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農土執集貰 1 9 7 号 ( 第 6 6 巷弟 5 号)
平成1 0 年1 0 月2 5 日発行 ( 年 6 回発行)
昭和4 1 年1 0 月1 日学術刊行物承認
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ES S N 0 3 8 7 2 3 3 5
農業土木学会論文集
第19 7 号 ( 第6 6 巻第5 号)
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社団法人
農業土木学会論文集
第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
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目
圏
水撃解析
特性直線法の時間補間誤差と格子設計
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島田正志
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新たな領域分割法による不等流計算
一抵抗体群を杭群とした場合 -
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接触曝気方式による窒素除去高度化に関する実証的研究
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周辺地形の影響を考慮した斜面日射量の計算方法
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中曽根英雄
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木ノ瀬紘
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望
尾崎益雄
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長谷部次郎
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黒田久雄
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耗井泰典
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浮辺悦信
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三次元的視点からみた暗渠排水の湧水処理効果
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三次元サンドモデルによる湧水処理工法の実験的研究 -
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臨界凝集濃度
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水保留量に関する水収支的考察
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渓流取水工
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高温好気法の新しい運転管理指標としての B O D 担体負荷に関する研究
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山本太平
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小島信彦
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江生
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山本光男
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佐藤秀樹
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複写される方に
本誌に掲載された著作物を複写した
の
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東京都港区赤坂
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直接農業土木学会
,
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と包括複写許諾契約を締結されて
団体から許諾を受けて下さい
ご連絡下さい
乃木坂ビル 3 F
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アメリカ合衆国における複写に
p y ri g h t Cl e
の
日本複写権センタ
,
( T E L / F A X : 0 3 - 3 4 7 5- 5 6 1 8 )
学協会著価格協議会
,
方は
著作権者から複写権等
翻訳のような複写以外の許諾は
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〔研究論文〕
水撃解析
第1 9 7 号
内容紹介
〔研究論文〕
特性直線法の時間補間誤差と格子設計
･
島田
新たな領域分割法による不等流計算
一抵抗体群を杭群とした場合一
正志
時間補間特性直線法水撃解析で単一管路系の直線弁閉鎖
を対象に補間誤差理論の検証誤差に与える境界条件の影響
を理論的数値的に検討して合理的な格子設計の基礎を与え
た
陽的補間は管路の格子分割をしない場合境界点計算の
みですらも振幅減衰特性を理論的に精度よく説明できた
振
幅減衰の理論式を指標として許容基準を満たす時間格子幅を
相対的に長い管路条件から決め適切な格子を構成する短管
路に陰的時間補間を適用すると短管路の周期スケル程度の波
動振幅減衰は急速であるが一般的には時間格子幅が剛性モ
デル理論が妥当な範囲にある
時間補間混合法をより大きな時
間格子を使用できるよう改良した
木ノ瀬紘
一
･
森
望
浮辺
･
悦信
･
,
,
,
,
,
.
,
,
.
,
,
.
,
ー
,
,
.
.
〔重≡互)
パイ
プライ
ン
水撃現象
,
,
特性直線法
時間補間
,
補間誤差
,
場所的に流水抵抗が異なる水路や複断面水路においては読
れに対する抵抗がほぼ同じと見なされる複数の領域に流水断面
を分割した不等流計算法が用いられる領域分割による従来か
,
.
らの計算法では等流状態を仮定して横断方向流速分布 (各
領域の平均漁連) を求めている本論文では等充の位定を用
いずに
流速分布を求めながら不等菰計算を行う新たな計算法
を提案したそして単断面水路と複断面水路の両岸に植生状
の抵抗体群が存在する条件で行われた模型実験結果とこの方法
で得られた計算結果の比較例を示した
このとき模型の抵抗
体群は比較的密に配置された杭群で模擬した
,
197
pp
,
1
.
-
.
尾崎
･
益雄
黒田
･
.
圧≡≡)
.
,
･
,
･
.
,
,
,
･
.
.
,
-
,
･
.
接触曝気方式
硝化率
,
窒素除去
,
間欠曝気
,
曝気槽前置
,
19 7
p p
,
21
.
加藤
幸
角野
三好
･
長谷部次郎
谷口
･
,
.
一
,
,
.
,
-
-
,
.
,
-
-
.
.
,
,
.
(二
⊆≡互)
湧水処理
排水
,
サ
ン
ドモデル
,
三次元解析
( 農土論集
,
自由地下水瓦
197
,
pp
.
37
暗渠
-
.
9
1 9)
-
4 3)
邦英
,
,
,
,
,
.
,
,
,
ー
,
.
,
〔
三三三三つ星
雲
苦; 寸望
面
日射量
i 散分離
,
淵 L 日射量
直連日射量
,
1 97
p p
,
.
29
･
3 5)
-
〔研究論文〕
畑地帯を事例とした地域評価手法の提案
( 本文英文)
-
小泉
,
,
pp
,
.
建
,
近森
･
( 農土論集
農地に湧水個所が存在する場合農地内の地下水環境は三次
元的な特徴が顕著となるここでは暗渠排水による湧水処理
工法について
三次元サンドモデル実験により検討を加えた
実験は暗渠の埋設条件のうち埋設深は定とし間隔 ( x 方
向埋設率) と奥行き ( y 方向埋設率) を変化させ定常状態に
おける自由地下水面の分布状態を求めた
その結果暗渠の奥行きが自由地下水面の傾向に対して大き
く影響しており暗渠の施工が X 方向埋設率 0 0 5
Y 方
向埋設率 0 8 1 0 という条件を満足すれば湧水個所の直上
に暗渠を設けた場合と同等の湧水処理効果が得られ
地下水位
の平均値がほとんど変動しないことを示した
.
197
不等流計
斜面の勾配方位に対する影響と周辺地形の遮蔽の影響を考
慮するために三浦らの提案した地形を三角形分割する手法を
使用した三浦らは 1 0 分ごとの太陽方位における直連日射量
に対する遮蔽の影響をその都度計算したが
ここでは
あらか
じめ 1 度刻みに 3 6 0 方位の遮蔽高度を計算しておき
1 時間ご
との太陽方位に近接する 2 つの遮蔽方位の遮蔽高度から内挿す
ることによって
時間斜面直連日射量を計算することとした
散乱日射量に関する遮蔽の影響をも検討し 3 6 0 方位の遮蔽高
度がここでも有用であることを示したさらに近傍に直連日射
量デタのない地域のために時間水平面全天日射量を直達と
散乱とに分離して再合成する式と手法をも示した
シス
〔研究論文〕
三次元的視点からみた暗渠排水の湧水処理効果
一三次元サンドモデルによる湧水処理工法の実験的研究一
･
泰典
2 7)
-
涜速と水位の変化
,
･
テム
( 農土論集
枕群
〔研究論文〕
周辺地形の影響を考慮した斜面日射量の計算方法
紙井
.
･
( 農土論集
.
巨⊇:≡)
水路
芝
誓
㌣
霊
賢あ諾若
8)
接触曝気方式は窒素除去性能が悪とされてきたしかし
小規模汚水処理装置でも窒素除去の高度化が求められている
ここでは
7 0 ゼ d JJ l 規模の室内実験で
処理水の T- N 濃度を
10 m g e1 1 以下にすることができることを確かめた
しかし
水処理の分野では小規模の実験でよい結果を得ても実用規模
の処理施設で同じ結果になるとは限らない
そこで前橋市六
3
1
供下水処理場に設置してある8 3 m d ー規模の実証プラント
を室内実験装置と同じシステムに改造して実験を行った冬季
に実験ができなかったので
水温が 1 6 ℃ 程度に低下しても同じ
結果を得られるか確証はないが水温1 9 2 5 ℃ では処理水の
1
T - N 濃度が1 0 m g ゼ￣以下になった
,
,
.
久雄
い
,
,
,
,
〔研究論文〕
接触曝気方式による窒素除去高度化に関する実証的研究
中曽根英雄
,
,
計算格子
( 農土論集
,
.
健
･
安部
征雄
吉田
･
弘明
農業の生産性社会経済の状況水質環境の保全という3 つ
視点から農村地域の状況を評価する手法を研究した都道府
県単位に2 4 個の指標を用いた主成分分析により相互の関係を
このモデルを用いて 2
定量的に評価することができたまた
地区の畑地帯を事例に時系列的に地域の評価を行ったこの
結果それぞれの地区の三者の関係が時間的にどのように推移
してきたかを把起することが可能となった今後指標の内容な
ど改善すべき点はあるものの
このような評価手法により
そ
れぞれの農村地域における状況を客観的に知ることができ今
後の農業農村の整備の方向を検討する上で有効であることが判
明した
,
,
の
.
,
.
,
,
.
,
.
,
,
,
.
農業農村整備 j
( 壬 ≡⊃ 芸票芸
豊壷
軍誓
(農土論集
成分分析
197
,
,
農業活力
pp
.
45
-
潤
5 5)
活
〔研究論文〕
アロフ
〔研究論文〕
特性の異なる涜域の雨水保留圭に関する水収支的考察
ンの臨界寄集濃度
工
軽部重太郎
鈴木
･
啓克
中石
･
高瀬
克也
純粋なアロフェンに対する各種電解質の臨界凝集濃度 ( c c c )
をさまざまな p H のもとで測定した
1 価対称電解質のアルカ
＋
＋
十
> N E 4
となり
リ性での C C C は陽イオンに関して N a > K
オ
ン
の
イ
水和半径の順序に対応した同じ関係が酸性での陰イ
オンについても見られ
N O 3 ￣ > C l￣となった
対イオンが 2
2
2 ＋
2 十
価のとき (c a
M g
s o 4 ￣) は常に凝集した
副イオン
のイオン種やイオン価による C C C の違いはほとんど見られな
かった
非脱鉄アロフェンの C C C は脱鉄アロフェンより酸性
で高く
アルカリ性で若干低かった
これは
非脱鉄アロフェ
ンの荷電ゼロ点が高いことに対応した
アロフェンが 10 0 5 0 0
n m
の大きさの凝集体として水に分散しているという条件で
D L V O 理論で CC C を予測したところ
計算値は N a Cl の測定値
にほぼ一致した
.
,
,
.
.
,
,
.
,
.
,
.
,
-
.
,
.
( 王≡⊃
7
7
U
,L v o
/
;-i
臨界凝集濃度 (
･
c c c)
電解質
,
( 農土論集
97
1
,
荷電
p 甘
･
,
p p
57
.
ッ
A N O PP O
M
F
ab
i
an
J ob
-
.
,
.
,
,
.
.
o
o
o
-
,
,
,
.
一
.
〔三互
;⊃
左
傾斜
支持九
,
粘土
水平荷重
モデル
,
( 農土論集
〔研究論文〕
_
マ
19 7
,
p p
.
71
,
.
,
,
.
,
,
,
,
,
.
雨水保留量
･
土湿不足量
,
最透強度
･
19 7
p p
,
.
