいたので、その真偽の検証することでりゅうたくあった。隋朝の天文学者・劉 焯 が、それまで提唱されていた間違った実測結果を修正するための具体的な検証計画を立てていたので、一行はその方法にもとづいて実施した。（２）
その二は、当時観測地点が違うと日食の実際の発生の時間と日食の予報と食い違いが生じ、各節気の日影の長さと漏刻による昼夜の区分- 10 -

図３

僧一行と南宮説が 723 年に実施した子午線計測の実測ルート（筆者作成）

そのうち最も注目すべきは、南宮説が自分とから、人々のその時の見方は一致しない。

で率いた測量隊が、隋の劉焯が計画した黄河

初歩的な見積計算の結果は、一行の測量値と両岸平原地域測量の４点で実施した正確な緯

現代の値と比較すると相対誤差はほぼ度測量である。その４点というのは北から南

1 1.8％と見積もられている。

に向かって滑州白馬（今の河南滑県）、汴州浚
儀太岳台（今の開封西北）、許州扶沟（今の河南扶沟）、豫州上蔡武津館（今の河南上蔡）である（図４）。その中の白馬は黄河の北にあり、そのほかの３点は黄河の南にある。これらは
平東経 1 1 4.2 度‐1 1 4.5 度の間にあり、ほぼ同一経度上にある（つまり劉焯が計画したとおり、これら４点はまさに南北経線上にある）。
この４点間すなわち白馬～上蔡間の距離は総計 5 2 6 里 2 7 0 歩、この間の北極高度の差（緯度差）1.5 度に相当するから、子午線１度の弧長が 3 5 1 里 8 0 歩（約 1 2 3.7ｋｍ）という
値を得た。

図４

唐時代の尺は大小があり、一行のこのとき

僧一行・南宮説らが河南平原で実施した
緯度測定位置（部分）の子午線測量の精度は制限を受けるというこ
表１

表２

河南平原での各観測地点間の距離と北極高度の日影長

僧一行らが実施した 2500ｋｍ間の測点と北極高・日影長- 11 -

中国以外の最も早い時期の日影計算に基づ

りゅうしゃく

く地球周長の測定は古代ギリシア時代、アレ劉 焯（5 4 4－6 0 8）が２次等間距離内挿法（挿値法）を発明したあと、唐の李淳風が２次内クサンドリアの科学者

エラトステネスが紀挿法（放物線補間）をまず時刻の計算の中に

元前 2 4 0 年に実施したもので、彼はアレクサ

とりいれ、毎節気の初日の時刻と晷影長から、ンドリア港とエジプトの都市・シエネ（現在それぞれの節気の各日の時刻と晷影長を求めのアスワン）との間の正午の太陽の高度と三た。しかし、各暦法の中での記載や計算によ角法の計算から、スタジア（s t a d i a）というる時刻と晷影長の大部分は、陽城（今の河南単位で地球の直径を計算している。古代ギリ

省登封東南の告成鎮にあった天文台）での測

シの長さの単位は各地で異なるが、エラトス

定数値であった。

テネスの測定結果はアッチカ・スタディオン

一行らは《大衍暦》の編纂のさい、延長の単位（1 8 5ｍ）による計算だと地球周長は

2,5 0 0km に及ぶ大規模な天文測量をおこない、

4 6,6 2 0km、で 1 6.3％多く、エジプト・スタデ

その観測を通して、太陽去極度の緯度変化にィ オ ン （ 1 5 7.5m ） の 単 位 に よ る 計 算 だ と伴う晷影長や地方の位置の違いによる太陽の3 9,6 9 0km となり２％小さい。その後、イスラ

天頂距離には一定の対応関係があることを見ム世界で行われた最も早い子午線の実測は一出した。一行は《大衍暦》の編纂中に、地方行が実施した 9 0 年後の 8 1 4 年のことで、こごとの日影長と去極度の計算法を見出して、のときアッバース朝の天文学者・アル・フワ

これを“九腹晷影”と称した。

ーリズミー（約 7 8 3－8 5 0）が組織した測量隊

暦法の中で、陽城の中での各節気初日の太が、シンジャール平原で実施した１次大地測

陽去極度は出ている。したがって測定をすれ量で得た子午線一度の長さは 1 1 1.8 1 5km（現ば、任意の地域の各節気の太陽去極度の陽城代の理論値は 1 1 0.6km）と、一行らよりもかとの差がわかる。同様に、各節気の陽城とのなり正確な値が得られている。

太陽天頂距離差も測定すればわかるから、こ（２・５）《大衍暦》の制定のような差数を求めるやり方は、任意の地点

一行は開元 1 3 年（7 2 5）から新暦の編纂をすべて同様に適用できる。このようにして、始めた。２年間の時間をかけて草稿ができ、任意の一地方に対して、ただ一つの節気（夏《大衍暦》と名前が定められた。
《大衍暦》は至など）の太陽天頂距離を測って知れば、そ張説と歴官・陳玄景などの整理を経て書物にの他の節気の太陽天頂距離は、すべてこの差なり、開元 1 7 年（7 2 9）からこの新暦にもと数のプラス・マイナスによって求めることがづいて毎年の暦が全国に頒布された。《大衍できる。

暦》は中国では 7 2 9 年から 7 6 1 年まで使用さ

それでも、解決を要する以下の二つの問題れた。開元 2 1 年（7 3 3）に日本に入り、爾来が残る。その一つは、ある地点の夏至（ある1 0 0 年近く利用されてきた。

いは冬至）の天頂距離をどう求めるかであり、（２・６）《大衍暦》の“九腹晷影”算法とその二つは、自分のところの天頂距離から、その正接（t a n g e n t）函数表の作成

晷影長をどう換算するかである。この二つの中国の古代暦法は、後漢の《四分暦》（6 5－

問題は、いずれも一つの影長と太陽の天頂距

2 2 0 に使用）から始まる。各節気の最初の日
きえいちょう離の対応数値表があれば解決される。

きょ きょくどもし、天頂距離を求め、１度おきに影の長の晷影長（正午の影の長さ）と太陽去極度（天の北極からの角距離―角度にしてどれだけ離さの数値表を作れば上述の二つの問題は解決れているか）の観察記録や時刻・晷影長が、できる。まず、測る地点の夏至（あるいは冬

古代暦法の重要な計算項目であった。隋の至）の晷影長を測り（一行率いる 2,5 0 0km の- 12 -

大地測量では、各地でこうした測量をおこな

天文学上の計算史では、唐朝の天文学者・った）、その影の長さから太陽の天頂距離を出

一行は《大衍暦》編纂の中で、次に示す不等

し、前述のような陽城との差分をプラス・マ

間隔二次内挿法を発明した。６世紀に張子信

イナスすれば、当該地の各節気の天頂距離がが太陽の見かけの運動と惑星の公転の不均等

求まり、逆に表から影の長さが求まる。

性現象を発見した後、中国の天文学者たちは、一行は《大衍暦》の中で、このような 0 度

不均等二次内挿法の運用を始めた。それが最から 8 0 度までの、度ごとの影長と太陽天頂距も早くあらわれるのは隋の劉焯の《皇極暦》

離に対応する数値表を作成した。これは世界（6 0 0）である。その後唐代の僧一行が編纂しの数学史上で最も早い正接（t a n g e n t）三角た《大衍暦》（7 2 4）では、太陽の見かけの運函数表である。

動の中心差を計算するために、次に示す不等中国以外では、9 2 0 年ころ、アラビアの学

間隔二次内挿法を発明した者アル・バタ二（al Battani:8 5 8- 9 2 9）が、影の長さと太陽仰角の関係を、0 度‐9 0 度の度ごとに太陽の影長表を作って編纂した。こ

ここに、０≤ｘ<ｎ１日とする。これは１回れも実際上は三角函数表である。これとは別

帰年を 2 4 節気に分けたとき、ｎ１とｎ２はそに ア ラ ビ ア の 学 者 ア ブル ・ ワ フ ァ （ A b u l-

れぞれ隣り合った運動の中心差を表している。

W a f a:9 4 0 – 9 9 8 ） は 、 9 8 0 年 こ ろ に 正 接

Δ１Δ２は常数である。この関係（１）が一（t a n g e n t）函数表を作った。一行とアル・行の有名な「不等間隔二次内挿公式」である。

バタ二とは経過は違うが正接と余接の函数表

この式中、ｎ１＝ｎ２＝ｎとすると、公式を作っている。彼ら二人の発明の内容は、ほの二次差分はΔ２＝Δ1－Δ２となり、得られとんど同じである。一行の正接函数表はアル・たｘ函数は、劉焯が《皇極暦》で用いた「等バタ二の余接函数表より 2 0 0 年ほど早く、ア

差二次内挿公式」と同値となる。ということ

ブル・ワファより 2 5 0 年ほど早い。一行の正は、明らかに、劉焯の公式は一行の公式の特接函数表は 0 度‐8 0 度だが、実用上の利便さ

別ケ－スなのである。いうまでもなく、二人はアル・バタ二のものと大きな違いはない。

とも（１）に示したような形で数式を示した（２・７）《大衍暦》における挿値算法（内わけではなく、縦書きの文章で示したものである。

挿法：補間法）の発明
今日、内挿法（ある既知の数値データ列をもとにして、そのデータ列の各区間の範囲内

薮内清（1 9 4 4）は彼の博士論文で劉焯・一を埋める数値を求めること）には、通常ニュ

行の計算法をそれぞれに「等間隔二次内挿法」

ートンの内挿公式が用いられる。その不等間と「不等間隔二次内挿法」であるとし、劉焯・

隔形式は、等間隔形式に比べて複雑である。

一行の函数（１）がガウスの内挿公式に変換することを通じて、この公式はガウスの等間隔内挿法と不等間隔内挿法と等価であるとしている１）。薮内清のこの発見の 1 0 年余り後、中国の李儼２）は劉焯・一行の函数（１）を変換すると、ニュートンの内挿公式になることを示した。つまり、劉焯・一行の計算方は、それぞれニュートンの等間隔内挿法と不等間隔内挿法と等価であるとした。しかし、一行

図５

２次元の内挿モデルの例- 13 -

の内挿法上の貢献は、中国以外の天文計算関
係では、あまり注目されてはいない。

・・動のずれは、張子信によって初めて知られた。
この知識が隋・唐の天文台に受け継がれ、暦法は一層確実なものとなっていったのである。

このように中国古代の非線形内挿法は、隋の劉焯が《皇極暦》２の編纂の際に考案し、太劉焯は《皇極暦》を作るときに、2 4 節気は

陽運行の不均衡性を念頭に置いて、太陽行度

みな“定日”で対応することにした。しかし、を求めるために最初に考えだしたものである。

劉焯はさらに太陽の速度の加減と節気の関係

それを踏まえた一行の内挿法は、その時点でをはっきり示しており、彼の太陽の日躔表ではまだ、いかに広範な意義を持つかは想像では、秋分の定日後から次の年の春分定日まできるようなものではなかった。内挿法自体は、を 1 2 区分し、この間の毎気は 1 4.5 4 日であ前述のように一行の算法と劉焯の算法とは実り、春分の定日から秋分の定日前までも平均

質的には同じであり、一行の特別ケースが劉1 2 区分し、この間の毎気は 1 5.4 5 日である

焯の算法であったのだ。

とした。つまり劉焯の節気は“定気”ではな《皇極暦》では、平節気は等間隔をもっていことがはっきりしている。劉焯はこうした

日躔表（太陽の通る道筋）の基礎の上に内挿

太陽の見かけの運動変化モデルを図６のよう値をなす“定節気”である。《大衍暦》以降、に考えていたのである。

一行はすべて１回帰年 3 6 5.2 5 日を 2 4等分した節気に分け（つまり毎節気は 1 5.2 2 度）、2 4
節気３を“常気”または“平気”と呼んだ。
６世紀半ばに活躍した北朝の北魏―北斉の学者・張子信（？－？）は、中国天文学に一時期を画した学者で、3 0 年にわたる天文観測・・の結果、太陽が円軌道よりずれて動く事実を発見した。そして“太陽は春分以降には遅く

図６《皇極暦》（6 0 4）の太陽の見かけの運動モデル７）なり秋分以降は速くなる”ことを指摘している。これは地球の軌道が円ではなく楕円であ劉焯の日躔表に示されている規定では、太ることから、太陽の黄道上での運動速度が一陽の視運行（見かけの運動）は、1 年のうちで定にならないことによるものだ。月の運動には規則的に変化しており、冬至には最も早く、ついての同様の事実はすでに後漢末には知ら

冬至後にはしだいに遅くなり、立春になるとれていたが、＜日行盈縮＞と呼ばれる太陽運

速さを加えはじめ、春分時にはまた最も早くなる。冬至から春分までの間の平均速度は速

２

《皇極暦》
：明の劉焯が編纂した太陰太陽暦で、六朝時代の天文学の成果のすべてを採り入れた画期的な暦法で、煬帝は採用を求めたものの、当時の太史令・張冑玄らの反対にあい、そのうちに作者の劉焯がなくなったこともあって、施行されなかった。１
太陽年を 3 6 5.2 4 4 5 日歳、歳差には 7 6 年に１度という値を取っている。日月の運航には、内挿法が用いられている。
３
24 節気：太陽の黄経を 24 等分して、その一つひと
つに季節の細分を割り当てたものである。季節は
太陽の赤緯に支配されているが、それを再区分するために用いる。

く、春分後太陽の視運動の速度は突然最も遅くなり、その後だんだん速度を増し、立夏からはゆっくりに減じはじめ、夏至で最もゆっくりとなる。春分から夏至までの間の平均速度はゆっくりである。夏至以降の変化は今述
べた夏至までの状況の鏡面対称である（図６）。
この劉焯のモデルでは、太陽の見かけの運動
速度の変化はかなり奇妙な不連続状態を示し- 14 -

ていることが分かる。

そのほかにも一行の天文学上の業績や本業

これに対し一行はこの劉焯モデルの不合理性を認め、太陽は１回帰年 3 6 5.2 4 4 4 日の中である仏教上の業績も多いが、本文との直接関係が薄いため省略したい。

で、3 6 5.2 4 4 4 度動き、年間を通して毎節気
1 5.2 1 8 5 度動くとした。つまり、一行の《大衍暦》での太陽盈縮の１年間の変化は、冬至付近で最大となり、以降はだんだん小さくなって夏至で最も遅くなり、以降はまた次第に速さを増すとしている（図７）。冬至は太陽の

参考文献

視運動の近日点に当り、夏至は遠日点に当たるのである。この認識は今日から見ても正確である。これに対し《皇極暦》のモデルはあまりに奇妙で実際には合っていなかったことがわかる。

