構成される流砂系には課題が多くあり、それらは相互に関係しあっているため、流砂系一体とした「総合的な土砂管理」が必要となります。総合的な土砂管理は、PDCA(Plan-Do-Check-Action)サイクルに基づいて順応的に管理することが重要であり、PlanやCheckの段階で必要となるのが土砂移動の実態を把握する「土砂動態観測」です。さまざまなフィールドや流砂形態(ウォッシュロード、浮遊砂、掃流砂)に対応できる当社保有の土砂動態観測技術について紹介します。超音波流速計(ADCP)を用いた土砂動態観測技術ADCPによる浮遊土砂モニタリング超音波流速計(ADCP)は、鉛直多層の流向・流速を連続的に測定できる計測機器です。超音波を出力し水中の懸濁粒子(プランクトンや浮遊土砂等)からの反射波を受信することで波長の変化(ドップラーシフト)を捉え、任意の場所の流速値を推定できます。受信した超音波の強さ(反射強度)は浮遊土砂濃度(SS濃度)との相関が高いため、相関解析によりSS濃度のデータ取得が可能となります。測定された鉛直多層の流向・流速データより、観測点(あるいは観測断面)を通過する流量を算定でき、さらに各層のSS濃度を乗じることで観測点(あるいは観測断面)を通過する浮遊土砂量(SSフラックス)も算定できます。鉛直多層かつ連続的に各種データを取得できるため、流速やSS濃度に鉛直分布がある場所(港内航路部や河川感潮域等)においても流量とSSフラックスを算出できます。ADCPを用いた浮遊土砂モニタリングにより、港内の航路断面や河道断面(順流域・感潮域)における土砂移動状況の長期的な把握が可能です。H-ADCPによる浮遊土砂モニタリング航路部における土砂動態を把握することは航路維持管理のうえで非常に重要です。H-ADCPで取得する音響強度と流速分布データを用いることで、港内航路断面や河道断面などを通過する流量や浮遊土砂量を算出できます。H-ADCPによる洪水時の土砂動態モニタリング河川の洪水時には、低水路と高水敷とで水平方向に大きな流速差(流速シア)が生じます。流速シアの発生場所では洪水時に土砂の堆積が進行することが明らかになってきました。H-ADCPでは水平方向に多層に流速を取得することができるため、河道断面における土砂の堆積特性を把握することができます。よる河床高モニタリング河道は流水によって運ばれる土砂の堆積と洗掘の繰り返しにより形成されます。洪水中には多くの土砂が移動することから、堆積に伴う河川水位上昇によるはん濫や、洗掘による橋梁や護岸等の構造物の安定性の低下が懸念されます。そのため、洪水中の河床高変動を把握し、土砂や河道を適切に管理することが河川の安全確保のうえで重要となります。近年では環境への配慮や維持管理予算の制約から河道掘削が困難になっているため、洪水時の河床高変動量を考慮して流下能力を評価することは、さまざまな面でメリットがあります。当社では水温計や後方散乱光センサを用いた河床・底面変動計により河床高をモニタリングすることが可能です。●水温計を用いた河床高モニタリング水温計を取り付けたポールを河床に埋設することで、河川水と底質中の温度差を利用し河床高を計測します。水河床高変化と経過時間から底質の侵食速度を求めることも可能です。各センサの発光部から光を照射し受光部に返ってくる散乱光の強さから埋没状況を判断し、河床高を計測します。掃流砂量の観測技術ハイドロフォンによる掃流砂モニタリングハイドロフォンは、金属管に粒子が衝突する音を電圧に変換することで通過する掃流土砂を感知する流砂量観測機器です。掃流砂量と音圧には高い相関関係があるため、電圧の闇値を超えた回数や電圧を測定することで掃流砂量を推定することができます。機器が埋没すると測定が困難になることから、河床変動の影響を受けない砂防ダムや床固工の水通し部に設置します。