農地造成
･
65
,
70)
-
〔研究論文〕
余水吐急流部における空気連行涜の構造の推定
( 本文英文)
-
M
A B A R
h
u
a m
m a
d M
利彦
･
rl i r
u
杵-
_ 宇彼
･
板垣
博
余水吐急流部における空気連行涜の構造を最適制御問題の
枠組みにおいて推定する空気が混入した水の比重は拡散係
数と移流係数を含む偏微分方程式に支配されると仮定するこ
れらの係数を制御変数と考え
計測された比重と支配式の解と
の間の誤差を評価する境界および領域観測型汎関数を最小化す
る
最小原理を導出し最適な制御変数を随伴偏微分方程式を
用いて特徴づける拡散係数と気泡上昇速度が負にならないよ
う制御変数に制約条件が課せられる最適化の手続きを単純
化するため制御変数の構成要素のうちこれらの 2 つが比重の
関数であるという仮定をさらに設ける偏微分方程式の求解に
有限要素スキムを用いた反復数値手続きを開発するその手
続きによって最適化を試行するとこの手法が有効であり空
気連行流の解析に利用しうることが示される
,
.
,
.
,
.
,
.
.
,
,
.
ー
.
,
,
.
孟
宗豊
,
2 気連行涜
& 散係数
,
,
気泡上昇速度
197
pp
,
推定
,
.
79
最適制
･
8 4)
-
〔研究論文〕
矩形断面水路における涜し掛け水車の出力特性
後藤
党
真宏
･
片山
利用に着目し租殻灰を結合材質量の内割で20 %
40 % および
6 0 % 混入した混合セメントの水和発熱測定とコンクリ
トの断
熱温度上昇試験を実施した楓殻灰混入率2 0 % および 4 0 % のコ
ンクリ
トの最終断熱湿度上昇量は
無混入コンクリ
トと大
差なかった一方混入率6 0 % の場合の最終断熱温度上昇量は
無混入の場合と比べて1 7 ℃ 低下し初期の温度上昇速度も大き
く減少したさらに壁状マスコンクリト構造物の打込み後
の温度解析を行い
楓殻灰混入による水和発熱特性の変化およ
び壁面からの放熱の効果が
実際のマスコンクリ
トの温度上
.
昇に及ぼす影響について考察した
,
ー
.
ー
ー
,
,
,
,
ー
,
,
秀策
･
天田
高白
佐藤
･
政良
ネルギを涼し掛け水車を用いて動力に変
流量水車羽根の幅水車 - の負荷を変
農業用水路流水
換利用するために
化させて流し掛け水車を用水路に設置したときの出力水車
効率上下流 - の影響等を水理模型実験により明らかにした
水車に作用する負荷の増加に伴って上涜水位も増加し水車
効率は最大効率0 4 5 に達した後は減少することが明らかになっ
た
下流水位は
水車設置により波立ちが生じフル
ド数に
より異をった流況を示すことが明らかになった
水車の最大出
力は水車の周速度が水路流速の4 5 % のときに生じることが明
らかになった
エ
の
,
,
( 農土論集
セメントの水和発熱を抑制するための混和材として楓殻灰の
.
.
7 8)
-
ー
石黒一
.
･
〔王亘三可
綿
トの温度上昇に及ぼす
籾穀灰混合セメントの影響
スコンケリ
-
河地
,
介生
,
( 農土論集
般に擁み性傾斜杭の載荷試験により得られる荷重変位
曲線から極限支持力を決定するのは困難な場合が多い
M an o p p o らは
フィッティング法が均一砂地盤中捷み性傾
斜杭の水平荷重下における極限支持力決走法に有効であること
を示している
ここでは
フィッティング法を用いた粘土中携み性傾斜杭の
水平荷重下における極限支持力決走法について解析しその適
用性を実験的に検討した
実験は幅広い境み剛性を有する杭について行った水平載荷
試験は埋設した傾斜杭 ( 傾斜角 β O
± 15
± 30 )
の
頂部において行った
フィッティング法により推定した極限支
持力は M ey er h of らの理論による極限支持力とよく致するこ
とが明らかとなった
.
黄
･
,
B
一
晃一
佐藤
ー
達也
甲本
･
a n es
･
地質構造および土地利用の異なる 3 試験流域で観測された諸
3 日後に消滅する直接
水文デタに基づいて降雨終了後1
流出を分離しそれから得られる雨水保留特性を水収支的な観
点から比較検討したまず初期土湿不足量の概念を導入し
降雨前の表層土湿条件が雨水保留量曲線に与える影響を定量的
に評価するとともに
各流域間での雨水保留特性の違いを明ら
かにした
次に直接流出継続時間を対象期間とする水収支式
から下層への浸透量を求め
浸透継続時間との関係について解
いずれの流域においても両者の間には線形関
析したそして
係が存在することまた浸透強度を表す 1 次係数は流域間で
異なり石灰岩地帯の不耕起造成放牧草地流域で最も大きく
変成岩地帯の造成畑地の浸透強度は堆積岩地帯の山林地に比べ
小さいことを示した
英文)
-
林
6 3)
-
ティング法を用いた粘土中棲み性傾斜杭の水平荷重下に
おける極限支持力決定法について
( 本文
洪
･
出量
〔亘〕票
悪
霊
馳
〔研究論文〕
フィ
意次
･
,
,
,
,
,
.
,
,
.
ー
.
,
,
.
,
.
ー
,
.
〔三三∋ 孟詣孟
墓誌
ン
水和
楓
楓殻灰
,
混合
セメ
ン
ト
,
断熱温
,
( 農土論集
197
,
pp
.
85
-
9 0)
〔
三三互三∃
ナ
t賢
苧
ブ芸嘉
納
エ
ネ
ル
ギ
堰上げ
,
･
水車出九
水車効率
,
( 農土論集
197
,
pp
.
91
-
9 9)
･
〔研究報文〕
ラテンアメリカ地域の住民参加型アプロ
耗合的な農地保全計画の提言 ( Ⅰ
)
･
( 本文
吾郷
秀雄
･
I(
〔研究報文〕
毛烏素砂地の砂賞詞頓における小区画
ボダ潅減法の適用効率
一地下水資源の効率的な潅瀧利用を目的として -
チによる
ー
ー
ー
英文)
-
ES SL E R
C
o en r a ad
A d ri
池浦
n
a a
農地劣化問題は南米諸国で急速に進行しており農業生産
減少はもとより社会基盤や経済全般に悪影響を及ぼしてい
る
原因は森林の伐採農業括軌過放牧および薪炭林の
過剰採取などである F A O の地域プロジェクトラ米地域の
農地保全と回復を通じた持続的農業支援計画では土地劣化
の度合い
原因および劣化タイプについて調査し持続的開発
に必要な住民参加型アプロ
チを各国に普及した
プロジェク
トが採用した概念は
総合的土地管理で全ての段階での農
民参加と土地劣化問題解決の鍵となる農民の社会経済的な要
素を重要視している農地保全計画立案に当たって必要なこ
の概念について体系化したものである
,
,
の
.
,
,
,
"
.
''
,
,
,
ー
.
"
”
,
,
.
,
,
Q
ラテン
水食
,
･
アメリカ
土地劣化
,
捻合的土地管理
,
土壌保全
,
農地保全
,
197
,
p p
.
1
01
-
バ
ー
ー
-
,
鋼管の代わりに ≠ 30 m 皿程度の銅棒を用いると
バ
の長さを短くすることができ
また取水工の段落高さを
小さくできるなどの利点がある本研究は水理諸元決定事例
バ
により
スクリ
ン構成材科としての銅棒の利点を述べる
とともにバ
の径が小さくなった場合に考慮すべき問題点で
ある強度について検討を行い
河川流況によっては銅棒の使
用が非常に有効であることを明らかにしたものである
-
,
,
,
ー
,
,
.
,
ー
ー
,
ー
,
,
,
.
( 壬亘王)
一
根
ご蒜孟
孟
孟志芸
子
芸
富
水I
･
水理構造諸元
･
バ
ースクリ
,
(農土論集
.
97
,
p p
.
1 17
-
,
ー
ー
ー
ー
ー
,
.
,
.
,
ー
,
ー
ー
.
.
.
砂地圃場
,
適用効率
,
小区画ボ
ダ
ー
流去損失率
-
勲
,
ー
法
ーーストリ
ボ
,
ダ
,
プ
長辺長
,
,
深層浸透損失率
197
pp
,
.
1
09
-
11
6)
1
2 2)
･
耕二
猪迫
･
佐藤
秀樹
れまで高温好気法で用いられてきた B O D 容積負荷 ( B V L)
では
担体量の相違による分解率のばらつきを説明できないこ
とを示し
新たに B O D 担体負荷 ( B M L) を提案したまた
B M L を用いて杉チップ
粗殻杉チップと粗殻の混合体を担
体として用いた場合の食用廃油の処理を行い各担体の処理能
力と B M L との関係を調べた
その結果 ( 1) 高温好気法によ
B M L は分解率のばらつきをう
る分解効率を示す指標として
まく説明でき本法の運転管理指標として有益である (2)
B M L を4 0
4 5 g B O D k g ￣1 d ￣1 に設定すれば効率のよい処理
が可能となる ( 3) 杉チップと粗殻の混合体は優れた担体とな
り得ることが明らかとなった
こ
,
.
,
,
,
,
,
.
,
,
,
-
,
･
･
,
.
,
1
江生
親
･
ー
吉田
ー
,
てきたが
ー
光男
ン複合型渓読取水工のバ
クリ
スクリ
ン構成材科
これまでは
外径≠ 100 m m 程度の鋼管が使用され
ス
として
山本
･
光弘
〔研究報文〕
高温好気法の新しい運転管理指標としての
B O D 担体負荷に関する研究
-
信彦
井上
･
( 農土論集
ー
小島
太平
1 0 7)
〔研究報文〕
銅棒を用いたバ
スクリン複合型渓読取水工の
水理構造諸元の決定方法
ー
山本
･
中国内蒙古自治区の毛鳥素砂地では砂質圃場において小区画
ダ
潅概が行われているここではまず鳥取大学乾燥地
研究センタで砂質圃場におけるボ
ダ法の適用について基
礎的な検討を試み次に毛鳥素砂地の小区画ボ
ダ
法の特徴
について適用効率と長辺長の関係から検討を加えた
深層浸透
損失のみを考慮する場合末端流去水が回収されなければ適用
効率は低くなる深層浸透損失と流去損失を考慮する場合逮
用効率は特定の長さでピク値を示しこれを最適長辺長と考
えた現在毛鳥素砂地で用いられているボ
ダストリブプの
長辺長はほぼ最適であった潅概実施時には正確な時間の計測
やストリップの整地などが重要と考えられた
ボ
(亘
;互王〕
,
住民参加型計画立案
(農土論集
弘
@ %
〔三重 ∋ 悪
賢
雷
雲姦芸?若
君: ;3 R % ik
7%
,
D
負荷
･
B O D
容債負荷
pp
123
級
,
,
(農土論集
197
,
.
