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令和４年度砂防学会研究発表会概要集

砂防施設維持管理の高度化に関する検討事例
丹羽 俊一 ※1・神野 祐一・土屋 郁夫※2・浅野 里奈・伊藤 弘太※1 現：中部地方整備局、※2 現：天竜川上流河川事務所
株式会社パスコ ：○美土路 哲也・笹栗 裕己・坂本 良祐・板野 友和

国土交通省中部地方整備局越美山系砂防事務所

1. はじめに
近年、ICT 施工、設計の３次元化（BIM/CIM）などを含めた砂防関係事業の DX が推進されており、砂防関係施設の維持管理面でも高度化が求められている。
砂防施設の点検作業は目視に加え、UAV の活用により、安全性の向上、点検作業の効率化が進められている。
越美山系砂防事務所（以下、事務所）内では管内の流域情報、地形情報（航空 LP）、法規制情報、設備情報などのGIS データが整備されている。また、３次元表示システムが稼働中である。既存のデータ、UAV 技術、３次元技術等を駆使することで、砂防施設の維持管理の効率化・高度化が期待できる。
本研究は、既存データ、３次元データなどを使用し、砂防関連施設の維持管理高度化の手法を検討した結果を報告する。
2. 対象流域・施設
岐⾩県
対象とした流域は、事務所 揖斐川流域の直轄流域である岐阜県揖根尾川斐郡揖斐川町の揖斐川流域流域
および岐阜県本巣市の根尾川流域とその流域内の施設を対象とした(図.1)。
図.1 対象砂防堰堤位置図
3.

事務所内の施設管理状況

現在、事務所での砂防施設の維持管理は砂防設備台帳を基本として、砂防 GIS により諸元、位置情報、施工情報等を含めた管理を進めている。砂防図.2 点検結果 ３次元表示シス
施設の状況は毎年、施 テム表示例
設点検を実施し、施設ごとに点検調書としてまとめ、長寿命化計画に沿って、補修・改築工事を進めている。
また、既存の航空 LP データを使用し、３次元表 示 シ ス テ ム が 稼 働 図.3 砂防堰堤３次元モデル作しており、３次元表示 成例(矢中谷第 2 砂防堰堤）システムに施設の位置情報、定期点検の健全度情報を表示させている。また、過年度に UAV-SfM 解析により作成した砂防堰堤の３次元モデルを表示させるなど－ 381 －

３次元表示システムに３次元データを蓄積している。

図.4 既往設備台帳資料（左：竣工写真、右：台帳図面）
矢中谷第 2 砂防堰堤

4.

維持管理における課題

管内には砂防施設及び地形等のデータが整備されている。それぞれの利用上の課題について述べる。
4.1 砂防設備台帳の課題
砂防設備台帳に付属する写真は古い施設ほど写真が少なく、死角が多くなり、施工直後の状況が確認できない。そのため、点検写真との比較が困難であり、基礎の洗堀や袖の陥入状況の経年変化が確認しにくい課題がある。
4.2 点検調書の課題
砂防施設の定期点検は年に 1 度実施され令和 3 年度で 6 年分の点検結果が蓄積されている。定期点検は基本的に同じ方向から同じ画角で撮影することを基本とし、経年変化をとらえることを念頭に置いている。
現在の定期点検調書は変状レベル b 以上の変状箇所の写真を前年と比較する進行性確認調書により管理している。過年度の数年間にわたる点検結果の確認は過年度毎の点検調書を比較する必要があり、連続的な経年変化の把握に課題がある。
4.3 管内データの関連付けの課題
管内の流域情報、地形情報（航空 LP）、法規制情報、施設情報は、毎年個々に更新され蓄積されつつあるものの、これらを相互に関連付けて利活用し、管内の施設を効率的に維持管理するための仕組み（砂防関係事業の DX の推進）については十分な環境が整備されていない。