１）薮内清：隋唐暦法史の研究（博士論文）三省堂

P.P.71- 74

２）李 儼 ： 中 算 家 的 内 挿 法 研 究
1957

科学出版社

（中国語）

３）
《中国測絵史》編集委員会編：中国測絵史、測
絵出版社

2002

（中国語）

４）金応春・丘富科編著：中国地図史話版社

科学出1984（中国語）

５）ジョセフ・ニーダム（東畑精一ほか日本語監修 ）： 中 国 の 科 学 と 文 明

第一巻

思索社

1980
６）薮内清責任編集：世界の名著
学
図７

中央公論社

続Ⅰ

中国科

1975

７）曲安京：中国の数学技術研究：回顧と展望《大衍暦》（7 2 4）の太陽の見かけの運動モデル７）

理解析研究所講究録1317 巻図７のように、冬至付近での太陽運行速度

p.p.91-107 (台湾)

は最も速い。このため、２節気間の太陽運行

８）中国のインターネット百度（中国語）

時間は最も短く、夏至付近での太陽運行速度

９）中国のインターネット百度（中国語）は最も遅い。だから、２節気間の時間も最も長い。実際上《大衍暦》では、まず平分の黄道を 2 4 等分するように提唱し、太陽が実際等分された区間を動く時間長が、各節気の長さであり、これが通常“定気”と称される概念である。一行が正確な“定気”概念を提唱して以来、太陽運行改正時の計算は、自然と内挿値間隔となった。内挿法自体については、前述したように劉焯の方法（一行の算法の特例が劉焯の算法であるが）に沿った方法である。

- 15 -

数

平成 29 年度 水路技術奨励賞（第 32 回）－業績紹介－

去る平成 30 年 2 月 27 日に同賞の表彰式があり、５件７名の方々が授与されました（「水路」
第 185 号で紹介）。本号では業績内容をご紹介します。ただし共同研究課題の場合、全容をご紹介できないこともあります。

１．
「西之島火山周辺における海底地震観測による自然地震活動と浅部地殻構造の特徴に関する研究」
受賞者：海上保安庁海洋情報部 技術・国際課海洋研究室

岡田 千明

２.「沖合観測情報に基づくアンサンブル津波予測手法の開発」
受賞者：（国研）海上･港湾･航空技術研究所 港湾空港技術研究所 髙川 智博

３.「低天端有脚式離岸堤「バリアウィンＴ」の開発」
受賞者：東洋建設（株）土木事業本部 総合技術研究所鳴尾研究所

山野 貴司

４.「北極海 海氷下観測用小型ＡＵＶの開発」
受賞者：（国研）海洋研究開発機構 海洋工学センター海洋戦略技術研究開発部
海洋観測技術研究開発グループ

渡

基盤技術研究開発グループ

杉本 文孝

株式会社インターリンク 開発部第四開発課

坪根

健介
聡

５.「拡張現実を用いた水中可視化システムの開発」
受賞者：東亜建設工業株式会社 土木事業本部機電部- 16 -

田中 孝行

１．西之島火山周辺における海底地震観測による自然地震
活動と浅部地殻構造の特徴に関する研究
海上保安庁海洋情報部 技術・国際課海洋研究室

岡田 千明

１．西之島について
西之島は、東京から南方へ約 1000 km 離れ2015 年 11 月の噴火を最後に噴火活動は休止

たところにある火山島で、伊豆・小笠原島弧

していたが、2017 年 4 月に再噴火し、8 月ま－海溝系の火山フロント上に存在する（図１）。

では噴火が確認されていた。
海上保安庁では、2013 年(平成 25 年)11 月に約 40 年ぶりに噴

海上交通安全の確保を目的として、航空機等

火が確認されてから、大量の溶岩流出を伴うを使用した海域の活火山や海底火山の定期的活発な火山活動が約２年間継続した。

な監視・観測を行っている〔例えば、小野・他，2015，2018〕。また、活火山周辺の海底地形調査、地殻構造調査等の測量船を使用した海洋調査も実施している〔例えば、西澤・他，2000〕。西之島においても、火山活動が継続していた 2015 年 6 月から 7 月にかけて、測量船「昭洋」による噴火後初めてとなる総合的な海洋調査を実施した。その際、海底地震計（Ocean Bottom Seismograph；OBS）
を使用した西之島火山周辺の自然地震観測、及び小規模な地震波速度構造探査を実施し、西之島火山周辺の単純な地震波速度構造モデ
ルを推定した。本稿では、西之島火山周辺で
OBS を使用して行った地震学的調査・観測から判明した結果について説明する。

２．調査概要調査当時、西之島を中心とする半径４km 以内の範囲は、噴火警戒範囲として測量船の航海が禁止されていた。そのため、当庁では噴火警戒範囲外で西之島を囲むように４点、および南側の西之島南海丘上に１点の OBS を設置した。当庁が設置した OBS の位置を図２に
図１

伊豆・小笠原島弧−海溝系における活動的な火山の分布（赤三角）。
星印の火山においては、以前海上保安庁による海底地震観測を実施した。青星印で西之島の位置を示す。

- 17 -

示す。OBS は、３成分の速度型地震計とハイドロフォンを装備しており、船上からの音響信号による切離装置付きの自己浮上式である。
地震波速度構造探査においては、人工震源

としてエアガン、受振器として OBS を使用した。地震波速度構造探査の模式図を図３で示す。測量船で曳航したエアガンから、空気を圧縮して人工的に作られた地震波が放出される。その地震波は海水中を通り海底面まで到着すると、岩石の種類や密度の違いから海底面やその下にある地層の境界面で反射したり屈折したりする。屈折した波はその後も速度構造の変化に応じて進行方向を変えながら海底下を伝播し、海底に設置した OBS まで到達する。OBS で記録された地震波の走時(到着時図３

地震波速度構造調査の模式図。
本解析では、主に赤点線で示した屈折波のデータを使用した。

刻と発震時刻の差)や振幅から、観測記録を最も適切に説明できる地下構造のモデルを推定した。調査当時、海上保安庁の他に東京大学

３．西之島周辺の自然地震活動の特徴

地震研究所と気象研究所も西之島周辺に OBSOBS の連続波形記録から、西之島周辺の自を設置していたため、測線設定の際には全て

然地震活動について以下の２つの特徴が確認の OBS の直上をできるだけ通るように配慮しされた。

た。構造探査を行った全ての測線位置を図２①

断層のズレによって発生する地震は、の赤線で示す。当庁の OBS の直上を通る測線

遠地地震を除いて検出されなかった。断は図２の黒線と黒点線で示す５本である。全層運動によって起きる通常の「地震」のての測線が一筆書きになるように設定したた震動波形では、地震波の振動方向の違い

め、探査開始から全測線終了まで連続でエアからＰ波・Ｓ波などの複数の波の到着をガンを発振している。

区別することができる。しかしながら、
西之島周辺での観測期間中、Ｐ波・Ｓ波が明確に区別できる震動波形はほとんど確認できなかった。
西之島火山周辺では、断層運動により発生する地震があまり起きていなかった、もしくは OBS で記録できないほど規模が小さい地震が起きていたと推測される。
② １分程度の間隔で発生している特徴的なイベントが複数の OBSで同時に確認された。OBS 記録におけるイベントの震動発生時刻と、船上からの噴火活動の目視観察を比較すると両者は非常によく対応

図２

西之島周辺に設置した海底地震計（三角）および地震波速度構造探査測線（赤線）の位置。
各地震計の所属は以下のとおり；青：海上保安庁、
黄：気象研究所、緑：東京大学地震研究所。黒太線と黒点線で示した測線について P 波速度構造解析を実施した。

しており、震動開始から数秒遅れて火口からの噴火が発生していることが判明した〔森下・他，2015〕。図４では、OBSSt1の観測記録との対比を示す。オレンジ色の範囲が火口からの噴煙が視認された時- 18 -

間帯であり、ほぼ同時刻にこの特徴的な噴火に伴う震動と解釈される波形の周震動がすべての OBSで観測されているの波数特性を調べるために、それぞれので、これを噴火に伴う震動であると解釈

OBS で記録された震動波形のスペクトロ

した。

グラム（Gabor Spectrogram）を計算

図４

測量船上から目視で確認した火口からの噴煙放出時間と OBS St1 で記録された震動波形(上下動記録)との対比。
１本のトレースは、５分間に相当する。

図５

噴火活動に伴うと推定される震動波形記録から作成したスペクトログラム。(a)St1 における震動波形記録(下図)とそのスペクトログラム(上図)。(b)St2 における震動波形記録(下図)とそのスペクトログラム(上図)。

- 19 -

した。図５（a）の St1 の記録を見ると、で、青と緑の影の部分の深度やその水平方向

イベントの初期部分(赤枠の範囲)ではの広がりを正確に決めることはできないが、10Hz を超えた高周波域に信号が確認さ

西之島火山体の直下に地震波を減衰させる領れる。その後の 15 秒間程度（オレンジ色

域が存在することが示唆された。

枠の範囲）では信号の帯域は10Hz 以下となり、さらにそれ以降では 5Hz 以下になる。図５（b）の St2 の記録では、前半部分で見られる高周波成分は約 10Hz 以下であったが、イベントの後半に向かうにつれてさらに低周波域が卓越していく変化が確認された。このような周波数特性から 1 回のイベントにおいては、火山体内で噴火の発端となる現象が起こっている時に高周波成分が卓越し、低周波成分が卓越する時間帯に火口から噴煙が放出されていると推定した。

図６４．西之島火山周辺の地震波速度構造モデル

OBS St1 で記録されたエアガン発震のレコードセクション（上下動記録）。
エアガン発震時刻に合わせて OBS の記録波形を切り出し、5-30Hz のバンドパスフィルターをかけている。

西之島周辺の地殻構造を推定するにあたり、２種類の解析を実施した。

（１）ファンシューティング
Ｐ波速度構造解析を実施する前の予備的な解析として、エアガン発震位置から西之島山
体下を伝播した波線が各 OBS に達するまでにどのように減衰するかを調べてみた。
図６に OBSSt1 で得られたレコードセクシ
ョンを示す。この解析では、エアガンショッ
トの時間に合わせて OBSの連続波形を切り出し、１ショットごとの記録波形をショット順に左から並べている。大半の時間帯ではエアガンからの震動が記録されているが、突然震図７

OBSSt1 のレコードセクションから推定された、地震波を減衰させると推定される物質の存在域の重ね合わせ。
OBS のレコードセクションで地震波が記録されなかった範囲の波線が通ると推定される領域を緑色と青色の網掛けで示した。網掛けの色は図６の両矢印の色とそれぞれ対応している。西之島火山体の直下に地震波の減衰域の存在が確認できた。

動が記録されなくなったり振幅が大きく減衰したりする区間があることが判明した。St1
において減衰が確認された区間において、エアガンからの地震波が伝播したと推定される領域を図７の緑色と青色の網掛けで示した。
震動の減衰が確認された区間は、波線が西之（２）Ｐ波速度構造解析

島火山の直下付近を通る傾向にあることが判

Ｐ波速度構造解析は、各測線の各 OBS につ明した。他の４台の OBS 記録でも同様の傾向

いて観測記録（レコードセクション）の作成、が確認されている。速度構造が不明であるの

OBS に最も早く到着する屈折波初動とその後- 20 -

に到着する反射波走時の読取、初期モデルの① 浅部より、最上部堆積層（約 2.0km/s

作成、２次元波線追跡法を使用したフォワー層）、3.4km/s 層、4.7km/s 層、6.0km/s

ドモデリングによるモデルの改良[Fujie et層の４層に分けることができる。

al., 2000; Kubota et al., 2009]の順で②

最上部の堆積層は、Ｐ波速度が概ね実施した。Ｐ波速度構造モデルの推定は、当1.9−2.1km/s となっている。厚さは約庁設置の OBS の直上を通る５測線で解析を行

1km であるが、測線を通して一様な厚さったが、そのうち図２の黒点線で示す１測線を示している測線と、厚さに変化がある

は OBS の記録に雑微動が多く、エアガンから測線に分かれている。

の地震波信号の走時を読み取ることができな③

堆積層の下にある層は、速度かったため、残りの４測線の速度構造モデル

3.4−3.5km/s と 推 定 さ れ た 。 厚 さ はを推定した。例として、西之島の南西側を通1−2km で測線ごとにばらつきが見られる。

る S1 測線の速度構造モデルを図８に示す。

④ 3.4km/s 層の下位に、速度 4.7km/s の４測線に共通して確認されたＰ波速度構造モ層の存在が認められた。厚さは 1−2km でデルの特徴は以下の通りである。

あ る が、 堆 積層 や 3.4km/s 層 より も4.7km/s 層が厚い測線が多い。
⑤

OBS の レ コ ー ド セ ク シ ョ ン か ら 、

4.7km/s 層下にさらに速度の速い層が存在していると推定された。この層は、速度 6.0km/s とすることで説明することが可能である。しかし、測線上の２台のOBS に対する波線図を見ると(図８(b))、6.0km/s 層を通過した屈折波の波線が２台の OBS で重なる範囲が狭く、測線の中央部のみに限定されていることから、中央部以外の範囲においては推定精度が低い。また、オレンジ色の計算走時曲線で示している信号よりも後に到達した反射
波の信号が確認できなかったため、この層の下端の深さと速度は決定できなかった。
⑥ 堆積層（海底面）から 4.7km/s 層までの厚さは、概ね 3−4km である。
また、海底地形と速度構造モデルの比較から、西之島の北西に存在する地形の高まりと西之島南海丘の直下において、周囲よりも高図８（a）S 1 測線（O B S S t 1 と S t 4 上を通る西之島北西側の測線）のＰ波速度構造モデル。コンターは、
0 . 2 5 km/s ごとの等速度線を示す（2 − 6 km/s の範囲）。
（b）２つの O B S における地震波の波線図。
青線は、各層の境界線を示す。
（c）S t4のレコー
ドセクション上に計算走時をプロットしたもの。
（d）S t 1 のレコードセクション上に計算走時をプロットしたもの。

- 21 -

速度層の上昇が認められた。図９で示した S2測線が通った西之島南海丘の近くでは、
3.4km/s 層と4.7km/s 層が周辺よりも浅部に存在していることが確認された。

謝辞
本調査にあたり、測量船「昭洋」の船長を始めとした乗組員の方々、また現地調査班の皆様には、調査機器の運用を安全に遂行していただいたことに感謝いたします。海底地震観測計画策定に際しては、東京大学地震研究所の篠原雅尚氏、気象研究所の高木朗充氏には大変お世話になりました。海底地形図や航跡図の作成には GMT（Generic Mapping
Tools；Wessel and Smith,1998）を使用しました。ここに記して感謝いたします。

図９

S 2 測線（O B S S t4 と S t5 上を通る西之島南西側の測線）のＰ波速度構造モデルと海底地形の対比。
上図は S 2測線の位置と海底地形、下図は P 波速度構造モデルを示す。測線南東側の西之島南海丘の直下
で 3 . 4 km/s 層と 4 . 7 km/s 層が上昇している。6 . 0
km/s 層の上昇は測線長の問題もあり、今回は確認できなかった。

参考文献
1) 小 野 智 三 ・ 濵 崎 翔 五 ・ 矢 島 広 樹 ・ 伊 藤 弘
志・野上健治(2015) 西 之 島 火 山 の2013-2014 年 噴 火 活 動 ， 海 洋 情 報 部 研
究 報 告 , 52, 56-78.
2) 小 野 智 三・佐 藤 泉・森 下 泰 成・濵 崎 翔 五・野 上 健 治 （ 2018） 2013 年 － 2015 年 の５．おわりに

西 之 島 火 山 の 火 山 活 動 ，海 洋 情 報 部 研 究

本調査結果は、西之島火山の噴火活動様式

報 告 55， 20‒54．

の把握や今後の震源決定精度向上のための観測点補正の推定等に貢献できると考えられる。

3) 西 澤 あ ず さ ・ 小 野 智 三 ・ 大 谷 康 夫 ・ 古 川
博 康 (2000) 明 神 礁 に お け る 海 底 地 震

なお、今回のＰ波速度構造解析では解析に使

観 測 , 水 路 部 研 究 報 告 , 36, 37-56.