-
1 2 8)
農業土木学会発行在庫図書
図
農業土木ハ
書
( 消費税込送料学会負担)
名
( 平成1 0 年 4 月から)
定
価
会員特価
ク
21 4 0 0 円
17
石狩川水系農業水利誌
4 0 770 円
3 5 6 70 円
北上川水系農業水利誌
4 0 770 円
35 670 円
ドブ
ン
ッ
,
,
川と人間1 セ
,
2 100 円
1
,
ト ( 仝 1 0 巻)
ッ
,
,
川と人間 1 冊 ( 分冊売りの場合)
21 000 円
,
復刻農業土木古典選集第 Ⅰ期 1 冊 (分冊売りの場合)
復刻農業土木古典選集第 Ⅰ期 1 セ
復刻農業土木古典選集第 Ⅰ期
ッ
12
ト ( 仝1 0 巻)
復刻農業土木古典選集第II 期 1 セ
ッ
ト
l 020 円
,
l l 020 円
,
,
1 51 200 円
1
,
32 240 円
,
4 380 円
3 460 円
( 農業土木学会選書 8 ) 換地の理論と応用
2 1 00 円
1 680 円
汚水処理技術入門
2 31 0 円
1 780 円
2 620 円
2 100 円
2 520 円
1 990 円
1 830 円
1 520 円
3 050 円
2 5 40 円
3 350 円
2 750 円
72 0 円
3 670 円
3 670 円
2 940 円
4 720 円
3 670 円
2 230 円
9 170 円
(
(
,
9)
,,
1 0)
現代農業土木用語選 (II)
1 2)
実践コ
1 3)
豊かで美しい国土
,,
,,
(
,,
(
,/
ン
クリ
ー
ト工学
･
ズ N
-
(実験実習書シリ
(
.
農村空間の創出
o
農業土木工事図譜第 4 集
第5 集
I,
汎用耕地化のため
4
頭首工編
1
ポンプ場編
18
ズ N
ー
地域環境工学シリ
.
.
ズ N
ー
地域環境工学シリ
.
ズ N
ネ
マ
.
4
清らかな水のためのサイ
エ
4 580 円
3 870 円
2 750 円
2 240 円
3 0 50 円
2 6 50 円
ジメントー地域環境管理工学-
3 050 円
2 6 50 円
- 水質環境学 -
3 200 円
2 8 00 円
3 200 円
2 800 円
Fi eld
i
s
th
n
I
r r
i g ati o
n
a n
d D
I
r r
i g ati o
n
a n
d D
J. と Ⅰ
. D.J. P
ラル
エ
,
ー
ズ N
ー
o
ン
r ai
r
ai
W
e
ー
ンス
ジ
ニ
,
,
,
,
,
,
,
10
ld
i
n
J ap
a n
n ag e
i
n
J ap
a n
,
90 円
7 1 30 円
2 650 円
2 240 円
4 280 円
3 560 円
6 110 円
5 090 円
,
1
,
,
Pi c t
o r i al
,
,
ト
ッ
,
5
,
ag e
n
1 セ
,
r
o
,
,
豊かな土づくりをめざして- 環境土壌学-
ー
,
1 570 円
,
3
o
o
地域環境工学シリ
ル
10 0
15 290 円
2
o
人と自然にやさしい地域
.
,
340 円
,
1
o
ズ N
ー
地域環境工学シリ
.
,
円
人と自然の水環境をめざして - 水環境工学 -
I D
,
,
2
豊かで美しい地域環境をつくる- 地域環境工学概論-
dy
,
,
地域環境工学シリ
ad
,
,
農村計画学
P
,
,
技術指針
の
,
,
) 土の理工学性実験ガイド
2 ) 農業水利学実習ガイド
,,
,
,
1
.
,
,
頭首工の設計
ズ N
ー
,
,
明日をひらく農道整備
1)
o
,
,
) 草地の造成と利用
( 演習書シ 1)
,
,
14
1 5)
,
,
,,
(
(
,
,
,
300 円
アリング
地方講習会テキスト
｢農業用水 ( 水田) +
の
の
ン
,
3 020 円
解説
｢施設管理基準排水機場編+
｢水路トンネル+ ｢ポ
3 020 円
解説
｢施設管理基準ダム編+
プ場+
の
,
3 020 円
解説
の
,
3 100 円
解説
,
｢農業用水 ( 畑)+ ｢指針農村環境整備+ ｢施設管理基準頭首工編+
図書申込みに
.
個人
,
つ
い
.
役所等で
申込み先
の
3
解説
,
10 0
円
て
会社等で購入される場合
現金書留か郵便振替 ( 0 01 6 0- 8- 4 7 9 9 3)
Ⅱ
l
,
12 600 円
改訂四版農業土木標準用語事典
Ⅰ
8 900 円
11 0 200 円
,
( 仝 1 2 巻)
890 円
,
1
1 26 000 円
,
冊 ( 分冊売りの場合)
1
600 円
,
32 0 円
,
,
公用 ( 定価)
〒 1 0 5- 0 0 0 4
で代金を添えてお申込み下さい
として購入される場合は
東京都港区新橋 5- 3 4- 4
( 社) 農業土木学会
図書係
℡
,
葉書
,
F A X
｡
等で結構ですので文書でお申込み下さい
農業土木会館内
0 3- 3 4 3 6- 3 4 1 8
F A X
0 3- 3 4 3 5- 8 4 9 4
｡
農業土木学会論文集
Tr a
N
o
m s
o
.
197
.
f
∫ S I D
pp
,
.
1
E
R
( 1998
8
-
.
10)
水撃解析
特性直線法の時間補間誤差と格子設計
･
島田正志
東京大学大学院農学生命科学研究科
(〒
1
1
3
-
8
6
5
,
単
東京都文京区弥生 1
7
要
時間補間特性直線法を用
た水撃解析に
い
誤差に与える境界条件の影響を理論的
計算のみですらも
の
満たすように
キ
1
ワ
ー
ド:
ー
管路シ
数値的に検討した
,
そこで
.
ル
ー
陽的時間補間は
.
イプライン
,
水撃現象
特性直線法
,
般的には
一
,
c
非定常流
1 9 9 4)
.
水撃モデルにより定常流
,
,
＋
(H
=
H
I
p
水撃現象の統
,
方法では
この
,
短管路に陰的時間補間を適用し
複雑なシ
ス
定した後
△ T を決
管水路に陽的時間補間を適用して
,
,
,
,
振
長い
体の最適な
システム全
テムの合理的な格子設計
基礎を与えたが以下の問題がある ①実際の計算では
の
:
.
,
,
H
-
＋
通常の線形安定性解析では
のみ)
し
,
無限に長い
境界条件の影響は考慮して
,
渡流れ解析では
ことが
多い
･
管路を
,
1
このような場
性を検証する必要がある
.
いない
ことを
合
,
/ s)
m
L
を考察し,
･
ずることとする
2
･
離散化誤差に
,
つ
境界条件の影響
いては
,
o
Vp
s
0
-
( 2)
a
D
-
,
H
,
水頭 ( m )
-
RqR S
( )
a rcy
W
-
f
-
T
,
,
-
B
-
a/g
a
,
時間 ( s)
△ X I V R S I/( 2 g D )
( )
ei sb a c h
の
圧
-
x
,
,
-
D
-
摩擦損失係数
.
P
A X
A T
a
f A T
S
(
ト
f) A T
I
ri d
Fi g 1 G
･
(
稿を改めて論
格子間の点
R
d R
an
.
線形安定性解析に基礎を置く補間誤差の理論
なお
( 1)
理論的な
より合理的な時間格子幅の決定と格子設計の基
礎を与える
R
＋
A X
③摩擦抵抗の格
,
0
-
②
が考慮されていない
解 ( 島田 19 94) を実際の数値計算で検証
Vp
重力加速度 ( n J s )
緩やかな過
,
,
.
Vi)
管長 ( m ) i
-
R
2
-
g
,
o
暗黙に坂定
一般的にも
子間の時間積分誤差 ( 離散化誤差)
,
-
-
誤差の理論解の適用の妥当
加えて,
R
＋
＋a
P :p -
B
格子とした境界計算のみとなる
誤差特性の十分な検証がなされていない
本論女では
方
一
.
.
,
管水路 ( 内点格子
波数の正弦波が歪む
で種々の周
.
d
た距離座標 ( m),
っ
,
V
断面平均流速 ( m / s)
力伝播速度(
管篠( m )
i)
より大きな時間格子幅を使用しても精度が損なわれず, 提
案した時間格子幅の与え方は厳しすぎるきらいがある
短管絡に陰的時間補間を適用
.
-
-
△且 △ T
-
管軸にと
B P :p
＋
/
V
,
k)
.
o n
ここで
境界点で
,
許容基準を
,
時間格子幅が剛性モデル理論が妥当
△ W △T
P
的な解析を可能にする ( 島田
一
幅減衰の許容誤差から時間格子幅
格子を決定するなど
一q
C
緩やかな
場合
,
計算格子
,
o n
時間補間混合法は
ない
陰時間補間混合法を改良した
･
補間誤差
,
補間誤差理論の検証
,
格子分割をし
適切な格子を構成できる
,
時間補間
,
管路
,
の
振幅減衰の理論式を誤差指標として
.
程度の波動の振幅減衰は急速であるが
はじめに
.
テムの直線弁閉単問題を対象に
ス
より大きな時間格子幅を使用できるように陽
,
)
1
1
旨
時間格子幅は相対的に長い管路条件から決め
,
パ
て
一
振幅減衰特性が理論的に精度良く説明できた
,
すると短管路の周期スケ
な範B 引こある
おい
1
-
m
S
,
-
e a ch
の
では
m
VR
VA (1-
-
1
ack
流速
Ti m
e
1i n
･
水頭は (
,
方向で線形補間する
-
b
h t
e
erp o
h ti o
n
s
1)
添字
.
である ( F i g 1)
)
3
式のように時間軸
は遡及時間補間格子数で上図
m
.
,
i)
＋
VE
i
.
H R
特性直線法と時間補間誤差 ( w
-
Vs
y li e
,
1 9 9 3)
=
H s
-
H A (1 V B (1 H B (l l
i )＋
ただし
硬い管水路の水撃モデルを格子間で離散化した特性形
式の方程式は ( 1)
,
( 2) 式の通りである
H E
i)
＋
VF
'
-
H F
i
f
( 3)
i
補間率 ( G
o ld
b
e rg
a nd
W y li
.
補間率
管水路特性
,
の
間で (4 )
,
e
,
1 9 8 3)
･
格子特性
( 5) 式が成立する
,
.
a
農土論集19 7 (661 5)
f
･
i)
＋
△ Tl
(
m
＋
i )/
△X
-
1
(4)
769
,
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
△x
空間格子幅( m ) , 時間特性補間は空間特性補間より良
-
好な精度特性を示すが
システム
,
適切に評価す
べ
( 数値減衰 R
と位相速度 R 2 )
性
l
きである
関数として
は
求められる
R l
E
x
1
＋
-
R2
-
方/N
(2
ただし
N X
i / △X
-
ここで
T
,
X (m
-
a
L/a
-
TR/ △X
2
a
'
( 7) 式として
位相誤差に較
.
1 )】
/i 6(
大きな M
と
について精度が
m
Fi g 2
-
高い
TR M (
-
る
間
関与する N
に,
2
.
X
の空
i
.
F
o
-
間誤差はゼ
含まず
では
となる
o u ri e r
安定性解析
.
-
m
,
陽的時間補間法侭T
N T は波動
,
若干異なる性質を有す
,
M
,
ことを
が直接的に
意味せず
特
,
o
,
LI, R
の
境界
,
時間補間特性直線法の 2
p li cit T i
m
e a chb a ck
n ed
Ti
- Lin
m
e
e
l nt 叩
01a
ti
響を
の影
00 0
圧力伝播速度
,
貯水池水頭 h o
鎖時間
△T
-
R IC
f
-
'
1
T
.