5. 維持管理の高度化に関する検討
既存のデータ、UAV 技術、３次元技術等を駆使し、砂防施設の維持管理の効率化・高度化に関する検討を行った。
5.1 ＵＡＶ技術の活用
砂防施設に対して UAV による撮影を行い、SfM 解析によって３次元モデルを作成し、砂防施設の現状を保存した。作成した３次元モデルは事務所内の３次元表示システムに表示した。砂防設備台帳の写真では死角となり確認できない箇所は解消され、点検結果との比較や変状の見落としも防止される。３次元モデルの計測もできることから、河床の低下量などが水面付近までであるが定量的に評価可能である。

施設点検結果を表示した施設情報、過年度に作成した
UAV-SfM 解析によって作成した３次元モデルを 40 施設程度が表示されている。これに加えて、基本的な法規制情報を３次元表示システムに表示させ、簡易な３次元管内図として整備した。地形や法規制状況等を見える化し、今後の施設整備における位置選定の業務支援体制を整備した。具体的には国有林、保安林、土砂災害特別警戒区域及び警戒区域を表示させた。

図.5 ３次元モデルによる現状把握例（左上：竣工写真、右
上：副堤状況、左下：河床面低下量計測、右下：死角箇所確認）品又谷第 1 砂防堰堤

5.2 蓄積された点検調書の整理蓄積された点検調書の各部位の写真を図.6 の下のように時系列に整理し、経年変化をわかりやすく整理する。
このように写真を整理し、データを蓄積することで経年変化を連続的に確認し、変状進行の見落と し を 防 止 す る 図.6 点検結果経年変化整理例（上：既ことができ、点検 存の進行性確認調書、下：経年変化写真）矢中谷第 1 砂防堰堤結果の品質向上にも寄与することが期待できる。
5.3 GIS データ、BIM/CIM モデルの利活用
管内では流域情報、地形情報（航空 LP）、法規制情報、施設情報は、毎年個々に更新・蓄積されつつあるものの、これらを相互に関連付けて利活用し、管内の施設を効率的に維持管理するための仕組みが十分に整備されていない。そのため、稼働中である３次元表示システムを活用し、砂防施設等の状況を流域情報と関連付けて見える化し、効果的に維持管理を行う仕組みを構築した。
(1)既往 GIS データの利活用近年、国土交通省では GIS データが整備され、容易に入手可能な状況にある。現在、３次元表示システムには過年度に計測した航空 LP データ、オルソ画像、－ 382 －

図.6

簡易３次元管内図事例(2)BIM/CIM モデル利活用
過 年 度 整 備済 の UAVSfM モデル、竣工図から作成した BIM/CIM モデ
ルを３次元表示システムに表示させ、流域情報、現況、構造を同一画面での見える化した。UAV-SfM
図.7
UAV-SfM モデル
モデルで表面上の状況、 BIM/CIM モデルの表示事例
BIM/CIM モデルで構造、 ワシズ洞第 1 砂防堰堤形状、基礎の根入れ、袖の陥入、鋼製構造物の鋼材配置の状況が確認可能であり、点検結果との比較や被災時の復旧など、維持管理の効率化が期待できる。

6.考察
砂防維持管理の高度化の検討として既存のデータ、UAV 技術、３次元技術等を駆使して検討した。UAVSfM モデルを作成し、砂防施設の現状を保存することで、毎年の点検結果とどの部位でも比較が可能である。
蓄積された点検調書は部位ごとの写真を年度ごとに整理することで経年変化や状況が確認しやすくなり、見落とし防止、点検品質向上に寄与することも分かった。
３次元表示システムに GIS データや BIM/CIM データを載せることで様々なデータが関連付き業務支援につながることが期待できることが分かった。今後はこれらのデータを流域全体に拡大していくことや必要なGIS データを追加し、既存の砂防 GIS と連携することで砂防施設維持管理の高度化が図られると考えられる。