用できるデータが少なく、１つの層内の速度

4) 高 木 朗 充 ・ 西 澤 あ ず さ ・ 篠 原 雅 尚 ・ 長 岡を一定と仮定した極めて単純なモデルの推定

優・木 村 一 洋・森 下 泰 成・小 野 智 三（ 2015）を実施した。火山体の構造は３次元的に不均

西 之 島 火 山 周 辺 の 海 底 地 震 合 同 観 測 ，日質であるため、不均質性を反映させたより詳

本 火 山 学 会 2015 年 秋 季 大 会 講 演 予 稿 集 .

細な構造を推定するには、OBS を密に設置し

5) 森 下 泰 成 ・ 小 野 智 三 ・ 濱 崎 翔 五 ・ 高 橋 日さらに多くのデータを取得することが必要と

登 美・野 上 健 治（ 2015）西 之 島 火 山 の 調考えられる。加えて、2017 年 4 月の再噴火以査 航 海 結 果（ 速 報 ），日 本 火 山 学 会 2015

降の火山活動によって、さらに島が拡大した

年秋季大会講演予稿集.

ことが確認されており、今回推定した地殻構

6) Fujie, G., J. Kasahara, T. Sato, and造も変化している可能性がある。火山活動がK. Mochizuki (2000) Traveltime and

収束した後、再度海底下の構造に関する調査

raypath computation: a new method inを実施することが期待される。

aheterogeneous

Explor. Geophys.

- 22 -

medium,J.

Soc.

Jpn., 53, 1–11.

7) Kubota, R., E. Nishiyama, K. Murase,and J. Kasahara (2009) Traveltime
estimation
later

of

first

arrivals

phases

using

the

and

modifiedgraph method for a crustal structure
analysis, Explor. Geophys., 40, 105–
113.
8) Wessel. P., and W. H. F. Smith (1998)
New, improved version of the Generic
Mapping Tools released, EOS Trans.
AGU, 79, 579.

- 23 -

２．沖合観測情報に基づくアンサンブル津波予測手法の開発（国研）海上･港湾･航空技術研究所 港湾空港技術研究所

髙川 智博

１．はじめに
津波は水路や港湾、その背後地に甚大に被害を及ぼす。その多くが海域の地震によって励起され、津波発生源近傍ではわずか数分で破壊的な津波が沿岸を襲うことがある。
一方、
東京湾、伊勢湾、大阪湾などの社会資本が集積する湾奥では、地震発生から津波の浸水までは１時間程度の時間的猶予がある（図１）。
そのため、沖合で捉えた津波の観測情報に基づく確度の高い予測情報は、緊急対応の重要な判断要素となりうる。
地震や津波の発生後に観測情報に基づいて
津波浸水を予測する手法には、さまざまな手法（Tsushima and Ohta, 2014）が提案されている。これらは事前計算を主体とする方法と事後の計算を主体とする方法の２つに分けて考えることができる。事前計算を主体と図１する方法（例：Abe and Imamura, 2010）

東京湾における南海トラフ地震津波（内閣府(2012)
ケース①）の第一波到達時間

では、複数の地震や津波の発生シナリオを想定し、予め津波の伝播浸水シミュレーション

報性という点ではデータベース方式にはかなを行って、その結果をデータベースとして記わない。しかし、事前に設定する津波発生シ録しておく。実際に地震や津波が発生した際

ナリオに依存しない方法（例：辰巳・富田,には、観測データとデータベースを比較し、2008, Tsushima et al., 2009）を用いる

適合度の高いシナリオから予測値を生成する。

ことで、自然界で発生する複雑で多様な津波

事前にシミュレーションを実施することから、（図２）に対応可能な予測手法を構築するこ

速報性に優れている。一方、事前に想定するとが可能である。また、非線形性の強い浸水シナリオの多様性には限界があり、実際に発現象のシミュレーションを事後的に行うため、生した津波がこれらシナリオでうまく近似で浸水に大きな影響を及ぼす地形や防護構造物

きないものであった場合には、大きく精度がの変化にも、大幅なデータベースの更新をす低下する可能性がある（Hossen, et al.,

ることなく、柔軟に対応することが可能であ2015）。事後計算を主体とする方法（例：る。とくに、浸水現象は地殻変動による地盤

Titov et al. 2005）では、地震発生後に津高の変化の影響を強く受けるが、津波と同時

波伝播浸水シミュレーションを実施し、予測

生起し、予測結果に重大な影響を与えるこうを行う。こちらは、事後計算であるため、速した変化も予測に取り込むことができるのも、- 24 -

事後計算方式が精度を向上させる上で有利な

サンブル津波予測のスキーム（高川・富田,点である（高川・富田, 2012, 2014）。ここ2015）を図３に示す。スキームは大きく、（１）では高精度な予測が期待される事後計算方式

沖合観測波形データの逆解析による津波波源

による津波浸水予測手法、なかでも予測の不推定と、（２）浸水を伴う非線形現象に適用可確実性の定量化機能を備えた新しい津波浸水

能なアンサンブル予測という２つの部分に分予測手法について、その概略を紹介する。

けることができる。

ここで紹介する沖合観測情報に基づくアン

図２

図３- 25 -

津波観測波形データによる
2 0 1 1 年東北地方太平洋沖地震による津波の初期水位
分布の時間発展の解析例（ Takagawa and Tomita(2012)を修正）。日本海溝に沿った隆起帯が北方に伸張する顕著な異方性があり、複雑な時空間分布を示すことが大きな特徴。

沖合観測情報に基づくアンサンブル
津波予測のスキーム（高川・富田（2015）に加筆）

２．観測データに基づく津波波源推定と不確実性の定量化

３．非線形現象に適用可能なアンサンブ
ル予測

波源推定は階層ベイズモデルを用いた観測

多変量正規分布でモデル化された津波の初津波波形の逆解析により行い、津波の初期水期水位分布の不確実性が津波伝播により陸域位の時空間変動を推定する（図２）。解析方法にどのように伝わるのかを推定するのが、次の詳細については高川・富田（2012,2014）の課題である。ここで、単純な例をもとに、を参照いただきたいが、重要なのはこの手法

津波浸水による非線形性によって、確率密度

により、初期水位の最尤推定量が求められる分布が大きく変化すること、そしてそのようだけではなく、その不確実性の幅も同時に推な非線形変換に適用可能なアンサンブル予測

定できることである（図４）。これにより観測について述べる。

点の増設や観測時間の増加が波源の推定精度

図５は津波来襲時の堤防の前面の水域の水の向上に与える影響を定量的に示すことが可位と堤防に守られた背後地域の水位の関係を能となる。この解析では、沖合の津波伝播現

簡単な非線形変換としてモデル化したもので象がほぼ線形な現象であることを利用し、線ある。左下の図の青実線は、堤防の高さを越形近似のもとで逆解析を行っており、波源のえるまでは背後地域は一切浸水しないが、津推定結果は水位の時空間変動を表す多変量正波の水位が堤防の高さを越えると、前面と背規分布で表される。

面の水位が一致するまで浸水が進行することを表している。比較のために線形変換の例も

図４

階層ベイズモデルによる津波波源推定と不確実性の定量化の例。観測点の数と観測時間を変えた場合の推定結果の比較。上段が津波波源の真値、中段が波源推定値の平面分布、下段が推定値の鉛直断面である。観測点が多く、観測時間が長くなるほど推定の中央値が真値に適合し、信用区間が狭まる（高川・富田（2014）に加筆）。

- 26 -

黒破線で合わせて示した。3 m の高さの堤防に、変形を推定するのに用いられる方法がアンサ

高さ 2.5±1.5 m の津波が作用する場合を考ンブルによる推定である。この方法では確率

える（確率密度分布を平均 2.5 m、標準偏差密度分布を多数のアンサンブルメンバーの集

0.75 m の正規分布でモデル化）。このとき線合でモデル化する。アンサンブルメンバーは

形の場合は堤防背後の水位の確率密度分布は、確率密度分布からのモンテカルロサンプリン

堤防前面と同じく一つの頂点の周りになめら

グによって得られる（高川・富田 2015）。図

かに裾野が広がる正規分布となる（図５右下

５の左上図の緑色の円が個々のアンサンブルの黒破線）。しかし、非線形変換の場合は分離メンバーを表し、これらの集合、すなわちア

した２つ頂点をもつ分布となる（図５右下のンサンブルによって確率密度分布を表現する。

青実線）。
防護レベルを越えるか越えないかで、

非線形変換の場合、広がりをもった分布がど背後域の被害が大きく異なるというのは、津のように変換されるかを簡単に計算すること

波浸水現象に本質的な部分であり、こうしたができない場合も多いが、広がりを持たない

非線形性に伴う確率密度分布の変形は予測のある特定の状態（アンサンブルメンバー）が不確実性を評価する上で適切に扱う必要があ変換によってどう変化するかは、単純に個々る。しかしながら、ここで見たように強い非のメンバーの値に変換を施すだけで計算でき線形性を持つ津波浸水現象においては、仮にる。図５の緑の矢印がアンサンブルメンバー

前面水位の確率密度分布が正規分布のようにの変換を表している。このように、アンサン

解析的に扱いやすい分布で与えられたとしてブルを用いることで、非線形現象であってもも、背後地の確率密度分布は複雑な形状とな

初期値に含まれる不確実性の分布が、どのより、解析的な扱いが困難である。このように

うに時間的・空間的に伝播していくのかを追

非線形性が強い現象に対し、確率密度分布の跡することができるようになる。

図５

堤防の前面水位と堤防の背後の水位の非線形な応答関係、および、非線形変換に伴う確率密度関数の変形とアンサンブルによる予測の模式図。

- 27 -

地盤変動の影響も考慮するため、地殻変動量

４．想定南海トラフ地震津波の模擬観測
波形を用いた手法の検証

をデータとして与えた場合と与えない場合にここで紹介したアンサンブル津波予測手法

殻変動量については国土地理院の電子基準点を想定南海トラフ地震津波の模擬観測データのデータを用いることにより、地震発生後数に適用した事例（高川・富田，2015）を紹介

分程度で推定することができるため、ここでする。この事例では、名古屋港周辺地域を浸は既知の情報として予測スキームに入力した

水予測の対象地域とし、想定南海トラフ地震（図３中段）。

ついてそれぞれ検証した。なお対象地域の地

津波（内閣府（2012）ケース①）が発生した

図６の上段に沖合観測点の波形予測結果を場合について調べた。検証ではまず模擬観測示す。図より、観測時間が 7 分→10 分→15 分

波形を作成する。これは、想定される津波発と変化する中で、波源推定に使用した時間以

生のシナリオから津波の伝播浸水シミュレー

降のデータにおける信用区間の幅が減少し、ションを実施し、その結果から GPS 波浪計な予測誤差が低減していること、信用区間の幅

ど実際の沖合の津波観測地点での水位の時系が減少しているにも関わらず、真値をほぼ内

列データを抽出し、その波形データに人工的包しており、信用区間の推定がほぼ正しく機な観測ノイズを加えることで作成した。この能していることがわかる。また、地震発生後

模擬観測データと地震の震央位置の情報を入

10 分の時点では、伊勢湾口沖、高知西部沖な力として津波波源の推定を行った（図３上段）。

どにはまだ第一波のピークが到達していない

さらに、対象とした地震はマグニチュード

が、この時点で第一波のピークが信用区間で9.1 の巨大地震であり、対象地域で 0.5 m 程

捉えられている。これは、波源から比較的離度の地盤の沈降が想定されている。こうしたれた沖合観測点では津波到達前に、到来する

図６- 28 -

津波の時系列波形の真値と推定値の比較。左列は 7 分間の観測データに基づく予測を表し、中列、右列はそれぞれ 10 分間、15 分間のものである。赤線よりも左側の区間が推定に用いたデータであり、右側が予測区間である。推定値の不確実性を緑色の帯の幅で表現している（高川・富田，2015）。

津波のピーク波形に関するリスクを正しく認

測情報の活用にあたってはこうした誤差があ識できることを示している。

ることも認識しておく必要がある。

図６の下段には名古屋港の入り口付近に位

名古屋港周辺地域の浸水深面積の予測結果

置する鍋田埠頭 T3 バースの前面水域の水位を図７に示す。時間経過に伴う観測データの変化とバース上の陸上地点の水位変化を示し

蓄積により信用区間の幅が徐々に減少し、真た。バース全面の波形に関しては、沖合観測値に収束していることがわかる。一方、図に点の場合と異なり、地震発生後 90 分頃まで

は地盤沈下を考慮しない場合の推定結果も合の引き波を全く予測できていない。この引きわせて示した。名古屋周辺地域では南海トラ

波は GPS 波浪計等の沖合観測点では捉えられ

フ巨大地震時に 50 ㎝程度の地盤の沈降が想ない伊勢湾内の波源によるものである。この定されている。地盤の沈降を考慮しない場合

引き波成分を予測するには、伊勢湾内の領域には、30 % 程度浸水面積を過小評価することも波源域に加えるとともに伊勢湾内の津波波になる。ここで示した結果は、精度の高い浸形観測データも取得する必要があると考えら