補間誤差
w
1
路の
1
-
a
S
の誤
つ
000
,
場合
格子分割数
M
1
-
m
e
m
e
Ti
,
R I
,
C
-
0･ 8
を払いながら
,
致する
,
より詳細な検討が 3
.
1
3
Li
-
Lin
,
-
m
l n t e r p o l ati o
n e
l nt
e
)
n s
e r p ol a ti o n s
)
皐
,
池
･
管水路
,
流速を T (o
-
1
m
/s から v
せる弁閉鎖問題を扱う
端の圧力波形を示し
,
/s
m
f
.
ピ
77 0
-
4 L (a
-
4
T
,
ク
ー
.
o
-
m
弁閉
,
補間率 f
,
M
,
3
.
2
-
,
ー
論値に
2 でなされる
.
,
1
-
m
,
1
-
●のピ
.
Ts とした理
-
一
.
2
4
陽的時間補間
･
-
F ig 3
E
a
x
ple
am
境界条件の影響に注意
(E
離散
.
テム ( F ig 2 ) で
ス
.
時間 T w ( s) で直線的に減少さ
計算結果は最も鋭敏に応答する末
と数値実験値を整理する
本周期 Ts
-
,
.
1
_
陰的
末端弁からなる単一管路シ
･
1 0
○
,
上涜に一定水頭 h o( m ) の貯水
,
,
1
.
格子設計に関する基礎的考察をする
を主たる対象として
1
-
-
i
,
Fi g 3 b
.
0)
-
D
.
2
,
化誤差の影響を排除するために非粘性流れ ( 摩擦損失係数
f
管径
,
●) を末端圧力で比較した
.
･
,
,
のシステムで
補間
,
クの減衰率はほぼ o 8 で ( 6) 式で T R
補間による計算法
-
) と呼ぶ
誤差の数値実験による検討を行い
.
Fi g
.
長さ L
.
-
4
o n s
を対象に
l
0
-
4 0
-
実線) と R T L I の計算値 ( △ T OI3 0 9 3
の検討と格子設計に関する考察
振幅減衰 R
差の典型例を示す
陽的時間法の厳密解 ( 時間格子幅
,
6
値の振幅減衰に
弁閉鎖時間 Tw
いて理論
値
システムの基
,
許容する振幅減衰率 R
つ
I
C
とする
.
L
ス
-
x
t:
a c
o
li n
s olid
erro
d
r
t
u e
10
R T u
o
●)
e, err o n eo u s:
は離散化誤差による数値振幅減衰の数値例を示す
13 39 0
a
,
テムで
,
な格子 ( △ T
-
100 0
7Ts
,
5 3･ 5 6
-
弁閉鎖時間
-
0 04 87
･
と粗い格子 ( △ T
線)
f
8
s
,
,
e m
周期 7Ts
,
t It
ここでは
y st
摩擦損失係数f
,
の
.
0･6 1 6 7
-
30
-
O 4
-
管
,
_
3
g
は時間補間による振幅減衰の数値例を示す
a
の
それぞれの
.
ln
内点での数値的変形
,
場合を陰的時間補間
の
I
結果は
の
両者を組み合わせた方法を時間補間混合法 ( C T LI
,
bi
m
タ N X
ー
特性線は格子間を通過するので補
,
場合を陽的時間補間と呼ぶ
o
(9 )
は離散化誤差には決定的な要素
M
を陰的時間補間法 (I T L I
C
のパラメ
つ
分解した波動成分
なお
.
i-) N X
＋
間的分解能を高める
1
,
ロ
を意味する
また
(m
pI P
補間誤差と離散化誤差による坂福渡衰の例
1
.
周期と時間格子
.
間方向の分解能を高めても
管路の格子分割数
となる
-
時間的な分解能に関係し
,
のみで時
m
.
z
i )/ -
＋
m
を用いることもできる
の空
3
か
,
3
TR/ △ T
-
pl e
m
(8 )
i
幅との比
N T
Si
･
数値振幅誤差は大きな
て
べ
4
i-) ) ( 7 )
,
T7? M !
-
＋
m
振幅減衰 R l は低周波 ( T R)
,
o
( 6)
)]
T R ( a / L) 肘
-
影響を受け ( 島田 19 94 )
,
補間特
周期 TR の
,
1 9 9 4 ) ( 6) ,
は波長と空間格子幅との比
NX
,
,
i ( 1 - i-)[ i-( 2 - i-) ＋ m ( 2 f -
2
X)
あるいは
･
h
f ( 1- a /i N
,T
-
時間補間誤差
,
.
2
p[ 2
補間誤差を
,
設定した格子
,
的近似解 ( 島田
の理論
合
の場
安定性解析より
.
解析対象とする波動の波長 }
,
つ
解析
補間誤差はゼ
M
6 69 5
-
･
の数値計算の
ロ
,
Tw
-
-
25
o
10
-
m
-
30
1
,
10
,
i
-
.
1
1.0
-
-
1
i
,
,
f
-
0.0 3 7
のシ
R IG
,
-
1
この計
,
1
-
R IC
実線)
,
-
1･0
算では f
破
,
1
-
振幅減衰は少ない格子分割数 (N X
に依る分解能不足である
.
2
つ
の
.
陽的時間法の精細
,
,
m
結果を比較した
で
D
,
場合
の
,
M
,
h
,
-
で
-
4)
例は誤差評価と適切な格
T
ra
. JSID
n s
RE O
. 1 998
ct
水撃解析
子設計の必要性を示す
とするが
本論文では
.
離散化誤差に
,
L
J
∫
時間補間誤差を対象
,
途論ずる必要がある
いても別
つ
t
J]
l
T
∫
!
p
T!
l
l
[
1
I
I
t
1 15
.
I
.
コ
句
_
l
0
1
1
1 1
.
2
t
4
ヽ
6
.
1
I
.
■
I
J
1 05
L
I
I
'
i
0 95
I
I
.
一
■
8
0 9
.
10
0
t /t s
F ig 3
(E
3
x
1b
a c
E
Pl e
m
t : s o li d lin
e
f
o
rr
e
,
n
m e
u
n e ou
o
i c al
d
b
k
r
s:
r o
pin g d
m
a
li
e n
t
u e
di s
o
ti o
ti
c r e
z a
L
tl
に短い
極端
和するために
.
陰的時間補間を使用する
,
-
2
i-) - 2( 1 -
2
( f /[ 1 .( 1-
パイプラインを
周期 Ts
-
0.0 8( s)
管長
L
f･) c o s(2
場合
2 0(
-
) 圧力伝播速度
m
貯水池水頭 h o
,
6 0(
-
),
m
o
f
l
c
p u t a ti
o m
L
弁閉鎖時間 TTw
厳密解( △ T
-
,
0. 0 2
-
㍗
間補間計算 ( △ T
F i 野 (4
)
1
-
O 0 21
m
,
0 04
.
Vj O
m
1.1 3
与
o
.
1(
-
,
1 05
⊂
m
)
,
-
I ll Fl
A ++ + ++
｢l｢｢｢｢｢T｢
,
0 95
_
ー
.
磨
I
0 9
,
2
0
l l I
4
1
F ig 4 b E
･
x
p le
am
o
f
c o
m
p
u
t 2 [ti
o
n
∼
6
u
結果を
の
i
s u
8
10
s
s
n
g ITLI
( A T j ).0 4 )
<
=
を中心に
1
≒
o
.
n
･
1
/ s)
m
弁操作中 ( T/Ts
弁換作停止後は h /h
,
-
_
.
/s として
● )
,
A T 0 0 2 1)
in g I T L I
実線) と陰的時
,
0 40
,
各囲で
.
,
u s
山 1 1
1 1
呈
10 00(
D
-
s
1 ｢J ● rL ＋
√†
√
Jl
リ
V † + ++
.
.
管径
-
.
,
-
3.2 ) では h /h
i- 1
,
0 20
.
,
0
-
( 4 d) で比較した
-
a
-
.
-
M
,
0･2 5 6 ( s)
-
n
11)
L
.
擦損失係数f 0
-
o
8
^ 八 Jt
1 15
(1 0 )
-
a
,
Pl es
m
.
敬
,
.
X )]i f 入 m
方/ N
芸a
1 2
制約を緩
0 の
-
m
.
6
s
.
この
.
E
a
1 25
値振幅減衰の厳密解 ( 1 0 ) が有用である ( 島田 1 9 9 4)
R l
1
F ig 4
)
管路は時間格子幅を制約する
4
叩
s
n e
2
e r r o r
極端に短い管路と陰的時間補間の誤差
2
.
K a
-
.
I
”
A H M A X
,
.
モ.
1
最大圧力上昇値は
,
1 2
o
2
( 1 2)
Tw
<
1 25
I
o
-
△T
直線的緩閉鎖に対して
.
!
<
< <
r
1
] )
'
J
∩
2
特性直線法の時間補間誤差と格子設計
･
1 25
.
圧力振動が生じている
場合
この
.
M
,
1
-
17 モ T s とすれ
-
,
ば
1 2
,
.
(1 0 ) から決まる R
( 0･ 8 2 7
-
l
0 20
.
,
な振幅減衰が明らかである
,
0 3 5
そこで
.
,
0 5 2) となり
.
,
このような短
急速
1 15
管路が
1 1
,
長い管水路と混在している場合を想定し 7Ts よりかなり長
.
旦
･
1 05
=
.
,
いスケ
いて考
つ
ル
ー
の
波動を剛性
察する
モ
デル近似しうる時間格子幅に
のサンプルが必要であるので
.
波動を表現しうる必要条件は
N X
加えて
である
,
≧ 2
a n
d N T
しかし,
中で
,
弾性
ネ
エ
ル
化する水撃現象では
たさない ( 三野 19 81
期
Ts の弾性
ギ
ー
.
と運動
,
K
応答を無視
ar n ey
々
エ
ネルギ
して
,
性的応答が許される範歯
の
.
-
r
ー
そこで
Ts よりも十
ー
補間
ル
の
Tw
4
I /a
を大き
x
a
m
pl e
of c o m
などが相互転
,
短管路の周
分大きな
,
シス
の波動を想定して剛
限界を次のように考え
L △ V!( gh
て
o
農土論集1 97 (6 6 5)
p
u tat
[i o n
u
8
in g IT L I
(A
s
Tw ) が知られる ( 三野 19 81)
△ H M A X/ h
,
構成する
0 15 9
･
,
･
0 13 9
,
o
一方
-
0 1 31 4
4
,
つ
0.0 8 7 1 )
,
で
.
10
T 瑚 2)
.
の計
で
算例
順次
,
,
せず
妥当性を失う
･
大きなシ
t
･
h
-
o
60
Vj
,
0
-
とし
弁閉鏡前の圧力振動の中心値を
特性を示すが最後の値は剛性
式中の T w は短管路の
.
6
s
のパイプを含むシス
種
1 9 89)
2
u
F i g 4- c E
･
極端に短い管水路は大きな役割を果
,
0
が 1 に近いこと
l
条件では陰的補間は
テム全体から決まる時間スケ
る
.
(l l )
く越える時間格子幅を許さない
テム
.
0 9
≧ 2
この
0 95
周期 Ts の
1 周期中に 2 点
,
十分な精度を保証する条件は R
･
,
1
で
△H M
j
u
m
O
-
( 0.2 5 2 4
,
弾性応答特性を失い剛性
,
モ
ス
,
デ
ル
としても( 1 2) を満足
テムでは
,
一般的
に
,
( 1 2)
よりも極めて大きな値となるので
-
7 71
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
キ
T w /Ts
1 25
( 緩閉鎖)
5
で
L l/ a l
-
r
,
l
0 01 <
-
△T
<
.
<
を満
Tw
<
.
1 2
足し,
1 15
c T LI
.
△T
-
L 2/ a 2
2
T
-
1
-
格
の
十分な精度を保証する
子で
･
は短管路の時間制約を大幅に緩和し効率的な解析を
.
可能にする
1 1
o
.
邑
前報 ( 島田 19 94)
.
幅を短管路に
では時間格子
･
･
=
( 6) 式を適用して決めたが
1 I) 5
.
設定可能となり
1
0 95
に依存する
.
(1 2 ) 式により大きな格子幅が
,
△T の限界は相対
,
的に長
管水路の条件
い
.
1) 9
.
D
2
6
4
U
8
1t)
3
3
E
1d
Fi g 4
.
事莱上
h
,
( Ts
水撃に
0
-
l
の
度
2
5 b
は
△T
(
-
△T
2
0 0 (
,
f
Tw
,
1
-
2
-
D 2
,
)
m
0 5(
-
.
D l
-
1 (
R IC
1)
-
実線
l
-
そこで
テ
期値
鎖で生ずる
補間
△r
,
上流管路( M
il l
,
-
1 0
.
●) に示す
:
.
(6 ) 式の数値的検証にあたり ,
システムの固有特性
,
単
,
パイプラインシステムの弁閉鎖問題の
一
ス
1
-
で
1
-
l
,
し
-
O 6
L
,
M 2
10
-
いて F ig 5
,
1
a
,
,
接合部水頭で
と仮定する
WT
n
]
H
-
端の流速)
b
*
z
i
]
- (l l
o )
9
l)
2
_
4
6
t/ t
-
F ig 5
･
C
a
H
o
p u t B[ti o
m
d
e a
s
a
t
l
v a
n
a
l
e x
pl e in
am
s e
ri
e s
8
g Z) p )
.
1
a
=
l
5
p lP
S
e
通してシ
v e
p
.
0
0
.
II97 5
.
I タI 5
pI9 25
2
4
6
8
(F ) 1 1 E M
,
(
Fig 5 tI C
-
wi th
o
m
p
,
本周期
I:s
般的な
M
-
4
-
r
と
u
t a ti o n al e x
C T L I: H
e a
d
s
a
a
t
血 Pl
c
o
-
e
in
e
ie
s e r
c ti o
n
o
s
f
1 tl
p ip
t
w
v
pI P e
.
S
*
h
＋b
0
o
[ n - 1]
W
z
0)
(0
,
)/p
ト g
0
,
z
0
,
0) )
,
＋
k
z
g
vb
[n
s [ n ] T) T と置けば
,
1)
,
p
,
〈0
,
g/
-
-g z
,
1
1
,
lM
,
,
p
0
,
a
,
T
叩乃] ( Ⅵ 乃】
-
,
n
,
第
,
( 1 5)
項が境界条件の解に与える
2
積と和を
のベキ乗との
補間との相互作用を示す
,
*
- l E - k vT k]
n
( F) (
a
,
ペ
ス
行列 E
.
径) は
クトル半
,
･
1 /i 4 M
(
m
f ))
'
(1 6)
特性を反映するの
式中で
で
N X
シ
,
とした
4 M
-
テムの基
ス
簡単な格子例
と右辺の
a x
i-
-
0 1
.
,
一
.
具体的な表現は導かないが
についても,
実際
T
2] )
-
,
いづれも行列 E
,
R l
一致する例えば
2] ( 下
,
0 2
.
,
で具
値は
0 3
,
,
特に , ( 1 6)
.
式の関係は具体的な E の表現を求める必要もなく
(1 6 ) 式の左辺
e s
o
A T
[n
-
( a / a)
(d /a
2r
T R としての ( 6)
m
*
2T
g
-
=
格子
aL X
]
n
G [ n ] ( W T n] T
E k O
.
,
-
b[
v
,
(1 : 管路上
1]
( 1 4)
解は
の
E (まシステム
に成立する
t/ t 5
772
,
関係がある
-
△ T,
円n
( 1 4) , ( 1 5 ) , ( 1 6 ) 式と同様の表現が可能である
0
･
1
0
,
G [ 0]
テム
ス
(1 3 )
*
有値の絶対値の最大値
ただし
2 5
1
0
,
直接的影響であり
wi th C T L I
]
1 n]
0805
=
･
E
.
,
,
右辺の第 1 項が初期条件
0007 5
.
n
時間補間遡及数
,
＋7
0
,
,
ただ
.
n
-
-
] ( a / a)
n
W T n- 2] ,
-
〈g z(p
,
-
R l と次の
.
∼ b[
方程式 ( 1 4)
G [n ]
10
の固
1
( (0
-
1
-
,
-
g
- 1]
*
T T
.
E
,
i
0
G [ n 1 1]
E
-
n
ただし
0
S [n
,
M
管路下端)
1-
-
z
[ n]
x
,
0
-
G[
1
･
b
,
U[
十
T
(g / a)
] ( h o- ( a / g)
さらに
皐1
-
β
n
- 2]
y[ n])
,
-
u[
2
抄7 n
2] ( 2 :
,
i
-
z
g
-
0
.
△T
tn
格子分割数
,
B
＋
( x[ n]
-
,
0
-
,
特性差分式は次式となる
.
- 1]
n
W
W
,
y[ n]
,
伊T
A
-
ただし
A
格子
初期条件と境界条件の相互関係を把握する
1
棉)
システム
,
の
摩擦損失係数f
,
-
m
特性差分解で導き
境界値問題
b 2 (a /a
.
.
解を初
,
*
1
良い精度
,
管水路接合部につ
,
△T
,
0
-
m
,
似を与えるが (島田
いては
つ
と境界条件の効果について若干の理論的な考察を加える
,
) I 0･0 3 7 の
m
合には
,
)
m
1 9 9 4)
.
( 6) 式は
の近
陽的補間に
,
2 0( s) の弁閉
-
R l と境界条件の影響の理論的考察
1
.
･
10(
-
この場
.
,
M l 1
,
を末端圧
:
)
m
L l
程度の変動は記述できてない
s
0 4)
-
末端弁がある複合管水路シ
,
,
0.0 1 6 7
.
.
.
T
3
.
とした時間補間混合法 C T L I の解と高精
-
1 0)
-
0
-
m
,
,
0 0 16 7
-
0 04
,
2
0 0 1)
-
f2
,
1
-
(
解
5
-
m
1
-
いて (1 2 ) 式を検証する
i- 1
( A
i n g IT L I
us
を対象に
.
つ
,
L2
,
管路が接続
い
下涜管路 ( M
m
n
貯水池側に長さ
の
4 0 4( s) )
≒
p t rt ati o
o m
c
管路に
相対的に長
ム
30
-
o
の短
of
は短管路からは規制されないと予想できる
△T
0.0 2
-
pl e
am
,
そこで
I
x
陽的時間補間誤差と格子設計
3
.
s
般的
一
,
体的に計算すると
,
数値的な誤差程度で
,
0 4
.
T
0.5
,
ra n
,
0 6
.
. JS [D R E
s
,
0 7
.
,
O ct 1 998
.
0 8
.
,
水撃解析
0 9
に対して
.
0 04%
(
R l は
一般的には周期
.
るが
M
1
相対誤差の最大値は
,
-
,
特に
,
有特性
の固
0 0 5 % (M
従
.
て
っ
3
.
l
k)/i 4 M
”
( zu
f) )
＋
基本周期
,
テム
ス
-k
を任意の
n
クトル
ベ
波動と同様の
Ts の
弁閉鎖問題 ( 直線閉鎖) を対象に
ZTs
4 0
-
.
R IC
,
する
T
(g あo
た,
水撃圧の誤差特性の指標となりうるか
前の第
②
単
正弦波ではない波動の振幅減衰特性をどれだけ
幅3
T
-
対して
0 80 に
.
3 9 8 9 3)
第10
,
,
0 4) の
-
w
.
計算値第 1
,
のピ
ク h /h
ー
ピ
弁閉鎖例
ク h A1 0
ー
.
平均的減衰率 ( o.5 3 5 9 4/ 3 3 9 8 9 3
-
.
で
o 81 で
.
式
( 6)
,
(振
4 3 9 89 3
-
( 振幅 o
1 53 59 4
-
o
) 1 /9
-
5 3 5 9 4)
.
基本周期
乃
,
4( s)
-
状波形の振幅減衰を良く表現する最大水撃圧は
.
弁閉鎖時に発生するので ,
らない
同
.
厳密解h A 1 0
条件下で
一
Tw
,
/Ts
w
0 1 では
,
2 ( s) とすると
-
-
o
誤差は問題とな
-
N p
減衰率を予測すると
1 -( I - R l)/2
ピ
1
･
2
ラ
R l
,
Np
,
-
2
R l
,
0 59
-
のは重要な
C
,
2
a se
3 9 7 4 1 の比は0 9 0 3
.
.
1
'
-
すると
0 59
･
a
=
3) で上の
,
,
C
I
本周期
-
.
0･ 8 3 6
1
,
,
M
,
-
Fi g 7
･
点をさらに確認した
2
E
a
x
pl
am
T h′ 2 0
4
2
4
6
1 tl
2
a s e
C
･
,
l
a se
x a m
pl e
2
-
of
c
o m
u t a ti o n
p
A T 0 3 093 M
-
,
-
u si n
2
-
0 79 5
.
正弦波に
一
つ
以
.
.
6
8
,
i
,
-
f
o
-
i
-
0 05
･
-
Ts
-
4.0
,
いた
10
Lp
s
･
7
7
-
a
た計算結果を比較する
I) 長さ L
-
貯水池水頭力o
-
/s
,
10 00
30
,
,
,
陽的時間補間畔 T
管径
D
-
L I) を
周期
RI
.
圧力伝播速度
弁操作時間 Tw
農土論集197 ( 66- 5)
に
c
1 0
.
-
,
20
-
a
1 0 0
周期 Ts
,
摩擦損失係数f
として
,
Fig 7
.
0
-
-
a
,
T(o
-
では
-
4 0
.
1 O
.
,
,
/
m
莱
C
Ts
a s e
一
0 81 0
.
･
,
致する
0 9 53
-
0 5 47
.
T
-
w
4 2 5( s) とした
.
M
Np
6
-
,
,
△T
,
-
1
,
0 9 523
-
.
,
-
m
M
Np
R l
-
7
'
-
R l
,
'
-
0 81 9
.
i
1
m
-
● ) で比較した
,
,
1
1
,
,
,
.
の
許容減衰率
最大水撃圧力の誤差は , 0. 1 5 2 3 /
.
-
,
.
,
‥
-
1
0 82 5 でシステム基本
-
1･0
-
同様に
,
-
-
,
.
弁閉鎖
.
( 計謝イ直) ( 1 ＋R l )/2 0 9 0 5 ( 予測値)
･
.