水状況の推定を行うには、地盤変動量を取りれる。一方、太平洋側の津波波源に対応する入れた推定を行うことが不可欠であることを第一波の押し波が到来する地震発生から 90示している。

分後以降は、沖合観測点と同様に、観測デー

地盤変動を考慮することで開発手法によりタの蓄積により信用区間が徐々に縮小するこ

浸水面積が適切に推定できることが示されたと、全体的な波形の概略を再現することに成が、浸水域の空間分布はどうであろうか。図

功している。一部に信頼区間から真値が外れ８には最大浸水深分布の真値と7 分間と15 分ている部分があるが、これには水路端での浸間の観測データに基づく 50 パーセンタイル

水・反射に関係する非常に非線形性の強い現推定値を示した。左側の列に示した図からは、象が関係しており（高川・富田，2015）、アン

推定値が全体的な浸水分布の傾向をよく再現

サンブル予測でも捉えにくい部分である。予していることが見て取れる。より詳細に真値と推定値の違いを比較するために両者の差分をとったものが真ん中の列の図である。庄内川より東側では過小評価、西側では過大評価となっていることがわかる。両者の面積差が全体の浸水面積に比して小さいため、浸水面積という評価基準では真値とほぼ一致するものの、予測誤差の分布には空間的な偏りがあることがわかる。ただし、その予測誤差はほぼ全域で 75 ㎝未満となっており、この区域の最大浸水深が 3 m 以上であることを考えると、誤差は 25 ％未満である。また、上下の図を見比べることにより観測時間の増加とともに、真値との差が減少し、推定精度が向上していることが確認できる。次に、図８の右列には 97.5 パーセンタイル推定値と真値との図７

名古屋港周辺の津波浸水面積の真値に対する推定値の比の観測時間による変化（高川・富田，
2015）。

- 29 -

差を示した。図には 25 ㎝以上の過小評価を示す青い色の領域がほとんど無い。したがって、過小予測が甚大な損害に発展しかねない問題に対して予測情報を活用する場合には、
このような区間推定による推定値を活用することが有効であると考えられる。

５．まとめ
沖合観測波形データに基づく津波浸水アン
サンブル予測スキームの概要を紹介した。このスキームは階層ベイズモデルに基づく津波
波源逆解析手法、推定波源の確率密度分布に基づくモンテカルロサンプリング、多数の津波波源に基づく津波浸水推定結果のアンサン
ブル解析から成り立っている。スキームの有効性を検証するため、南海トラフ巨大地震津波を想定し、南海トラフ沿いに設置された
GPS 波浪計の観測波形データを用いて名古屋港に来襲する津波波形や浸水状況の予測を行った。その結果、時系列波形予測、浸水面積予測、最大浸水深の空間分布予測いずれにおいても、観測データの蓄積に応じて信用区間

図８が縮小あるいは予測精度が向上し、真値に収束することが示された。ただし、浸水予測が真値に収束するためには、地盤変動の影響を考慮することが不可欠であった。また、区間

津波の最大浸水深の平面分布図。上段は真の分布、中段と下段はそれぞれ観測時間 7 分間と 15 分間の津波波形データに基づく推定値である。Dtrue は
最大浸水深の真値、Dest はその推定値であり、推定値のうち 50、97.5 パーセンタイル値をそれぞれ
D50、D97.5 で示した（高川・富田，2015）。

推定の 97.5 パーセンタイル値のような端部の値を用いることによって、過小評価のリス
クを適切にコントロールした予測情報が提供可能であることも合わせて示した。

参考文献
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高川智博，富田孝史：時間発展を考慮した津波波源逆解析と観測点地盤変動量のリアルタ
イム推定，土木学会論文集 B2(海岸工学)，68,
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10) 高川智博，富田孝史：ベイズ情報量基準を用いた確率論的津波浸水予測手法の開発と検証，
土木学会論文集 B2(海岸工学)，71, I_379–
I_384, 2015．
11) 高川智博，富田孝史：階層ベイズモデルによる津波波源逆解析解の信用区間と観測誤差の同時定量推定，土木学会論文集 B2(海岸工学)，
70, I_196–I_200, 2014.

- 31 -

３．低天端有脚式離岸堤「バリアウィンＴ」の開発
東洋建設株式会社 土木事業本部総合技術研究所鳴尾研究所

山野 貴司

１．はじめにわが国では第二次世界大戦後、ダム建設やが低下し、杭そのものに流体力が作用するた

海岸・港湾構造物の建設などが進み、その結めに杭の破断や屈曲を引き起こすなどの重大果として川から海への流出土砂量が減少し、な影響を及ぼすことが懸念される。したがっ港湾施設によって沿岸方向の土砂移動が分断て、洗掘の発生機構を把握したうえで適切なされることによって、全国的に海岸侵食が加対策を講じることは重要である。

速された。さらには、将来気候において予想

そこで、実海域に適用するために求められされる海面上昇等による沿岸外力の変化や、る消波機能を満足したうえで、可能な限り小既存構造物の老朽化、また、外洋に面した未断面の構造型式としてコストの縮減を図ると整備の侵食性海岸も少なくないことから、海ともに、沿岸景観にも配慮した低天端有脚式

岸侵食に対する保全対策は継続的に取り組む

離岸堤「バリアウィンＴ」（図１参照）を開発べき国家的課題である。

した。

海岸侵食対策工法の一つである離岸堤は、消波機能により波エネルギーを減衰させ、その背後に砂を堆積させて汀線を前進させる機能を有するものであり、積極的に海浜の拡大を図るものである。離岸堤のなかでも、杭によって構造物を支持する有脚式離岸堤は、海底勾配が急峻な場合や、地盤条件が良好でな
い等、従来の離岸堤では設置条件が厳しい場
所や、外洋に面した海象条件が厳しい場所においても築造・設置が可能な構造物として開発された。現在、全国各地で採用されている離岸堤の多くは重力式（構造物の自重によって安定性を維持する型式）であるが、重力式離岸堤では設置が困難な現地条件も少なくない。そのような現地条件に対しては、有脚式離岸堤が優位となる。
一方で、砂地盤上に設置された海岸・港湾
構造物の周辺で、波浪の作用によって渦流が発生し、構造物周辺の底質砂が移動する洗掘と言う現象が生じ得る。有脚式離岸堤の場合

図１には、洗掘によって上部工を支持するための杭が露出して引き抜き抵抗に対する杭支持力- 32 -

低天端有脚式離岸堤「バリアウィンＴ」

２．バリアウィンＴの特徴能を有していることから、離岸堤工法として

バリアウィンＴの主な特徴を以下に示す。

の侵食対策効果が期待される。

（１）水平スリットを有する消波・耐波構造床版だけでなく、水面付近の上床版がない

前面壁・中間壁・背面壁の３枚の水平スリことにより、鉛直波力を受ける面積が小さくットを有する壁と、側壁で構成される構造でなり、その結果、堤体に作用する鉛直波力がある。この多重スリット壁構造により、水塊極めて小さい構造である。また、低天端構造

がスリットを通過することで波エネルギーをであること、スリットを有する透過構造であ減衰させることによる消波効果を発揮する。

ることから、水平波力に対しても一定の低減

また、スリット壁間に遊水室を有しているた効果を有する構造である。図４に、アーセル

め、内部で渦や乱れ、多重反射が発生するこ数 HL2 / h3（H：波高、L：波長、h：水深）と波とによる波エネルギーの減衰も促す構造であ

力低減率λK（本構造物に作用する水平波力と、る（図２参照）。図３に、相対堤体幅（波長 L

同じ堤体高さの不透過直立壁に作用する水平に対する堤体幅 B の割合）と透過率 KTおよび波力との比）の関係を示す。図より、構造物

反射率 KRの関係について水理模型実験の結果

全体に作用する水平波力は、不透過構造物のを示す。図より、本構造物の消波性能は、実場合の約 0.6倍の波力低減効果を得られるこ海域に適用可能な低透過、低反射性能を達成とを模型実験において確認した。

し、従来の重力式離岸堤と同等以上の消波性

図２

バリアウィン T の消波機構- 33 -

図３

相対堤体幅 B/L と透過率 KT・反射率 KR の関係
写真１

静岡県での実施工（３）局所洗掘対策
バリアウィンＴの周辺で発生する局所洗掘を抑制するための対策として、可撓性のある袋体に石材を詰めた構造体を上部工の下部に設置する（図５(a)参照）。そうすることで、その部分で発生する局所洗掘の発生を抑える。
また、対策工として可撓性のある構造体を採図４用することで、中詰材（石材）の移動に追随

アーセル数 HL2/h3 と波力低減率λK の関係するため、袋体の破損による中詰材の流出を防止する。局所洗掘対策工の検討において、
移動床水理模型実験によりその設置範囲を検（２）環境に配慮した低コスト構造討した結果、上部工下部の杭周辺を防護する

３枚の水平スリット壁を有する透過性の構ように設置する（図５(b)参照）ことで、ある造であるため、海水交換を良好に保つことで程度の局所洗掘の発生を抑制する効果がある

水質環境を保全する。また、岸側の背面壁のことを確認した。また、局所洗掘対策工の設

みが水面から突出し（水面より 0.5m）、それ

置範囲を杭周辺のみとし、使用する袋詰め石以外の部分は常時没水状態であるため、海岸材は、従来橋脚等の洗掘防止工で用いられてからの視界を妨げない景観に配慮した構造できた袋詰玉石工を採用することで、実際の施ある。また、構造物全体の高さを小さくする工において経済的な工法とした。この対策工

ことで、波力を受ける構造物の面積が小さく法を講じることで、杭直近での局所洗掘の発なることによる波力の低減効果を発揮する構生を抑える効果が発揮される。

造である（写真１参照）。

局所洗掘対策工の検討を行うにあたっては、

床版および上床版を有しない構造とするこ

本有脚式離岸堤の局所洗掘特性を把握する必とで断面を小型化し、その結果、構造物の製要がある。その特性を把握するために、光フ

作費を縮減（従来有脚式離岸堤に対して約20%のコスト削減）した構造物である。さらに、構造物体積の軽減に伴う質量の軽減によって、施工費の縮減を可能とする。

ァイバを用いた地形変化計測手法を開発した。
光ファイバは、時々刻々変化する地形の変化を高精度に計測することが可能であり、この手法を用いて移動床水理模型実験を行い、バ- 34 -

リアウィンＴにおける最大洗掘深は杭の直近除した実質的な波数を示し、縦軸に無次元最で発生することを明らかにした。本計測手法

大洗掘深 ZS/D（洗掘深：ZS、杭径：D ）を示す。

の原理を図６に示す。図７に、局所洗掘対策

局所洗掘対策工を設置することにより、設置工を設置した場合としない場合の最大洗掘深しない場合に比べて洗掘深を約 1/2 に抑制すの経時変化を示す。横軸に時刻 t を周期 T でることを確認した。

図５

局所洗掘対策工法設置イメージ(a) 上部工下部の状況

図６

図７

図５

光ファイバの計測原理

最大洗掘深の経時変化- 35 -

局所洗掘対策工法設置イメージ（ｂ）杭周辺の状況３．おわりに

山 野 貴 司 ，藤 原 隆 一 ，野 村 浩 二 ，白 木 孝 一 ：海岸侵食対策工法の一つとして、低天端有杭周辺の局所洗掘に関する現地観測お脚式離岸堤「バリアウィンＴ」を開発した。

よびその再現実験，土木学会論文集
B3(海 洋 開 発 )，Vol.69，No.2，pp.I_874-

本構造物は、従来に比べて小断面とすること

I_879， 2013．

によりコストの縮減を図り、低天端構造とす

山 野 貴 司 ，藤 原 隆 一 ，野 村 浩 二 ，白 木 孝 一 ：ることにより景観に配慮した。また、模型実有脚式離岸堤の脚部局所洗掘に対する験により、消波性能、耐波性能が実海域に適

平 面 的 特 性 と そ の 対 策 工 の 効 果 ，土 木 学

用可能な性能を有していることを確認した。

会 論 文 集 B2(海 岸 工 学 )，Vol.69，No.2，

さらに、洗掘現象に対し、杭の周囲を防護す

pp.I_591-I_595， 2013．
山 野 貴 司 ，藤 原 隆 一：ス リ ッ ト 形 状 の 違 い にるように設置する局所洗掘対策工法を開発しよる透過式構造物の消波特性に関するた。その洗掘抑制効果について移動床水理模

3 次 元 数 値 計 算 ， 土 木 学 会 論 文 集 B2(海型実験を行い、洗掘の経時変化を、光ファイ

岸 工 学 )，Vol.71，No.2，pp.I_805-I_810，

バを用いてリアルタイムに把握するとともに、対策工の効果を確認した。

2015．
山 野 貴 司 ，中 原 悠 輔 ，重 松 孝 昌 ，藤 原 隆 一 ：鉛直スリットを有する透過性構造物の消波性能と底部流況特性に関する研究，
土 木 学 会 論 文 集 B2(海 岸 工 学 )，Vol.72，
No.2， pp.I_901-I_906， 2016．

関係論文
藤 原 隆 一 ，山 野 貴 司 ，野 村 浩 二 ，長 山 英 樹 ：低天端有脚式離岸堤に関する実験的研
究 ，海 洋 開 発 論 文 集 ，第 25 巻 ，pp.611616， 2009．
山 野 貴 司 ，藤 原 隆 一 ，野 村 浩 二：低 天 端 有 脚式離岸堤の消波性能と波力特性について ，海 洋 開 発 論 文 集 ，第 26 巻 ，pp.969974， 2010．
藤 原 隆 一 ，山 野 貴 司 ，野 村 浩 二：低 天 端 有 脚式離岸堤の局所洗掘に関する水理模型
実 験 ， 土 木 学 会 論 文 集 B3(海 洋 開 発 )，Vol.67， No.2， pp.I_208-I_213， 2011．
藤 原 隆 一 ，山 野 貴 司：杭 に よ り 支 持 さ れ る ス
リット式離岸堤の局所洗掘に対する
CASMAS-SURF/3D の 適 用 性 ， 土 木 学 会 論
文 集 B2( 海 岸 工 学 ) ， Vol.67 ， No.2 ，pp.I_741-I_745， 2011．
山 野 貴 司 ，藤 原 隆 一 ，野 村 浩 二：海 底 勾 配 の違いによる低天端有脚式離岸堤の洗掘
特 性 と 対 策 工 に 関 す る 実 験 的 研 究 ，土 木
学 会 論 文 集 B3(海 洋 開 発 )，Vol.68，No.2，
pp.I_738-I_743， 2012．