管長 L 5 0 0 0 圧力伝播速度 a 1 0 0 0 周期
-
3
管径D
i
,
波動を対象とした格子設計
0･8 1 にほぼ
-
0･1 5 9 9
C
の
-
0 202 5
-
1
F ig
1
R T LI
数値解 (
R IC
,
弁閉鎖後は , Lp O 25 93
,
,
-
.
-
緩閉鎖の場合
m
と同様のシステムで,
前の平均減衰率は
(2 ) 緩閉鎖
1
-
m
,
.
n l fji n g
-
.
実線 ) と補間を用
0 6 16 7
p u t a ti o
o m
c
A T 0 6 5 45 M
末端水頭を厳密解 ( △ T 0 5
Fi g 7 b は ,
g R T LI
1
-
m
e
-
2
m
l)/2
で内点を含まな
1
-
最大水撃
.
＋R
I
.
1
Vj O
方 (1
一
,
波動を対象とし
Ts の
に - 鼓する
0 59
-
.
,
2
.
･
,
同様に弁閉鎖後は Lp 0 20 48
,
,
t/ t 5
s
,
-
計算格子は
.
弁閉鎖
,
ク値の平均減衰率は
ー
.
C
-
ク数を N p とすれ
ー
t /t s
0
a se
ピ
1
w
ー
ク間の平均振幅減衰
ー
ヾ
T
からピ
o
事実であり (6) 式の有効性を確認できる
-
C
のピ
安定性解析に基づく単
,
ま
,
3
.
1
,
0
い
初期水頭 h
,
3
E
ク値と L/
ー
,
i
･
-
と Ts が整
w
ピ
I
_
T
,
,
4
皐
F ig 6
クから
間にあるピ
,
1
8
_
では
ス
ー
ー
つ
O 2 8 4 1 /0 3 3 9 9
,
TR
,
幅誤差理論が境界点のみの計算でも応用できる
いての振
下
.
以下のように平均的振幅減衰率を
,
で安全側の評価となる
いことに注目
0 5 2 79
実線と● の差が完全な
･
クから
でシステム基
.
誤差は
i
,
実線) と補間
,
-
中心との差を振幅として
の
ー
ク値から第4
ー
0
-
1
-
減衰は時間とともに増大するが
.
0 117 1
-
圧力の
O19 0 0
-
と良い一致を見る
用
のピ
つ
4 つのピ
1
十
'
m
,
i
,
最大水撃圧の
,
最大水撃圧力が約半周期で発生するので
.
.
R l を用いて
T
-
4 3 9 8 9 に対する補間解h m
-
である ( Fig 6)
,
4
振幅の比を L p
,
4
-
弁閉鎖後は完全な静止状態が理論上実現
た格子設計の許容減衰率 R
は急閉鎖領域 ( T s 4
のパルス
Lp
-
Np
.
急閉鎖
-
率 R
'
1
-
このケ
.
.
①
表現するかに着目して検討した
,
近似的に計測する任意の 2
時間補間による数値
,
M
m
,
＋) で比較した
,
,
弁閉鎖後の
10
-
.
) で決まる+ 主力振動
w
R l
の Rl
で
,
0 6 54 5
-
弁閉鎖前では
.
ばLO
.
.
数倍であるの
振幅減衰の理論式 ( 6) を
Fig 3
.
0 59
-
M
-
意味での繍間誤差である
は
( 1)
△T 0 0 2
を用いた数値解( △ T
l
一
5
ク値までを振幅として
.
数値集魚による(6 ) 式の検証
2
.
以上より
.
(1 5 ) 式中の E
,
端水頭を厳密解 (
,
半径を ( 1 6) 式
のスペクトル
すなわち,
,
振幅減衰が予想できる
3
(
1)
-
m
,
幅減衰を表現す
の振
境界条件の影響
,
1
-
基本周期 TTs に対応するシ
行列 E
,
理論上 , 近似的に R
に乗じることと
,
1) である
-
m
任意の波動
TR の
すなわち
,
2
-
.
システムの
,
で表現する
は,
2) ,
-
m
0 1 5 % (M
,
,
特性直線法の時間補間誤差と格子設計
･
貯水池水頭
,
h
o
-
30
,
摩擦損失係数j
E
o
Ts 2 0
-
,
のシス
773
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
ば時間補間誤差は時間格子遡及数
m
,
1
分割数
15
.
1
るが
1
.
を所
M
両者は矛盾関係にあるので調和した配分をする最適
,
問題として設計できる
1
0
Jコ
0 5
.
＼
評価が必要なので
1
I:
0
0
方
0
10
1
･
x
T
42 5
.
p lr t a ti o
of c o m
p le
am
-
w
A T
,
0 9523
-
テムで弁閉鎖時間 T Tw
た
厳密解 ( △ T 5. 0
いた数値解 ( △ T
M
●) である
'
Rl
-
0 7 29
,
'
Rl
.
以上
同様に
･
,
( 計測値)
.
(1
,
m
I
1
m
,
-
1
O
0
i
,
i
,
1
1
計算について
3
,
( 予測イ
直)
0. 8 6 3
M
ケ
-
Lp
,
-
I
R IC
-
,
0 1 172 6
･
,
O 2 3 0 2/ 0･2 7 1 9
1
Np
Np
-
して
て
時間格子幅
,
△T
格子数
,
M
また
.
管水路には陽的時間補間
い
l
m
そこで,
.
ー
する
と
の
≧ f
≧ 0 と
(4 )
,
する
を満足する( M
路に
具体的には
とすれば
l
,
具体的には
.
m
,
≧ 1 の整数
m
,
( 1 7)
C
を適用するす
i) が R T L M
,
いて
つ
△ T を定める
Ld
-
T
,
ての管水
べ
k
a
最小値を
の
k
.
T
O
,
(M
,
1
,
,
T
( 1 8)
O
から一定の幅y
T O
例えば
,
m
,
を減じ
o o 1( s)
.
,
ながら, 上記の条件を満足する △ T を求める
1
･
剛性体
極端に短い管水路
,
≧1
( 5) 式から M
,
各管路 k に
,
△T ≦
いて
B
,
( 6) 式から許容する振
,
存在する最大の値として
いて
つ
プの決定は
ッ
R T LI を適用して
,
R l ≧ RI
.
2
.
効率的
を満たす限界的な時間格子の大きさを採用
R IC
その際
.
.
時間ステ
を除外した上で
極端に短い管水路には
,
する
であるので,
1
R T LI を適用し
相対
,
,
水撃圧
,
管水路には陰的時間補間 I T L I
い
近似が成立する範囲の時間格子幅を許容して IT LI を適用
に対応するピ
遡及時間補間格子数
,
合理的な設計が可能と思われる
的に長
設計
,
(6 ) 式を水撃現象から緩やかな非定常流まで適用し
,
極端に短
c T LI は
△丁と格子
6
-
Or 8 4 7
時間補間誤差の指標を R
,
時間格子幅
幅減衰率
とも基本周期 Ts
以上の事実から
を
T L I)
4
-
,
.
修正した時間補間混合法 ( C
,
の取り
したパイプラインシステム
な解析を実行可能とする
.
力誤差評価としても振幅誤差 ( 1 ＋R l)/ 2 と概算できること
.
定法と格子
の決
,
0 72 6
･
ク減衰としての理論値 (6 ) 式を説明できた
を示した
△T
の
.
1
.
っ
補間を用
,
0.2 0 5 8
-
L P
,
較を行
で内点を含まない境界点だけの
1
ス
ー
実線)
,
i- ().7 3 3 8
,
,
-
4
-
最大水撃圧力の誤差は
l )/ 2
.
で同様の比
-
,
＋R
0 05
-
/s
m
-
m
,
1
-
f
-
差に限定した格子
g R T LI
弁閉鎖後は
,
格子分割数
,
n
,
,
M
,
i
1
弁閉鎖前の平均減衰率は
.
,
0 7 36
-
,
2 88 4
-
-
u s
-
125
-
-
.
n
M
.
涜れ解析法として
提案する
s
離散化誤差の
,
複数管路からなる系で
,
第 2 に長短の管水路が混在
,
の
2 0
15
t/ t
F ig 7 t I E
第1 に
.
陽的時間補間から時間格子幅
9
.
最適設計問題は
.
ここでは時間補間誤
,
設計について考察する
95
.
離散化誤差は管路
,
精度に応じた数だけ設定する必要があ
要の
各管路につ
.
i ) の複数の組み合わせがありうるので
,
間補間誤差の立場から R
時
,
を最大にする格子を採用する
l
1
､
ヽ
l
<
1
0
4
上流貯水池に直列に接続する 3 本の管水路と末端弁か
タ
.
設計例と計算例
2
.
らなるシ
0
2
4
8
6
10
12
14
a
-
t /t 写
(1 0 0 0
テムを考える
ス
100 0
,
,
1 00 0)
D
,
h
.
(1
-
-
o
30
0 75
.
,
L
,
(1 4 3 7 , 7 8 7
-
j ‡0
0 5) ,
≧
.
,
0
,
0)
,
し ‡
) の中は上流から順に対応する管水路の長さL
,
-c
F ig 7
･
E
T
x
m
w
a
-
pl e
125
of c o m
p u t ati
A T 2 884
-
,
.
,
on
M
-
us
in g R T L I
1
m
,
-
1
,
伝播速度
f ⇒) 7 3 3 8
Tw
-
数値解
,
時間補間誤差と離散化誤差 ( 摩擦項の時間
積分) を考慮する必要がある
するが
774
,
∽
の
.
摩擦損失係数f を示す
,
響を排除するために ′
時間補間誤差は
,
M
は
T
,
ると
も関与
増大とともに精度が向上する一般的に言え
(M
,
直線的に完全閉鎖
3 0 ( s) で
した場合
陽的時間補間と格子設計
格子設計は
管径 D
,
,
,
,
ただ
圧力
離散化誤差
.
.
の影
4
a
4 50)
,
計算結果を Fi g 8
.
,
黒丸 :R T LI
,
O
0 4 5 ( s)
-
.
A T 0 24
,
-
.
,
m
,
i
,
,
R l) は
y
0 0 1･( s)
,
,
.
上流管路
(2
,
2
,
FTo
,
,
-
1
とした
ロ
/
m
末端弁を
.
から v
s
j
-
0 (
に比較した ( 実線
a
格子
の設計
-
1
をゼ
RI
の数
C
-
値解)
0.9 6
TR
,
,
) と
m/ s
詳細な
設計した格子
.
-
1 0 6 9 6 ( s) とす
.
下流管路の順に
中間管路,
OL9 9 3 7 5
:
0 9 9 9 1) , ( 1
.
,
3
,
0 27 92
.
.
Tr a
ns
.
J SID R E O
. 19 98
ct
,
丞撃解析
0 9 7 3 2)
.
(1
,
A T O10 2
,
0 8 37 5
.
,
R IC
O 90
-
R l) は
(1
1
,
い
,
i
,
となる
,
R l)
,
(3
,
3
,
0･1 9 3 3
,
7
,
(9
-
0 5
.
,
1) となり
,
計では
詳細計算の格子は
.
0 9 83 3 3
.
,
.
△T
,
,
0 45
-
-
T
.
(1
1
,
.
,
とした
0 9 90 8)
,
0 9 9 9 0 8)
O
0 74 8 89
.
,
,
m
､
i
.
後者
.
R I
C
0
8
.