- 36 -

４．北極海 海氷下観測用小型ＡＵＶの開発（国研）海洋研究開発機構

海洋工学センター海洋戦略技術研究開発部

海洋観測技術研究開発グループ
基盤技術研究開発グループ
株式会社インターリンク 開発部第四開発課

渡
健介
杉本 文孝
坪根
聡

１．RAIV 概要
RAIV は、将来的な北極海観測のための本が、極めて迅速な開発を行った結果、開発開

格的な AUV の開発に向けた知見を蓄積するた始からわずか 10 ヶ月で北極海氷下への投入

め、平成 27 年度に開発に着手した小型軽量なを実現しました。以下にそれぞれの分野の特

AUV の試作機で、潮流の弱い環境でのシナリ徴や工夫、苦心した点を記載しました。

オ航行のみに特化したものです。全長約 1.9ｍ、重量 27kg 程度と非常にコンパクトな形

２．メカ設計開発

状で、わずか二人で投入と揚収ができるのが・流体抵抗の低減と高密度実装の両立

大きな特長です。

低推力で長期間の航行を想定している

RAIV には、通常の海洋観測において標準

RAIV は、流体抵抗の軽減が重要となる。フー

の計測項目である水温、塩分、深度を測る各ルマンの回転楕円体に近似させたボディ内部

種センサを搭載するとともに、映像取得のたに高密度で機器を搭載し、かつ、重量が浮力めのカメラが装備されており、往復航行シナを上回らないよう、重量の調整が必要です。

リオの自律航走観測を通して、海氷域の水温、CFD と抵抗値の計測実験から、翼のサイズを塩分計測や映像による海氷下の様子や海洋生最適化し、強度を確保しつつ設計を進めまし

物の活動の様子などを捉えることができます。

た。（図１）

また、オプションセンサ搭載のためのスペースも持たせており、水中音響機器を用いての航走位置の計測や、溶存酸素計
測、照度の計測など用途に応じて計測項目を追加することが可能です。ただし音響機器での測位については近距離に限られるため、今回の北極海での試
験観測では搭載しませんでした。最大潜航深度は 200ｍ、観測および航走可能時間は最大で９日間です。
図１：外形の CFD 解析

RAIV の開発は、メカ、エレ
キ、ソフトウェアの開発担当者- 37 -

・組立て性の向上

・基板設計

RAIV は高い組立て性を求められました。

低温環境下において電気回路で問題となる

北極航海でも５機の RAIV を運用したが、短ことの１つに結露があります。船内の暖かいい期間で複数台の機体を製造、整備する必要環境から低温の室外、さらに海中に入れる際があるため、冶具設計から作業性向上のためには温度変化が大きく、結露によって短絡がの組立て順の変更など、製造時間の短縮や品起きる可能性があります。観測機の内機には質向上のための施策を多く採用しました。

窒素置換等を行うことが難しい部分もあり、・小型軽量化とコストダウン

基板設計においては、できる限り大きめの端開発に当たり、海洋地球研究船「みらい」

子ピッチの部品を使用し、配線を接続するたでの運用を前提とされたため、運用のためのめに設けるビアの間隔も大きくする等の対策

特殊設備などは使用せずに運用できることがを行い、結露が発生しても短絡しにくくして求められました。そのため、大人２人で持ちいます。

運び出来る重量 30kg を機体重量とし、小型・地磁気センサ

化、軽量化を進めました。また開発費の圧縮

今回の観測では主として地磁気による誘導のため、製作台数に合わせた製造方法を選択制御を行っています。北極に近く地磁気の誤しています。成形、切削、プレス、注型など、差が大きい環境であるため、近くに設置され様々な加工方法を選択しながら、最適な機体

る電気回路からの影響は極力小さくなる設計の設計を行いました。
（図２）とし、磁気の変動を伴うメカニカルリレーではなく半導体リレーを使用し、電源回路においても大きなコイルを使用しない構成としています。
・スラスター
長時間、低温環境下で安定動作するスラス
ターの開発において、電気回路としては効率

図２：プレス部品の強度解析が良く安定した電源設計を目指し、安定した３．エレキ設計開発

出力となる回転数を維持する制御を行ってい・低温環境下で安定動作する電気回路設計ます。このスラスターについては、短期間で今回、北極海で運用される観測機に搭載さの開発となったが、念入りな評価を行い実運れる制御基板を設計するにあたり、考慮した用においても安定した動作をさせることが出内容について記載します。

来ました。

・電子部品の温度特性
夏の北極海が対象となるため、
気温は-10℃
以上、水温も海面近くで-5℃以上はあり、通常の電子部品においては仕様範囲内であり、特性上問題となることは少ないが、コンデン
サや発振器等の大きな温度特性を持つものを中心に影響を検討し、電解コンデンサは使用しない、発振器は温度補償をもつ部品か発振を受ける側の回路で余裕を持った設計とする
スラスター等の対策を行っています。
- 38 -

低温動作試験

４．ソフトウェア設計開発

方位の２次元的に捉えています。ブラダは機

普段は係留ブイに搭載するデータ収集装置

首に位置しており、深度制御のため油量を調やフロートの制御装置のソフトウェアを手掛節すると機首の上げ/下げのピッチが変化しけているのですが、今回「フロートの制御をます。このピッチの制御とスラスタ推進力を応用して AUV の制御をしてくれ」という依頼合わせて深度制御を行う試みをしましたが、があった時には正直途方にくれました。
当然、浮力関係も含めて変化するため調整に難航し、鉛直方向のみ考えればよいフロートと AUV で

今回は深度制御とスラスターの制御については自由度があまりにも違うため、そのままスは切り離しました。

ラスターを回せばどんな姿勢になるのか誰も・深度制御
深度制御についてはフロートでの経験もあ答えられない状態からの手探りでのスタートでした。

り、水中での挙動をシミュレーションするソ・姿勢制御

フトを動作検証用に開発しました。ポンプ・

今回は、深度に関しては油袋(ブラダ)の油

バルブ・センサ類などの周辺機器の疑似応答、量で制御を行い、方位制御は２台搭載された電源制御などで消費される電力量、油量と浮推進用スラスターの左右出力バランスを変化

力の関係などをリアルタイムで把握することさせることで行っています。

ができ、海域での実験を前に検証を重ねまし姿勢に関しては機構で静的なバランスを取るた。
困ったのは、浮上状態から沈降開始で徐々ので、ソフトウェアでは機体の制御を深度と▲作成した周辺環境シミュレータ
実際の海域での試験が始まると、シミュレータとはやはり異なる挙動が出てきます。

- 39 -

に油を引くと、沈降を開始するはずの油量な早く繰り返し「思いついたので実際にやってのになかなか沈まない、やっと沈み始めたとみた」が実現でき、最終的には目的を達成さ思ったら機首を真下にして真っ逆さまに沈みせるところまで作り込むことができました。

始める。といった挙動でした。フェアリング

自前で機械・基板・ソフトウェアなどすべて内に溜まってしまう気泡であったり表面張力を１から自分たちで作っていたため、アイデであったりが余計や浮力を生み、沈降開始とアが具体的な形になるまでの速度が非常に速ともにその浮力が失われて行き過ぎた沈降力

く、部品の調達までの待ち時間以外は常に改で一気に沈んでしまっているようでした。制良が続けられる環境に加われたのは幸運でし

御のパラメータを調整しようにもスタートがた。

このような状態では試験の度ごとに条件が変

また、現在も別の形で実験を重ねています

わってしまい安定しません。そこで、今回はが、未だに毎回海域実験で得られる経験の重

水中に潜り始めるまでは一気に油を抜き、沈要性は代えがたい物があり、海洋での実験機降開始と同時にブレーキ代わりに油を足し、会が得られる環境に感謝しています。

中性浮力となる油量を探索するというスター

５．まとめ

ト用のシーケンスを用意しました。中性浮力となった状態から目的の挙動制御を開始する

北極での観測後、RAIV の基礎設計は、ことで、初期状態が安定し実験で得られたパ

JAMSTEC で運用している多目的小型観測フ

ラメータを活用しやすい状態となりました。

ロートおよび多目的観測グライダーに引き継・方位制御

がれ、今日現在も日々機能向上が進んでいま

スラスターの制御に関しては、２台のスラす。

スターの出力比を舵として利用し、方位を安開発に協力頂いた JAMSTEC の各位に改め定させるために行っています。目的の方位とて感謝申し上げます。

逆向きを向いていた場合、左右で推進と逆進のようにプロペラ回転方向を変えることでその場で回頭することも可能となりました。目
的の方位を与え、自身が持つコンパスの方位との差から出力比を決定する比較的単純な制
御となります。スラスターが本体に与える変化量が小さいため制御周期は比較的長めとしました。
開発を通し、予想し用意したものがまった
く想像外の挙動を示し、データを見直すこと
で理解を深め（た気分になり）、さらに実験す
るとまた違う見地が見つかった（気になる）ということをひたすら繰り返していました。
少しずつ進んだり戻ったりを繰り返しながらの開発でした。
「思いついたことを実際にやってみる」というのは、言うのは簡単ですが実際には様々な制約があって実現は難しい事が多いのです。が、今回は限られた時間内で素- 40 -

５．拡張現実を用いた水中可視化技術「Beluga-AR」
東亜建設工業株式会社 土木事業本部 機電部 電気グループ

田中 孝行

１．はじめに（１）近年の建設業界の動向

一人一人の生産性を向上させ、企業の経営環建設業界では、1990 年代初頭に起こったバ境を改善し、建設現場に携わる労働者の賃金

ブル崩壊後から現在に至るまで、建設投資額水準の向上を図るとともに安全性の確保を目の減少が建設業就業者数の減少の割合を上回

指す取り組みである i-Construction を建っており、東日本大震災直後の東北地方の様設業界全体で推進していくことを発表した。

に局所的に労働力の不足している場面はあっi-Construction では、「①ICT 技術の全面たものの、一貫して労働力が過剰である状態的な活用」、「②規格の標準化」、「③施工時期が続いていた。そのため、建設業界では、省の平準化」の三つの取り組みを重点的に行う。

力化につながる建設現場の生産性の向上は見

従来は、これらの取り組みを施工段階の一部

送られてきた。建設業就業者数と建設投資額で実施していたが、今後は、測量・設計・施の増減を図１に示す。

工・検査・維持・管理の全てのプロセスにおいて最適化を図り、労働環境の改善及び生産性の向上を行う。そのため、現在、建設業界
では、上記の３つの取り組みを施工現場に活用することが奨励されている状況である(3)。

（２）開発の背景
今日、海洋工事における水中部の出来形管理や構造物の形状把握には、短時間で広範囲
かつ高密度の測深データを収集可能なナロー
マルチビーム（NMB）測量が採用されている。
図１

建設投資額および建設業就業者の増減(1)

この技術は、海洋工事の施工管理に必要不可
欠なツールとして一般的となっているが、広昨今、団塊世代が定年を迎えることによる範囲の海底地形を面的に捉えるためには、

生産年齢人口の減少が問題になっており、建NMB 測深機を搭載した測量船で対象範囲を航設業界の技能労働者においてもこの問題は顕行する必要がある。また、NMB 測量で取得し著である。一般社団法人日本建設業連合会でたデータは、ノイズ除去や計測データの重ねは、2014 年度に 343 万人いた技能労働者が合わせ等の解析作業が必要になるため、リア2025 年度には、100 万人以上の高齢者が離職

ルタイム性に欠けるという課題があった。こし、技能労働人口が 216 万人まで減少するとのような背景から、水中部の状況をリアルタ(2)

いった予測を発表した 。

イムに把握可能なシステムが求められていた。

以上のことから、建設業界では、来るべき

この課題を解決するため、当社では拡張現実

労働者不足に対応することが急務であった。

の技術を応用し、3D ソナーの計測データと３

そこで、国土交通省は、2016 年度から労働者次元モデルを重ね合わせることによって、水- 41 -

中の様子がリアルタイムに３次元で表現可能

GNSS 受信機、
動揺補正装置を用いることで、なシステム「Beluga-AR」を開発した。本稿

3D ソナーから得られる点群に座標を持たせでは、「Beluga-AR」の概要と計測精度の検証ることが可能になるだけでなく、作業船 3D モ

及び現場への導入事例について紹介する。

デルの位置やクレーンの旋回、起伏の描画を実際の作業船の位置や動きに合わせた表現が２．水中可視化システム「Beluga-AR」の概要

可能になる。また、3DCAD と同じように、表水中可視化システム「Beluga-AR」は、拡

示画面は自由に拡大縮小、回転が可能である。

張現実（Augmented Reality:AR）の技術を

計測データは「Beluga-AR」を動作している

応用し、3D ソナーの計測データと３次元モデPC 内に保存されるため、計測後にデータをルを組み合わせ、水中部のリアルタイムな可「再生」して閲覧することが可能である。

視化を可能とするシステムである。水中部の（２）特徴

施工状況や潜水士の作業状況をリアルタイム

通常、パンチルト装置でソナーを起伏・旋に確認でき、
ブロック据付・撤去工をはじめ、回させた場合、視認可能な範囲はビームが照さまざまな工種に適用可能である。
「Beluga-

射された箇所に限定され、画角から外れた範AR」のイメージを図２に示す。

囲の状況は把握することができない。
「Beluga-AR」では、パンチルト装置から取得される角度情報を利用して、視準している部分をリアルタイムに更新し、それ以外の部
分を過去に視準した際の残像として表示させることによって、広範囲の可視化を実現している。この機能は、潜水士や吊荷などの移動体の状況を把握する際に有効であり、リアル
タイムに更新される狭い視界内だけでなく、広範囲の状況を加味した表現によって、吊荷

図２との接触事故等の潜水災害の防止に寄与する。

Beluga-AR イメージ図

また、自動ノイズ除去機能を使用することに（１）機材構成

よって、水中のリアルタイムな作業状況を鮮「Beluga-AR」は、3D ソナー、パンチルト

明な３次元の映像で把握することが可能とな装置、GNSS 受信機、動揺補正装置などから構る。さらに、３次元設計図面との重ね合わせ

成されている。3D ソナーには Coda Octopus

た表現によって、作業効率や施工精度、潜水社製の「Echoscope」を使用し、50°×50°

作業の安全性の向上に寄与する。

の範囲に 128×128 本のビームを照射し、最大距離 150m までの計測が可能である。ビー

３．精度検証試験

ム幅は 24°×24°に切り替えることも可能で、「Beluga-AR」の計測精度を検証するため、より詳細な計測および表現をすることができ

弊社ヤード内の乾ドックを使用し、トータルる。更に、375kHz と 610kHz の２つの周波数

ステーション（以下，TS）と 3D ソナーで同一を切り替えることで、広範囲と高密度の計測

対象物の位置を計測した。計測対象物には、を行うことができる。また、ソナーの照射方

船舶の整備時に船体を支える盤木を使用し、向を変更するパンチルト装置を併用すること

四隅にミラーを立てて TS にて測位を行った。

で、より広域の可視化が可能である。

その後、乾ドックに水を張り、3D ソナーで盤- 42 -

木を３次元計測した。なお、注水後に盤木のした。各種計測機器の設置状況と盤木との位位置がずれないよう、コンクリートブロック

置関係を図３～図６に示す。

上に盤木を乗せ、番線で全体を緊結して固定

図３

図４

機器設置状況

3D ソナー設置状況

図５

図６

盤木設置状況

- 43 -GNSS 設置状況

４．現場への導入事例

3D ソナーの設置位置は、GNSS（RTK）で求めた。また、3D ソナーの視準方向は、GNSS 方

現場への導入事例として鹿児島県で位計とパンチルト装置のデータを使用して求「Beluga-AR」の導入を行い、根固めブロッ

めた。

ク及び被覆ブロックの据付状況をリアルタイ
ムに計測すると共に、3DCAD の設計ラインと3D ソナーの計測画面と TS との比較結果を

3D ソナーで取得したデータを重ね合わせ、そそれぞれ図７、表１に示す。

の位置関係の整合性及び表現方法について確認を行った。ブロック据付工に従事した非自航式旋回起重機船の船首部に 3D ソナー、パン
チルト装置、GNSS 受信機、動揺補正装置を設置し、さらに、旋回するクレーンの動きを「Beluga-AR」上で表現するため、ブームの先端に小型の GNSS 受信機を設置した。

（１）導入結果
図８に、3D ソナーの計測データと設計図面を重ね合わせた画面を示す。図の中央付近に据付中の根固めブロックがあり、白いライン
が設計ラインである。また、図９に根固めブ
ロック据付前後の比較画面を示す。根固めブロックの形状が明瞭に描画され、向き、傾斜
図７

表１

座標名

が確認できた。

3D ソナー計測状況

比較結果（TS 値-3D ソナー計測値）

X 座標 [m]Y 座標 [m]Z 座標 [m]盤木_1-0.083-0.033-0.059

盤木_2-0.081-0.065-0.051

盤木_3-0.081-0.051-0.054

盤木_4-0.082-0.041-0.054平均-0.082-0.048-0.055
図８

根固めブロック据付状況

TS の計測値を真値として 3D ソナーの計測値を比較した結果、最大 8cm 程度の偏差で計測可能であることを確認した。GNSS や3D ソ
ナーの精度、GNSS と 3D ソナーの３次元相対位置の計測誤差を考慮しても、3D ソナーが十分な計測精度を有していると言える。

図９- 44 -

根固めブロック据付前後の比較

５．おわりに

参考文献

本稿では、
「Beluga-AR」の概要と現場への１ ）“ 建 設 現 場 の 生 産 性 に 関 す る 現 状 ”、 第導入事例について紹介した。3D ソナーを使用

１ 回 i-Construction 委 員 会 配 布 資料した水中部の可視化だけでなく、拡張現実の

資料 1、機能を付加することによって、設計に対する

http://www.mlit.go.jp/common/00111

水中構造物の配置状況がリアルタイムに確認

3550.pdf、 2015.

でき、作業効率や施工精度の向上が期待でき２ ）“ 再 生 と 進 化 に 向 け て ― 建 設 業 の 長 期る。また、パンチルト装置を併用することにビ ジ ョ ン ― ”、

よって、
広範囲の可視化が実現できた。
特に、大 成 出 版 社 、 pp34-pp45、 2015.

潜水作業を伴う場合は、吊荷と潜水士の位置３ ）“ 技 術 調 査 i-Construction”、 国 土 交

関係だけでなく、その周囲の情報も重要な視

通 省 HP 内 、覚情報となることから、安全かつ確実な施工

http://www.mlit.go.jp/tec/tec_tk_0のために必要なツールとして大きな役割を果

00028.html

たすことが期待できる。
国土交通省が推進する i-Construction
では、港湾工事のプロセス全体で ICT 技術を使用することによって、建設現場の生産性向
上と安全性の確保が期待されている。マルチ
ビームによる三次元データと組み合わせることで、全プロセスにおける３次元データ活用が可能となり、生産性向上と安全性向上が期
待できる。
最後に、
「Beluga-AR」の開発及び現場導入にあたり、ご支援いただいた関係者各位に深く謝意を表する。

- 45 -

☆ 健康百話（６３）☆
―症状から病気へ○
21 失神―
若葉台診療所

１

加行

尚

はじめに
2 0 1 8 年の立夏は 5 月 5 日でした。
“夏が立圧の低下が生じ、失神を来します。これが血つ”と書くことから夏の気配が感じられる時

管迷走神経反射です。

期をさしており、春分と夏至の中間ごろに位

３）起立性低血圧

置し、暦の上では立夏から立秋の前日までを夏ということだそうです。

人間が寝た状態から急に立ち上がると、大量の血液が胸腔内から下肢や腹部内臓系へ移長期天気予報では、今年の夏は早期から大動し、心臓への還流血液量が大きく減少しま

変厳しい暑さの到来のようです。熱中症に気す。これにより心拍出量が減少し、血圧が低を付けなければいけません。

下します。この循環動態の変化に対し、人間

今回は熱中症に多い“失神”について考えの生態は圧受容器反射系の亢進により対処し、これにより心拍数が増加し、心収縮力も増加てみようと思います。

して来ます。健常者では、この圧受容器反射

２

失神の病態生理系が適切に機能して急激な血圧低下を防いでいますが、この反射が適切に作用しない場合

１）失神の特徴
失神とは「突然の意識消失発作により、姿勢の保持が困難となる状態」で、一過性で速には高度の血圧低下を来します。
４）心原性失神

やかに、かつ完全に回復することを特徴とし心血管由来の失神で、これには①不整脈性ます。何らかの原因によって生じた急速な血失神と②器質的心疾患によるものに分けられ圧の低下による一過性の全脳虚血によるものます。また不整脈性は徐脈性と頻脈性とに分です。ではその原因について考えてみます。

けられます。
① 不整脈性失神

２）神経調節性失神
長時間立ちっぱなしの状態が続いたとき、・徐脈性は、洞不全症候群または房室ブロ

強い痛みの刺激が有った時、高温多湿の環境ックに起因して起こります。

に長時間居るようなとき、気持ちの悪い場面

洞不全症候群は、洞結節の自動能低下もしが続いた時などが誘因となり、自律神経の調

くは洞房伝道の途絶で徐脈が起こります。

節が巧くいかなくなって失神を来します。こ房室ブロックは、房室接合部(房室結節とのような人間にとって不都合な状態が続くと、

His 束)伝道の遅延もしくは途絶で徐脈が心臓の交感神経活動の亢進と迷走神経活動の起こります。

低下が生じ、その状態が持続することにより、徐脈性は、加齢に伴う組織の変性や繊維化

心臓の機械受容器が刺激されて元の状態に戻などで生じることも多く、虚血性心疾患やそうとして迷走神経活動が急激に亢進し、そ心筋症に合併して二次性に起こることも有の結果、心泊数が減少し、血管が拡張して血ります。これらのことが原因で高度な徐脈- 46 -

が起こり、その結果心収縮が行われないこ

３とが原因です。

失神を起こさないために神経調節性失神は若年者に多く、何らかの・頻脈性は、心室性不整脈(心室細動、心室環境・状況因子が直接の引き金になります。

頻泊)に起因して起こることが多いです。

長時間の立位保持、急な起立、精神的緊張・

これらの不整脈は、単独で発言することは恐怖、炎天下や高温多湿の環境、疲労・不眠、

稀で、多くは器質的心疾患(心筋梗塞や心脱水・空腹、疼痛などを避けるようにして下筋症など)に合併して起こります。高度なさい。その他排尿後や嘔吐などの場合にも失頻脈で心拍出量が低下ないしは消失する

神を起こすことが有ります。要注意です。
最近では“ヒートアイランド”という言葉ことが原因です。
稀なことですが、上室性不整脈でも失神ををよく耳にします。高齢者も熱中症による失来すことが有り、それは心房細動を伴うＷ神も多くみられます。高齢者の体内の水分のＰＷ症候群や心房粗動の場合です。

量は 5 0％しかありません。屋内に居ても、高② 器質的心疾患による失神

温の時には脱水になり易いのです。御注意下

器質的心疾患によるものには、急激に血流さい。

が阻害されて起こる病態で、重症の大動脈

今回は失神について考えて参りました。早弁狭窄や閉塞性肥大型心筋症、心臓腫瘍、い高温の夏の到来で、熱中症のことが頭にあ

肺塞栓などが有り、また心拍出量が低下すったからです。またグランドゴルフをプレイる病態で、広範囲の心筋梗塞や心タンポナ

中に失神を起こした方を診ましたら、洞不全ーデなどが有ります。

症候群でした。現在ペースメーカーを入れて元気にゴルフをプレイしております。

図１

失神患者の診断の進め方- 47 -

今回は少し専門的過ぎて理解しにくかったかも知れません。お許し下さい。
失神発作が有りましたら、必ず医療機関を受診して下さい。

参考文献
1)．跡見裕、磯部光章他(監)：症状からアプロー
チするﾌﾟﾗｲﾏﾘｹｱ：日本医師会雑誌第 140 巻・特別号（２）、2011
2）広辞苑

第5版

岩波書店

（図 1）は参考文献 1)．55 頁より引用- 48 -

１．トピックスコーナー（１） 測量船「海洋」一般公開（第 7 0 回東京みなと祭）（本庁

海洋情報部）

海上保安庁海洋情報部は、東京都中央区の操舵室などを公開し、当日は天候にも恵まれ、晴海ふ頭で開催された『第7 0 回東京みなと祭』

家族連れの方等約 1 9 0 0 名の方に乗船していに参画し、5 月 2 6 日（土）、測量船「海洋」

ただきました。

（総トン数 5 5 0 トン、全長 6 0ｍ）を一般の方

岸壁テントでは、海洋情報業務への理解を深めていただくため、海洋情報部パンフレッに公開しました。
測量船「海洋」は、様々な観測機器を装備

ト、7 0 周年記念海底地形図、平成 2 9 年度東し、海図作製のための測量、防災のための海京湾環境マップ等を配布し、多数の方にお持

底地殻変動観測、環境保全のための海洋汚染ち帰りいただきました。
また、平成 3 2 年度より新たに加わる、海洋調査等を行っている測量船です。
測量船「海洋」の船内では、海上保安制度調査に従事する大型測量船（約 4 0 0 0トン型）

創設 7 0 周年に相応しいパネル展示や観測室・の船名の応募箱を岸壁テントに設置し、約7 0名の方から船名の応募をいただいたほか、後日の応募方法について聞かれるなど反響の大きさを感じました。
海洋情報部では、海上保安庁はもとより海洋情報部の仕事を国民の皆様に広くご理解い
ただくことを目的として、今後も様々な機会を活用して測量船の一般公開を実施しますので、機会があれば足をお運びいただけたら幸パネル展示の様子いです。

うーみんの応援

観測室の様子- 49 -

（２） ECDIS 教育勉強会において電子海図の講演（本庁

海洋情報部）

3 月 1 6 日（金）、東京海洋大学越中島キャれ等について紹介した後、電子海図の作製方

ンパスにおいて、「2 0 1 7 年度 E C D I S 教育勉強

法や電子海図と紙海図との違いについて説明会」が開催され、海洋情報部航海情報課からしました。また、電子海図の今後の動向とし「電子海図の現状と今後の動向」のタイトルて、新たな水路データの製品仕様（S - 1 0 0 シ

で講演を行いました。

リーズ）として国際水路機関（I H O）において

本勉強会は、船舶職員養成機関（大学、大開発が進められている、電子海図や水路誌の学校、高等専門学校等）の電子海図表示シス

新たな製品仕様について、その特徴や開発ス

テム（E C D I S）講習担当者および E C D I S メー

ケジュール等の紹介を行いました。

カーの担当者などが出席し、E C D I S に関する

約 5 0 名の参加者からは、電子海図の使用方

教育の内容や方法等について情報交換を行う

法や新規格電子海図の今後の見通しなどにつ会合です。

いて活発な質疑が行われ、電子海図に対する講演では、初めに航海情報としての海図の関心の高さが窺えました。

位置付けや測量から海図反映までの作業の流講演の様子- 50 -

（３） ＨＳ２１測量船はましお解役、そしてＨＳ３１測量船はましお就役（第三管区海上保安本部

海洋情報部）

1 9 9 1年 3月に海上保安庁初の2 0 m型測量船

た 2 9 年度においても、2 0 2 0 年オリンピック・として就役した第三管区海上保安本部の測量

パラリンピック東京大会に向けた水路測量を

船はましおが、2 7 年間にわたる水路測量や海遅滞なく実施し、貴重なデータを収集した。

象観測等を終え、解役の日を迎えました。総

はましおの活躍を記憶に刻みつつ、新しい測航海距離は約 3 0 万キロ、地球 7.5 周分に達し

量船とともに、地域の海洋活動の安全を支えました。

る海洋情報の収集と提供のため頑張ろう」と

3 月 1 2 日に行われた解役式では、森下泰成・訓示。乗組員や関係者が別れを告げました。

第三管区海上保安本部海洋情報部長が、後継後を継ぐ測量船は、広島県尾道市の株式会船が就役することに触れ、「はましおは、時代社木曽造船で建造され、3 月 3 0 日に就役。海のニーズに合わせながら、様々な業務にあた上保安庁初の 2 7ｍ型測量船であり、高機能化ってきた。東日本大震災では、被災地の復旧・した観測機器を搭載しています。
はましおの名が付けられた３代目の測量船

復興のため、津波の被害を受けた茨城県から千葉県東岸にある 1 0 港の測量を行い、関係すとなりました。

る海図の迅速な改訂に貢献。解役年度となっＨＳ３１「はましお」

ＨＳ２１「はましお」
全

長 ：２１ｍ

幅

：４．５ｍ

全

長 ：２７．５ｍ
幅：５．６ｍ

総トン数：６２トン

総トン数：２７トン- 51 -

２．国際水路コーナー（１）東アジア水路委員会（E A H C）第５回運営委員会及び第８回東アジア研修センター理事会
中国（アモイ）
平成 30 年 3 月 5 日～3 月 8 日
平成 3 0 年 3 月 6 日から 8 日まで、「東アジ会議においては、I H O 事務局カンファー部