精度が安全と言え
0 95 以上の
-
2
.
良
,
ク値の振幅減衰が相対的に大き
ー
,
1
,
.
.
なピ
4
1
,
i
,
1
,
0 9 1 4 5 7)
,
計算結果を F ig 8 b に比較した
,
,
(4
同様に
.
(叫
,
,
-
鋭敏
,
7
,
0･9 6 0 2 5 3)
,
水撃解析としては
･
る
0
,
の設
m
0 9 7 4 5)
,
T T F I O16 9 6 とすると
(1
,
.
0 9 90 36)
.
,
,
1
0 8 75
,
(M
-
9
1
,
特性直線法の時間補間誤差と格子設計
･
.
0
.
1
2
3
4
5
6
7
t lt s
I
2
.
Fi g 9
C
･
o
1
n
oft w
o
(
A T
O 24
zL r
p ip
e s
es
1
.
章と同様
4
JE!
l
is o
p
m
ri
s e
p u t ati
co m
1
-
Tw
,
lt s i n th
直列に接続する 3 管水路
,
re e
tl
貯水池
,
末端弁
･
t
考える
システムを
a
.
h
l
9
.
30
-
o
0 75
･
L
,
(1 4 3 7
-
0 5)
2O
,
f (0
0
-
･
,
,
ただし
.
,
4 50 )
,
0)
,
中間管路は短管路とする
,
a
,
( 10 00
-
末端弁が
･
Fi g 9 は R T L I による精密な解(
1
2
3
4
△T
t /t 5
0 02
=
0 9 9 916 1)
Tw
,
･
(1
･
-a
F ig S
･
C
m
o
er
i es
s
ar
i
p
pip
s
o n
o
ft
o
w
c
o m
p 止 a ti
o n
l
a
wi th C T L I ( A T 0 2 4
e s
_
re
Tw
-
.
,
lt s i n t h r e
su
e
(M
I
た
1
,
貞
鋭い
.
る
1
.
m
,
i-
0･ 5 6 5 9 2 1 )
2
.
0
,
1
,
(M
,
1) ,
,
m
,
(4
△T
･
R l ) (1
,
(1
,
ピ
-
5
-
1
,
,
.
,
は
0.2 4 ( s)
(5
”
,
7.6 2 8
-
.
(1
,
を末端圧に
0
,
,
.
CT L M
△T
0 24
,
-
,
0 0 83 3
.
,
いて比
つ
,
0 37
i
,
,
.
.
,
.
(1
-
7 62 8
-
14
,
.
0 9 98 72)
,
TR
,
0 9 9 7 8 4 6))
,
ク値の減衰が見られるが
ー
,
較し
良好な精度と言え
,
従来の経験から水撃解析としては比
,
較的大きな値であるが
一
0.9 5
0 9 6 4) )
.
.
,
C
.
-
D
,
閉鎖する
0 99 5
-
R l )
.
-
100 0)
,
1 0( s) で
-
,
0 625
,
0 98 75
,
0 8 75
I
Tw
i
,
5
,
で計算した結果 ( 黒丸) ( R
3 0)
-
,
10
=
10 00
,
実線) ( R I C
･
0
,
o n al r e s
1 0)
-
理論的根拠も明確である
,
.
i
結論
6
0
9
.
0
1
2
3
4
時間補間特性直線法
5
一管路シ
t /t s
た
べ
-
F ig S b
･
C
o
s e
m
ri
i
a
p
e s
r
s o n
p ip e
o
f tw
o
c o
m
u t a ti
p
o n
al
r e s u lt
wi t h C T L I ( A T 0 4 5
.
-
s
,
T
-
w
i
s
n th r e e
･
の
補間誤差の近似解の妥当性を単
テムの直線弁閉鎖問題の理論と数値実験で調
ス
陽的補間は内点のない境界点だけの計算でも振幅減
衰特性を理論的に説明できる
3 0)
群から時間格子幅を決定し
5
時間補間混合法 ( C
T
L M
)
.
従
て
っ
相対的に長
,
適切な格子を設定
,
的時間補間は速やかな数値振幅減衰を起こすが
い
管路
できる
.
般シ
一
,
陰
ス
テム中の短管路では剛性体近似が妥当な範囲の大きな時
5
短管路の格子
1
.
間格子幅を採れる
前章で相対的に大きな
と格子が決ま
る場合
っ
た
.
システム全
,
r
-
L/
極端に短
a
を有する管路群から
管路 (
い
-
(1
-
は両端
程式を
の
,
,
0
,
t
-
L /a )
,
,
△T
,
が存在す
体の弾性的挙動に大きな影響はない
で剛性体理論が妥当な △ T に対して
i)
t
,
/ △T) となる
'
条件 ( 特性式
,
.
,
短管路の格子 ( M
そこで
,
m
3
,
本の直列管路系の計算例で検証した
補間誤差の指標として使用
使用可能とな
た
っ
で未知量を計
M
引用文献
G
ldb
o
Ti m
e
-
e r
g
Li n
,
D
e
i nt
･
a
e r
.
nd
W y li e
p l a ti o
o
島田正志 ( 19 9 4) ‥
5
･
2
直列に結合する 3 本の管路系での計算例
農土論集1g 7 ( 66- 5)
,
近似解を時間
より大きな時間格子幅が
,
で連立方
算する
でき
.
.
短管路の格子点で
蛍界条件など) を I T L
他の管水路は R T L M
,
の
2
両補間を併用する混合法の有効性を
･
パ
n
s
,
,
J
E B
･
( 1 9 8 3) =
･of
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C h
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H y d
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･
E
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n
te
･
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M
A S C E
th
e
,
,
-
pp 79 84
.
d
u si
n
g
イプライン流れを予朔する時間補間特性法の
数値誤差の理論解析と混合型時間補間特性法の格子形成
木論文集 1 7 3
o
1 0 9( 5 )
,
農業土
.
775
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
K
m
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Fl
o
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M it s u
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J
,
B
,
( 1 9 8 9) :
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.
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.
11 7
.
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R
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,
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A S C E
,
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1 16 ( 10 )
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C
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･
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C
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1 18 0 11 9 6
,
b
sed
C lo
,
e s s u r
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K y ot
o
〔1 9 9 7
7
,
2
.
受箱
.
199 8
,
8
.
6
.
閲読了〕
.
〔この研究論文に対する公開の質疑あるいは討議(4 0 0 0 字
2 3 1 13
･
-
,
Fl ui d T
( 19 9 3 ) :
V L
,
l ati o
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.
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K y ot
,
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M
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,
E
1 9 8 1) :
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n
ni v e r s it
y
,
W
m al of
o u
n o
o s cil h ti o
U
.
r a n
i
s
t
e n
s
i n S y st e
m
s
農業土木学会論文集編集委員会あて) は
以内
,
,
1 999 年 4
,
月 2 4 日まで受付けます〕
.
E
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rr o r
s ti l n a ti o n
of
Ti
m e
for W
L in
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ti o
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si z e s
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fe l
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l a rg
R T LI i
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a m
m
e r,
s
a m
,
1 1 3 86 5 7 J a p
al
pi ng
e ra
pi d
a
m
m
o d ifi ed
M
e
t
d of
o
in
e v e n
fo
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pli t u d
e
d
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pl o y l a rg
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･
T
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al
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o
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g
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c h a r a c L e ri s ti c s ,
et h o
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m
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b
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V e n
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I
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Th
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Th
･
c
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-
r e d i c ti o n s
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v al v e
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o
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L I) t h
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m
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V a lid
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R T LI
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I
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-
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Th
U
L if e S ci
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*
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,
I
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Le
rp o l a
Li
o n
E
r ro
T
ra m s
r
r id s
. J S 旧R E
O ct 1 998
.
農業土木学会論文集
T ra m s
of
∫ S i D R E
.
N
o
.
1 97
pp
,
9
.
( 19 98
19
-
.
10)
新たな領域分割法による不等流計算
一抵抗体群を杭群とした場合一
木ノ瀬紘
･
･
望
*
浮辺悦信
*
コ
サルタンツ ( 〒 3 1 1 - 3 4 1 4 茨城県東茨城郡小川町外之内 39
ン
等流状態を仮定して
全域に亘
の
意味を明らかにし
と
エ
て
っ
この
o
等流の坂定を用いずに
､
計算方法では
ほぼ裏付けるものであ
不等流にお
､
､
､
｡
,
単断面水路
杭群
､
ても
｢
､
流れ
こ
､
に基づいて推定するこ
o
杭群が存在する単断面水路と複断面水路で行われた実験結果を
､
流速と水位の変化
､
い
本論文では
｡
この計算から各額域の平均流速
｡
一次元水理計算法 ( 逐次水面追跡法)
抵抗体群を比較的径が小さく密に配置された杭群で模擬した
た
っ
キーワード : 複断面水路
はじめに
.
この仮定は
｡
流速分布を求める新たな方法を提案した
､
流れ方向の水位変化は
､
計算から得られる流速分布や各点の水深変化の性状は
1
o
流れに対する抵抗がほぼ同じと
､
各断面の横断方向流速分布形が相似であるとする+ と同じ坂定を課したことを意味する
､
ネルギ勾配が推定できるので
とができる
番地の 1 )
8
ような領域分割による従来からの水理解析で
この
横断方向流速分布 ( 各領域の平均流速) を求めている
､
ト 1)
旨
見なされる複数の領域に流水断面を分割した水理計算法が用いられる
の
*
ような抵抗体群が帯状に分布する水路や複断面水路においては
､
､
*
茨城大学農学部 ( 〒 3 0 0 - 0 3 9 3 茨城県稲敷郡阿見町中央 3 - 2 1- 1)
要
一般に植生群などの
は
*
茨城大学大学院農学研究科院生 ( 〒 3 00 - 0 3 9 3 茨城県稲敷郡阿見町中央 3 - 2
*
株式会社明和技術
-
森
*
一
不等流計算
､
亘
き
福岡ら( 1 9 9 2)
､
ここでは
､
領
に適用可能な支配方程式を( 1) 式から導
域分割法と呼ぶ)
複断面水路など複雑な断面形状や粗度が場所的に異なる
断力
セン
平均された流速を指標にした解析法 (
て
っ
見かけの
､
解析法の問題点を改良しつ
の
つ
新たな
､
流れの水理計算には流れに対する抵抗がほぼ同じと見な
水理計算法を提案する
される領域に流水断面を分割する断面分割法( 井田 1 9 6 9 ;
小さく密に配置された杭群で模擬して議論したそして杭
河川砂防技術基準
群は
､
､
ら( 1 9 8 9) が
福岡
1 9 77
､
指摘
など) が用
られてきた
い
しているように
この
､
しかし
｡
､
計算法には流
､
速が異なる領域の境界近傍に発生する複雑な流体混合( 複
このとき
｡
抵抗体群を比較的径が
､
｡
か
つ
流れに対して変形
､
､
これ
論する
･
揺動がない直立性のものとし
らは水面下に没す
ることはないとい
､
う条件で議
｡
断面水路の低水路の流れと高水敷上の流れの相互干渉な
ど)
の
影響が考慮されて
い
ない
福岡ら( 1 9 9 2) は
｡
分割する領域境界近傍の流体混合を 2 章で述
断力+
のセン
この
評価した解析法を痕案して
で
解析には次のような問題がある
1) 不
等流を対象にして
速計算に
､
水路勾配に等
2 )
しいとする)
いる
しかし
いる
｡
､
らず各領域の流
､
ネルギ勾配がす
エ
いる
べ
て
2
.