ア水路委員会（E A H C）第５回運営委員会」が長からの I H O 全体の活動報告のほか、E A H C

中国のアモイにおいて開催されました。

における人材育成や技術訪問等の活動報告、我が国からは、仙石海洋情報部長（当時）、
加藤技術・国際課長（当時）、冨山技術・国E A H C の今後の活動方針を定める戦略計画の作成等が議題となりました。
次回の運営委員会は、平成 3 1 年にインドネ際課国際業務室長（当時）、齋藤技術・国際課調査技術運用調整官、松本航海情報課海図シアにおいて開催される予定です。
なお、前日の 3 月 5 日には第８回東アジア

編集官、日本水路協会から伊藤アドバイザー

研修センター理事会が開催され、我が国からが出席しました。
我が国は副議長国として参加し、E A H C 加盟

は冨山国際業務室長（当時）が参加し、本年国である中国、韓国、シンガポール、タイ、

1 月末に我が国がホストとして実施した S D B

インドネシア、フィリピン、ブルネイ、オブ－L I D A R 研修の結果について報告しました。

ザーバー国としてカンボジア、さらに国際水路機関（I H O）事務局のアブリ・カンファー部長が参加しました。

E A H C 第５回運営委員会出席者
集合写真- 52 -

（２） 国際水路機関(IHO)第 10 回水路業務･基準委員会（HSSC10）
ドイツ（ロストック）
平成 30 年 5 月 15 日～5 月 17 日

平成 3 0 年 5 月 1 5 日から 1 7 日まで、ドイ

今回の会議では、S - 1 0 0 製品仕様についてツのロストックにおいて国際水路機関(IHO)

現在の開発状況が報告されたほか、S - 1 0 0 製の第1 0 回水路業務・基準委員会(H S S C)が開催

品仕様第１版の承認手続きを迅速化するためされ、2 6 の I H O 加盟国及び N G O 等から約 6 0の提案が審議され、承認されました。また、名が参加しました。海上保安庁からは海洋情S - 1 0 0 製品仕様の利用にあたっての電子署名

報部海洋情報課の佐藤 情報提供技術総合分

等、サイバーセキュリティに係る課題につい析官が出席しました。

て、多くの国から関心が示されました。

H S S C の下には電子海図など様々な海洋情

次回の H S S C は平成 3 1 年 5 月に南アフリカ

報を統一的に取り扱うための新たな国際基準

共和国（ケープタウン）で開催され、以降、である S - 1 0 0 やそれに基づく個別の製品仕平成 3 2 年 5 月に英国、平成 3 3 年 5 月にイン様等の技術的な検討を行う作業部会が設置さドネシアで開催されることが決定しました。

れています。会議ではそれら作業部会の活動
報告のほか、作業部会等からの提案事項について審議が行われました。

HSSC10 出席者- 53 -

集合写真

（３）第３回潮汐潮位海潮流作業部会（TWCWG 3）
チリ（ビーニャ・デル・マール）
平成 30 年 4 月 16 日～4 月 20 日
去る 4 月 1 6 日から 2 0 日まで、国際水路機

今回の作業部会では、S - 1 0 4 及び S - 1 1 1 の関 （ I H O） 第 ３ 回 潮 汐 潮 位 海 潮 流 作 業 部 会

仕様策定状況の共有、電子潮汐表に関する（T W C W G）がビーニャ・デル・マール（チリ）I H O 標準案の策定、平均水面と鉛直基準面のにて開催されました。1 7 か国から 3 7 名の参

楕円体高の算出に関する各国の取り組み、各加者があり、海上保安庁海洋情報部から土屋国の水路情報表示プロジェクト等について議

主税環境調査官が、一般財団法人日本水路協論が行われました。
次回は、平成 3 1 年 4 月に釜山（韓国）で開会から西田英男技術アドバイザーと隆はるみ催される予定です。

情報事業部長が出席しました。
T W C W G は、I H O の水路技術・標準委員会（H S S C）傘下の作業部会のうちの一つです。
その目的は、潮汐や潮位、海潮流、基準面について、・技術的な助言を加盟国に対して行うこと
・I H O 標準の開発、維持を助けること・I H O 文書の策定、最新維持を行うことです。T W C W G は、国際水路機関水路データ共
通モデル（S - 1 0 0 シリーズ）のうち、S - 1 0 4（潮汐・潮位）及び S - 1 1 1（海潮流）の製品仕様の策定も担っています。

第３回潮汐潮位海潮流作業部会出席者の集合写真- 54 -

３．水路図誌コーナー
平成30年４月から６月までの水路図誌等の新刊、改版、廃版等は次のとおりです。
詳しくは海上保安庁海洋情報部のHP（http://www1.kaiho.mlit.go.jp/KOKAI/ZUSHI3/defalt.htm）をご覧ください。

海図
刊種

番

図

号

名

縮尺 1：

図積
全

発行日等

改版

Ｗ１０５０

鹿島灘南部

50,000

改版

Ｗ１２６１

竹原港

10,000 1/2

改版

Ｗ１０

津軽海峡

250,000

全

改版

ＪＰ１０

TSUGARU KAIKYO

250,000

全

改版 Ｗ１０２

土生港付近

13,000 1/2

改版 Ｗ１２５６

伊万里港

10,000

全

改版 Ｗ７０

御前埼至伊勢湾

200,000

全

改版 ＪＰ７０

OMAE SAKI TO ISE WAN

200,000

全

改版 Ｗ１０８９

相馬港

10,000

全

2018/6/29

セル
サイズ

発行日等

2018/4/27
2018/5/18
2018/5/25
2018/6/15

上記海図改版に伴い、これまで刊行していた同じ番号の海図は廃版となりました。
廃版海図は航海に使用できません。

電子海図

刊種

航海目的

セル番号
JP44H8U4

４アプローチ

JP44IG06

対

象

海

図

等

W218「南西諸島諸分図第２：
前籠漁港付近」30分
W218「南西諸島諸分図第２：西之浜漁港付近」

JP44HSF6
新刊

JP54VTNL

W1152「下北半島諸分図：白糠漁港白糠」
2018/6/29

５
入港

データ
追加

５
入港

JP54HIMM

W219「吐喝喇群島諸分図：やすら浜港」

JP54I67N

W219「吐喝喇群島諸分図：
中之島港、西之浜漁港」

JP54H8U4

W219「吐喝喇群島諸分図：前籠漁港」

JP54HSF6

W219「吐喝喇群島諸分図：南之浜港」

15分- 55 -

15分

一般財団法人 日本水路協会 第２２回理事会開催
平成30 年 5 月 21 日（月）、東海大学校友会館において、第22 回理事会が開催されました。
○理事会（11 時～12 時）
１）平成 29 年度事業報告及び決算報告について
２）平成 29 年度公益目的支出計画実施報告書について
３）報告事項（代表理事及び業務執行理事の職務執行状況について）

一般財団法人 日本水路協会 第９回評議員会及び第２３回理事会開催
平成30 年 6 月5 日（火）、東海大学校友会館において、第９回評議員会及び第23 回理事会が開催されました。
○評議員会（16 時 40 分～17 時 50 分）
１）平成 29 年度事業報告及び決算報告について
２）評議員の選任について
３）理事及び監事の改選について
４）報告事項（平成 30 年度事業計画及び収支予算について）５）〃 （平成 29 年度公益目的支出計画実施報告書について）○理事会（18 時 00 分～18 時 10 分）

水路業務功績者表彰
平成 30 年 6 月 5 日（火）、東海大学校友会館において、平成 29 年度水路業務功績者の表彰を行いました。
○極浅海域での水上バイク測深による水路測量など海洋調査の推進に貢献
川崎地質株式会社

松本 一男 氏○環境アセスメントなどの調査、解析に貢献
いであ株式会社

五十嵐 弘昭 氏○津波対策業務などによる沿岸域の防災対策に貢献
国際航業株式会社- 56 -

長谷川 亮 氏

平成 30 年度

２級水路測量技術研修実施報告

・後期
上記研修を一般社団法人海洋調査協会と共催で、前期（平成 30 年 4 月 2 日～14 日）（4 月 16 日～21 日）に分け、一般財団法人日本水路協会・研修室（東京都大田区羽田空港1-6-6）において実施しました。

１．講 義 科 目 と 講 師◆ 前 期（港湾級・沿岸級共通）
・水路測量と海図（海図概論）［八島 邦夫］
・基準点測量（測地、測定方法、位置測定）[佐々木 稔］
・基準点測量（高さの測定、海岸線測量、資料の作成）[田中 日出男］
・水深測量（測位・測深：マルチビーム音響測深機の儀装、機器の取扱い
海上実習〈東京晴見埠頭前海域〉、データの解析）［日本海洋㈱］・水深測量（測深：多素子音響測深機の原理・構造・取扱い、記録の整理、資料作成）[田中 日出男］
・水深測量（測深：サイドスキャンソナーの原理・構造・取扱い）［松原 修三］
・水深測量（測深：測深と基準面）［戸澤実］

・潮汐観測（潮汐の概要、験潮所実地研修（横浜港）、潮汐記録の整理、資料作成）［山田 秋彦］
・水深測量（デジタル測量成果）［岩本 暢之］
・水深測量（資料の作成）［岩本 暢之］◆ 後 期（沿岸級）
・地図投影（地図の投影、測地計算）［八島 邦夫、佐々木 稔］
・水深測量 (測量成果の作成、海底地形図（素図）の作成)［西川 公］
・海底地質調査（地学一般、海底地質概論、音波探査機及び採泥器、音波探査記録及び採集底質の整理、海底地質構造図・底質分布図の作成）［桂 忠彦］

２．研修受講修了者
港湾級 7 名及び沿岸級 13 名の方々が研修を修了されました。

３．実習紹介- 57 -

平成 30 年度

１級水路測量技術研修実施報告

・後
上記研修を一般社団法人海洋調査協会と共催で、前期（平成 30 年 5 月７日～19 日）
期（5 月 21 日～26 日）に分け、一般財団法人日本水路協会・研修室（東京都大田区羽田空港 1-6-6）において実施しました。

１．講 義 科 目 と 講 師◆ 前 期（港湾級・沿岸級共通）
・法規（国内法、国際法（安全管理と技術倫理を含む））[佐々木 稔］
・水路測量と海図（海図概論）［八島 邦夫］
・基準点測量（測地、GPS/GNSS による位置測定）[佐々木 稔］
・基準点測量（計画、測定方法、計算及び調整、海岸線測量、資料の作成）[田中 日出男］
・水深測量（測位・測深：マルチビーム音響測深機の儀装、機器の取扱い、
海上実習〈東京晴見埠頭前海域〉、データの解析）［㈱東陽テクニカ］
・水深測量（測深：計画、測位用基準点の測定、測定値の評価・調整、測量船の誘導、音響測深、記録の整理、資料の作成）[田中 日出男］
・水深測量（測深：サイドスキャンソナーの原理・構造）［松原 修三］
・水深測量（測深：測深と基準面）［戸澤 実］
・潮汐観測（理論、計画、観測、資料の作成）［山田 秋彦］
・水深測量（デジタル測量成果）［岩本 暢之］
・水深測量（資料の作成）［岩本 暢之］◆ 後 期（沿岸級）
・地図投影（地図の投影、測地計算）［八島 邦夫、佐々木 稔］
・水深測量 (測量成果の作成、海底地形図（素図）の作成)［西川 公］
・海底地質調査（地学一般、海底地形地質概論、音波探査機及び採泥器の原理・構造・取扱い、音波探査記録及び採集底質の解析、海底地質構造図・底質分
布図の作成）［桂 忠彦］
２．研修受講修了者
港湾級 11 名（うち聴講 1 名）及び沿岸級 7 名の方々が研修を修了されました。
３．実習紹介- 58 -

平 成 30 年 度

沿岸海象調査研修実施報告

当協会と一般社団法人 海洋調査協会は、上記研修水質環境コース（平成 30 年 6 月 11 日～15 日）及び海洋物理コース（同 18 日～22 日）を当協会・研修室において開催しました。
受講者は、海洋物理コース 5 名、水質環境コース７名でした。

◆水質環境コース（科目・講師）。海洋環境調査の現状（寄高 博行 高知大学教育研究部総合科学系 黒潮
海洋調査概論（小田巻 実）
圏科学部門教授）。水質・底質の調査（峯岸 宣遠 いであ(株)国土環境研究所 環境調査部長）。沿岸環
境アセスメント（宗像 義之 国際航業(株)技術本部環境保全部 水環境研究室長）。水産生物と海洋環境（田中 祐志 東京海洋大学 学術研究院 海洋環境科学部門教授）。流況観測と資料の解析（潮流解析）、
最近の流況観測機器と取扱い（重森 輝政 (株)東京久栄 環境部長）。気象概論（大島 広美(一財)気象業務支援センター 専任主任技師）。関連法規１（港湾関係規定・法令）・港湾の知識、設計の基礎（安立重昭 (一社)海洋調査協会第一技術部長）。
関連法規２（海上保安庁所管法令）
・安全管理（西沢 邦和 (株)武揚堂 経営企画室顧問）。

◆海洋物理コース（科目・講師）。沿岸流動の特性（吉田 次郎）。潮汐の概説と潮汐観測・潮汐
海洋調査の現状と課題（小田巻 実）
資料の解析と推算（小田巻 実）。波浪理論と資料解析（平山 克也 国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所港湾空港技術研究所 海洋研究領域波浪研究グループ長）。漂砂調査法（中村 聡志 国立研
究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所 沿岸環境研究領域上席研究官）。気象概論（大島 広美(一財)気象業務支援センター 専任主任技師）。関連法規１（港湾関係規定・法令）・港湾の知識、設計の基礎（安立 重昭 (一社)海洋調査協会）。関連法規２（海上保安庁所管法令）
・安全管理（西沢 邦和 (株)武揚堂 経営企画室顧問）
。

講義の様子

- 59 -

日本水路協会認定

一般財団法人

水路測量技術検定試験問題

平成２９年度

港湾１級１次試験 （平成 29 年 7 月 1 日）

－試験時間
法

85 分－

規
問

次の文は水路業務法、同施行令及び海上交通安全法の条文の一部である。
（
１）の中に当てはまる語句を下から選びその記号を記入しなさい。
水路業務法第９条（抜粋）海上保安庁又は第六条の許可を受けた者が行う水路測量は、経緯度について
は世界測地系に、標高及び（①）その他の国際水路機関の決定その他の水路測量に関する国際的な決定に基づき政令で定める事項については政令で定める測量の基準に、それぞれ従って行わなければならない。（以下略）２

水路業務法施行令第１条（抜粋）
水路業務法第九条第一項の政令で定める事項は、次の表の上欄（左欄）に掲
げるとおりとし、同項の政令で定める測量の基準は、当該事項ごとにそれぞれ同表の下欄（右欄）に掲げるとおりとする。（以下略）
事項

測量の基準

可航水域の上空にある橋梁その他の（②）からの高さ（③）からの深さ

障害物の高さ水深３海上交通安全法第３０条（抜粋）
次の各号のいずれかに該当する者は、当該各号に掲げる行為について（ ④ ）の許可を受けなければならない。ただし、通常の管理行為、軽易な行為その他の行為で国土交通省令で定めるものについては、この限りでない。
一（⑤）又はその周辺の政令で定める海域において工事又は作業をしようとする者（以下略）
イ.

最高水面

ロ.

ホ.

海上保安庁長官

リ.

海岸線

ワ.

港湾区域

ヌ.
カ.

国土交通大臣
へ.

ハ.

最低水面

ふくそう海域
干潮位

ト.
ル.

ヨ.

- 60 -

底質

港長

ニ.

満潮位

平均水面
タ.

特定港内
チ.

ヲ.
水深

航路
低潮線

基準点測量問１

次の文は、基準点測量について述べたものである。
正しいものには〇を、間違っているものには×を付けなさい。

１

新設基準点とは、等級告示に定める一級及び二級の精度を持つものである。

２

海岸線は、水面が最低水面に達した時の陸地と水域の境界である。

３

原点の位置は、図解法によるものを除き、平面直角座標値により表示するものとする。

４

距離の測定は、図解交会点を除き、２回以上行うものとする。

５

平面直角座標において座標原点を通るＸ軸の北は、真北と一致しない。

問２

次の文は、ＧＮＳＳ測量について述べたものである。
（

１）の中に適当な語句を入れ文章を完成しなさい。
ＧＮＳＳ（全地球衛星測位システム）とは、ＧＰＳ、（

イ

）、（

ロ

）等

の衛星測位システムの総称であり、衛星からの電波を専用アンテナで受信し、そのアンテナ位置を決定するシステムをいう。
２

干渉測位法とは、既知点と未知点にＧＮＳＳアンテナを設置し、衛星電波到達のズレを用いて両点の（ハ）を測定し、未知点の（ニ）を求める方式でホ）法とは、ＧＮＳＳ受信機の１台を既知点に据付ある。
３

干渉測位法における（け、他の１台を用いて他の観測点を移動しながら、既知点と観測点の相対位置を求める方法である。
問３

水準測量において、往復観測の出合差の制限が２キロメートルにつき１.４センチメートルとした場合、３キロメートルの往復観測の出合差はいくらまで許容されるか、センチメートル以下第１位まで算出しなさい。

- 61 -

水深測量
問１

次の文は測深作業について述べたものです。正しいものには○を間違っている
ものには×を付けなさい。

１

測深は、海上模様ができる限り平穏なときに実施するものとし、特に掘下げ区域及び岩礁区域では、波浪のある場合を避けるものとする。

２

測深線の方向は、測深作業が能率的であるとともに、海岸地形を把握できるよ
うに設定するものとする。

３

現行海図に記載されている浅所等については、その位置及び水深を確認するも
のとする。

４

常時波浪のある海岸の至近で、測量船が接近し難い水域の測深は、可能な範囲にとどめることができる。

５

多素子音響測深機を使用して測深する場合は、原則として斜測深を併用することとし、斜測深用の送受波器の指向角（半減半角）は 3 度以内のものを使用
し、斜角は指向角の中心までとし 20 度を超えてはならない。

問２

次の文は海水中における音波の伝搬について記述したものです。
()の中に入る適当な語句を下記から選び記号を記入しなさい。
なお、同じ語句が入る箇所があります。
一般的に音波は（（２１）が高いほど減衰が大きくなり、伝搬距離が）なる。ただし、分解能は高くなることから、詳細な海底地形が取得できる。そのため、比較的浅い海域の測深作業には（３）の高い音響測深機が４）、（使用されている。
また、海水中における音波の伝搬速度は、温度、（

５

）により

変化するため、１日１回、測深着手前に水中音速度の測定を行う。

問３

ア.

長く

カ.

塩分濃度

イ.

潮流
キ.

ウ.
短く

圧力
ク.

エ. 風力
周波数

ケ.

オ.

潮位

気圧

スワス音響測深機を使用して測深を行う場合、測深前に調査水域において水中音速度を測定しパッチテストを行いますが、その項目と測定方法を二つ記述しな
さい。

問４

次の文は、スワス音響測深機について述べたものである。（
当な語句を記入しなさい。 なお、同じ語句が入る箇所があります。
- 62 -）の中に適スワス音響測深機には、クロスファンビーム方式とインターフェロメトリ方式がある。クロスファンビーム方式は測量船の左右方向に（①）、前後方向に（②）扇形のビームを送信し海底から反射してくる音波を測量船の左右方向に（③）、前後方向に（④）感度分布を持った多数の受波器で受信することで広い範囲を一度に測深する。
クロスファンビーム方式は、送受波器の直下付近の測深精度が（辺部の精度は（

⑥

⑤

）反面周

）。

インターフェロメトリ方式は、上下２列に備えられたトランスデューサーにより
音波の（
（

⑩

⑦

）を計測する。（⑧）から計算した音波の（⑫）と）から反射点の座標を把握する方式である。

インターフェロメトリ方式は直下付近の測深精度が（（⑨⑪）が周辺部の精度は

）。

潮汐観測
問１

次の文は、潮汐及び関連事項について述べたものである。正しいものには○を、間違っているものには×を付けなさい。

１

潮型は通常、１日２回潮型、１日１回潮型および混合潮型の３つに分類される。
日本近海においては、１日２回潮型がほとんどである。

２

日本沿岸における月平均水面の変動は、大潮差にほぼ比例するので、日本海沿岸で小さく、太平洋沿岸では大きい。

３

潮汐表の潮高は最低水面からの高さであることから、マイナス値になることはない。

４

潮時は、毎日５０分程度早くなる。

５

約半年後の月齢の等しい日の潮汐変動はほぼ等しいが、午前と午後とを逆にした変動になる。

- 63 -

問２

次の文は、月齢の変化に伴う潮差の変化について述べたものである。（）の中に適当な語句を記入して、文を完成させなさい。ただし、括弧内の同じ数字
は同じ語句を表す。
半日周期型の潮汐では、潮差は月齢の変化にともなって変化し、一般には、
（

①

）
、
（

② ）
、
（ ③ ）がほぼ一直線になる（ ④ ）または（ ⑤ ）後

１～２日に最大となり、地球に対する月と太陽の相対位置が９０度または２７０
度離れる（

⑥

）または（

⑦

）後１～２日に最小となる。

これが一般に大潮及び小潮と言われている現象である。（ ④ ）または（ ⑤ ）から大潮となるまでの時間は場所によって異なり、その地点の潮汐の特徴を表す
一つの指標となるもので、特に（
問３⑧）と呼ばれている。

某港において某日某時刻に音響測深機により水深を測ったところ、１５.４メートル（潮高以外は補正済み）であった。某港には常設験潮所がなく、その時刻の臨時験潮器の観測基準面上の潮位は３.１５メートルであった。
下に示す資料の条件から
観測基準面上の①最低水面の算出式を記載しなさい。
②海図の水深基準面（最低水面）を算出しなさい。
③海図記載水深をメートル以下第１位まで算出しなさい。
ただし、某港のＺ ０ は、０.９５メートルである。

資料１）常設験潮所（基準験潮所）の最近５か年の永年平均水面（Ａ ０ ）２.４７ｍ
２）常設験潮所（基準験潮所）の短期平均水面
平成２９年５月１日～５月３１日の平均水面（Ａ １ ）２.６０ｍ

３）測量地験潮所（臨時験潮器）の短期平均水面
平成２９年５月１日～５月３１日の平均水面（Ａ’１ )- 64 -

１.９５ｍ

一般財団法人 日 本 水 路 協 会

水 路 測 量 講 習 会 案 内
水路測量に従事する技術者の技術の標準化、向上を図るため水路測量技術検定試験を実施
しておりますが、１級水路測量技術合格者の更なる水路測量に関する知識・技術並びに深浅
測量及び水路測量業務の管理及び統括を行う能力の維持向上のための水路測量講習会（以下「講習会」という）を実施します。この講習会を受講することにより、「公共工事に関する調査及び設計等の品質確保に資する技術者資格登録規程（平成 26 年国土交通省告示第 1107 号）」に基づいて、技術者登録簿に登録された資格（以下「国土交通省登録技術者資格」という）の保有者となります。なお、この「国土交通省登録技術者資格」は５年毎の更新制となります。
１

受講資格
当協会実施の１級水路測量技術（沿岸）又は１級水路測量技術（港湾）合格者のみです。

２

講習日時
平成３０年１１月１３日（火）１３時３０分～１７時００分

３

講習日・会場
TKP 東京駅前カンファレンスセンター ５Ｆ ホール５Ａ（東京都中央区八重洲１－５－２０ 石塚八重洲ビル）

４

受講料
１３,０００円（税込み）

５

申込み期間
平成３０年９月１０日～１０月１２日

６

講習内容
・水路測量に関する最新の知識・技術
・港湾関係法令、港湾の知識、設計の基礎
・安全管理

７

技術者資格の保有(1) 受講後は１級水路測量技術（沿岸）又は１級水路測量技術（港湾）として、「国土交通省登録技術者資格」の保有者となります。
(2) 受講者には『国土交通省登録技術者資格認定証』を交付します。
(3) 資格保有の有効は５年間であり、水路測量講習会を受講することにより更新さ
れます。

８

問合せ先
一般財団法人 日本水路協会 技術指導部
電 話:０３－５７０８－７０７６
E-mail: gijutsu@jha.jp- 65 -

協 会 だ よ り
日本水路協会活動日誌「平成 30 年４月～６月」

６月

４月
日

曜

２

月

２

事

項

曜

◇ newpec（航海用電子参考図）
４月更新版提供１

金◇ ナブトール社(ノルウェー法人)へ
デジタルトレーシング提供開始

月◇ ２級水路測量技術研修（前期～14 日まで）２土

◇ ２級水路測量技術検定試験（第１綜合ビル中２階会議室など）

16

月◇ ２級水路測量技術研修（後期～21 日まで）

５

火

◇ 第９回評議員会・第 23 回理事会
（東海大学校友会館）

25

水◇ 機関誌「水路」第 185 号発行〃〃◇ 平成 29 年度 水路業務功績者
表彰式（東海大学校友会館）

６

水◇ 第２回水路測量技術検定試
験委員会（東京八重洲ホール会議室）

11

月◇ 沿岸海象調査研修（水質環境コース～15 日まで）

13

水

◇ 第２回水路測量技術検定試
験小委員会（第１綜合ビル中２階会議室）

５月
事

事

項

日

日

曜

７

月

◇ １級水路測量技術研修（前期～19 日まで）

９

水

◇ 機関誌「水路」編集委員会

16

水◇ 第１回水路測量技術検定試
験小委員会（第１綜合ビル中２階会議室）

18

月◇ 沿岸海象調査研修（海洋物理コース～22 日まで）

20

水

◇ 第３回水路測量技術検定試
験委員会（東京八重洲ホール会議室）

29

金◇Ｙﾁｬｰﾄ(ﾖｯﾄ･ﾓｰﾀﾎﾞｰﾄ用参考図）
H-138（大阪湾北部）発行

項

21

月

◇ 第22 回理事会
（東海大学校友会館）

21

月◇ １級水路測量技術研修（後期～26 日まで）

22

火

◇ 第１回水路測量技術検定試
験委員会（東京八重洲ホール会議室）- 66 -

編

集

後

記

★ 谷口 昭さんの「プランクトンが語る海★ 加行 尚さんの「健康百話（63）」は、の環境と生態系≪５≫」は、海洋生態系は「失神」」についてのお話です。失神とは再生循環の恩恵を受け続けるために、再生「突然の意識消失発作により、姿勢の保持

循環の機序が最大限に働くよう自らの仕組が困難になる状態」のことで、一過性で速みを進化させてきたと考える筆者。その仕やかに、かつ、完全に回復することが特徴

組みの中でも最も重要な役割を担っているとのことです。失神を起こさないためにのが動物プランクトンだということ、それは、長時間の立居保持、急な起立、精神的が今回からのテーマとなっています。

緊張・恐怖、炎天下や高温多湿の環境、疲
労・不眠、脱水・空腹、疼痛などを避ける★ 今村 遼平さんの「中国の地図を作った

ことが大事だそうです。もう直ぐ梅雨明

ひとびと≪７≫」は、中国唐代の天文学者

け、夏の暑さに負けぬよう熱中症対策をしであり釈学家でもある僧一行（本名は張っかりして乗り越えましょう。失神発作が遂）について、幼少期から暦象と陰陽五行ありましたら、必ず医療機関を受診するよの学を学んだことや彼の一生で最も主要な

うにしてください。

仕事であった≪大衍暦(だいえんれき)≫の編成ため、重要な天文儀器を発明・製造して、天象の観測と天文測地や測算方面で極めて多くの貢献をしたことが紹介されてい（伊藤 正巳）ます。

編 集 委 員水 路 第１８６号

藤 田 雅 之 海上保安庁海洋情報部

発 行：平成 30 年 7 月 25 日

技術・国際課長
発行先：一般財団法人 日本水路協会

西 崎 ちひろ 東京海洋大学学術研究院
海事システム工学部門助教〒144-0041 東京都大田区羽田空港１-６-６
第一綜合ビル ６階

今 村 遼 平 アジア航測株式会社
名誉フェローTEL 03-5708-7074（代表）
FAX 03-5708-7075

勝 山 一 朗 日本エヌ･ユー･エス株式会社
新ビジネス開発本部

印 刷：株式会社 ハップ
TEL 03-5661-3621

営業担当部長森 岡 丈 知 日本郵船株式会社
海務グループ 航海チーム

税抜価格：400 円 （送料別）

伊 藤 正 巳 一般財団法人日本水路協会
専務理事＊本誌掲載記事は執筆者の個人的見解であり、いかなる組織の見解を示すものではありません。

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