領域分割法
筆者ら( 木ノ瀬ら
1 9 9 8) は
､
ロ
を導き
面摩擦
エ
､
混合拡散と
明らかにした
本論文
では
､
#
( 水深方向に平均した)
孟
〔f)
j^
･
抵抗体群 ( 杭群)
ネルギ損失(
エ
ネ
ルギ
の
勾配)
抗力
の
･
底
E
-
E
-
6
-
流れを領域に分割し
､
C f( 杭群外の
C
関係を
･
農土論集197 ( 66- 5)
横断方向γの任
､
は
側壁を
､
pE
2
u
o
-
(1)
植生などのように帯状に分
｡
､
u
いて
｡
として
布した抵抗体群が存在する開水路流れに適用する支配方程
式 ( 本論文 ( 1) 式)
植生群などのように帯状に
､
J
､
､
含む杭群外と群外に分けて表示すると次式から求められ
｡
筆者ら( 木ノ頼ら
19 98) は
､
意位置における流速
ることを示した
｡
流速をゼ
その
､
流れを
る｢見かけ
分布した杭群が存在する開水路にお
を課して
植生群領域を死水領域とし
､
｡
いるにもかかわ
等流条件 ( 各領域の
べ
それぞれの領域に
ここで
､
∫:
エ
-
/
C
＋
d
喜杭 l
(
孟去
-
.
(
ネルギ勾配
､
領域)
h ･
;
の
-
)
;
,
J ‡: 水深
z
､
∼:
基準面から測
っ
777
た水
0
1
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
路底の高さ
群内外によ
､
メ
タ
ー
c
C
=
f
(
A
,
F
(
△L
d:
杭径
△ L
､
))
△ L
d
流れ方向 x と横断方向 y
△L :
,
c :
,
y
の
杭
間隔そして単断面水路に杭群が存在する場合を対象に
｡
､
方程式を数値積分し
この
分布を推定する方法を示した
の
速分布は
､
､
杭群内外の水深方向平均流速〟
､
u
u
去I
このようにすると
流れが境界￠
-
額域の
水深をh として
,
-
2
p
‥
,
△ ”(
u z-
-
u
dy
q)
が存在する 2
流れを想定した
つ
ことになる
による渥合
o
の
各
｡
拡散の影響
･
｡
li
-
y ≦
<
l
去I;
この △u
､
｡
[ 幼 [( =){〔=)+
租幼 [( =) ( f)A
q
の領域
-
B
方法では計算がやや複雑になり
この
､
; U
流速差
,
を次のように近似する
横断方向に連続的に変化 ( なめらかな分布) す
しかし
dy
u
β)
で接する
】
､
｡
で近似する
2
o
るようすを明確に表現し実験から得られるそれをほぼ託
明付けた
U
,
-
l
この計算から得られる流
｡
l
Bl
杭の
杭の存在密度を表す / てラ
:
γ
x
f
とする)
iB
流速を平均流速
の
摩擦抵抗係数
c :
､
C
-
F
W
d/
-
それ以外では c
,
z
,
横断方向渦動粘性係数( 杭
:
6
､
て異なり γ の関数とする)
っ
( 側壁上では
抗力係数
重力加速度
g :
､
≒
p
c
≒p
c
h
;
-
s
( 3,
6
i
計算の実用的な利便性を考えるとき
る
ここでは
｡
1 章で述べたように
､
額域に流水断面を分割 ( 例えば
このことが
,
Fig
,
s
2
.
,
うに) する
3 のよ
そして分割された額域の流速をその領域に亘
,
た流速 u ( 以下では
大文字
,
問題とな
明確に抵抗が異なる
､
【
｡
て平均し
っ
添字 i は鏡域の番号)
､
､
式化が必要となるがそ
のための
､
を以下に示す
上式の近似では
し
額域境界で
､
y
では
仮定や近似的な取り扱い
c
韻域分割法のための仮定と近似
1
.
本章では韓論を簡単にするために
存在し
Fig 1 の
,
.
れている
とy b
､
y
,
=
0 B
だけに杭群が
-
l
B
≦
水理量に添字 1
の
l
p
すなわち
｡
うに近似する
B
､
l
<
B
<
l
照)
一斗
s zo n e
,
古
し
6
かつ(d
､
b
=
･
()
I;孟
(富
)
-
d
u
n
)
/ dy
u
,
A
=
n
≒ △U / Al
B一
6
o
ph
( )
ph G A U
dy
c
/ dy 0 となる y 座標
=
,
;
( △U ア
G
△l
2
b
=
p
-b ( Fig
(5,
･
参
1
h
｡
上式の右辺は
a
I
:
わ b
P
F ig 1 のようにy
l 芸芸d y %
ph
:
y ≦B の
,
､
最終的には第 2 項の積分を次のよ
,
｡
ここで
pil e
さらに
,
｡
-
y < B lの
y ≦B
｡
以下のようである
C
( 4)
-
と近似する
字2 を付す) ( 1) 式の各項を積分する際の近似
のそれには添
●
A U
.
この表示を用い
｡
場合を例に説明する ( 水深 h が両領域において等
､
Al
.
において d u/dy 0 を仮定し
-
細線のような横断方向流速分布が形成さ
しい単断面水路とし y
と仮定は
,
､
G
=
B l
を前報( 木ノ瀬ら 1 9 98 )
l
｡
と表示した
2
拡散による影響だけ
･
｡
を係数として
G
,
流速差による混合
ける渦動粘性係数c B
B . 8 こお
-
側壁近傍の速度分布による影響を無視
､
の
を考慮している
を指
標に解析を行うそのため (1) 式を各領域毎に積分した定
｡
.
速度差に起因する混合
､
･
拡散の結果を表
長さ( 深さ) h に作用するセン断力の次元をもつ
､
すな
｡
〉
)
>
a v e
v e
わち
r a g ed
lo
c it
y
U
藤田ら(1 99 1) は
,
†
Ae
【
/
｢流体渥合による単位面積に作用
､
する見かけのセン断力( M
2
-
T
------一斗l
er s
y
f( A
P
19 7 8) + を
､
2
)
U
( 6)
】
0
Fi g 1
1
b
Si
Bl
.
at e
m
o
m nl ati o n
l
r
b
al
d el
di s t
o
f
v
an
と表示したが (5) 式はこれに相当する表現とな
B
p
､
c e
以後は
y
el o cit y
di st r ib
u
いて
ti o n
､
.
.
I
( り式第 1 項の穂分
y ≦ B lの
B
l
嶺針
Il
去
去J[
β2
2
.
1
.
∼
J
-
y ≦ B の領域 : ′2
<
o
Idy として
I
pg h
,
B
-
B
-
dy として
4
.
l
p gh
､
Ldy
p g h B II l ;
-
B
A
Id y
-
pg h B 2[2 ;
β- β1
っ
て
､
Fig 1
.
の
太線のように各領域
( △U アと表示する
いてのこのセン
り高速顔域 ( 同 u )
2
は逆に減速され
る
の
G
｡
なお
｡
(5 ) 式においてそれぞれ
,
断力の正負が逆になって
いる
｡
の
嶺
これ
､
一
､
の
っ
て加速され
高速額域で
その符号は負となることを意味してい
､
般に/
断面形状
流れによ
,
条件 ( 抵抗体群の規模
￣
そして実験水路の規模など) に応じて
の
値は
､
流れ
の
､
1 99 1 )
ここで
｡
この値は実験結果との比較から同定するものとする
､
2 I 3
.
｡
代わりに境界渡合係数f を用
変化するものと考えられている ( 藤田ら
も
ている
低速額域 ( 流速 u l) においてはこのセン断力が正とな
､
や配置
( 2)
( り式第 2 項の梗分 ( 見かけのセン断力の表示)
額域分割法の前提に従
778
A
は
断力を
p hf
域にお
2 1
このセン
､
っ
.
( 1) 式第 3 項の積分
第 3 項の積分は
T
ra n s
.
､
｡
両側壁( そ
JSID R E O ct 1 998
.
新たな領域分割法による不等流計算
れぞれの摩擦抵抗係数: C f W l C F
)
,
次のように近似する
領域
y ≦ B lの
B
l
:
E
-
E
l l
=
21
､
まず
流水断面を①
､
均流速をそれぞれ
｡
A
I
pE
-
嶺域‥
の
y ≦B
<
摩擦抵抗を考慮して
の
W 2
11
2
l;
dy ≒
2
u
-
芸
; E
C jm ･ C
d
A
C fB 2 ;
E
22
(B
1
2
E
1
2
dy ≒ - p U
u
o
C fW
=
2
p U
(B
E
2
かつ
,
U2
,
l
U , とする
,
は
とする
訟
額域間の水位
､
｡
;
B
l
B
▽
2
3
3
㊨
( 7)
2
A U
l
ーU
U
=
U
域分割法を採用して流れを解析すること
仮定や近似を用いることを意味する
これらの
､
さらに
｡
各額域の平
､
それぞれの嶺域の底勾配は等しいもの
､
U
以上のように顔
し
､
;
)
hE
･
21
差を無視し
)
h E12
･
ll
C ”1 ;
-
12
E
I
u
② ③の額域に分割
､
ユ
l
-
U
U
3
il
h
｡
U
2
e
2
′
pil e
f
e
等充条件の水理学的意味
乙Z
断面分割法や福岡ら(1 99 2)
速 u を評価するとき
､
,
各嶺域のエネル
､
ギ勾配I がすべて水路勾配 s に等しいとする (8) 式の等流粂
Fi g 2
いる
ている近似である
このような近似の意味を二
｡
分割される場合を例に整理してみる
般化するために
一
床位をz
Z
,
l
ここで
ネルギ勾配 I ちは
芸Z
(
･
hl ･
,
zl
等流が実現するのは
,
とを考慮し
か
､
つ
y
U
=
I
;
/U
l
i (Z
2
s
､
-
-
d
とすると
2
②
③
,
c h a n n el
al
J
z
･
d
fl
of
o w
wi th pil
gi
e
r e
｡
1 で示した
.
の D
D
,
l
する)
は
に対応
2
近似を用い
･
レ - 1) u
2
一丁2
=
2
-
h2 ･
摩擦抵抗を考慮すると
の
領域①
､
警
･
y u
芸
2
2
,
ある
些一生
＋
d
等流状態では
えられるので d r/ d x
を行うことは
しない
となる
0
､
｢
流れ
d
x
dhJ d
0
-
x
d U
,
2
1
2
2
U
B
-
I
2
J
d
､
味するしかし不等流においては
､
えるので
は
､
流速
Il
,
-
､
d y/ d
毛が成立する保証はない
u を求めるとき
l
,
J
l
≠
I
2
,
d U
｡
Jdx
≠0
x
そこで
≠
,
( 1 0)
ここで
A U
､
A
O と考
-
x
A
式の近似
の
､
より
また
cf
､
.
L
(A
4
本論文で
一
｡
すな
A
(C f
.
2
-
,
.
複
断面水路を考え左右の高水敷には杭群が存在する場合を
､
想定して
,
新たな額域分割法の
農土論集19 7 (6 6- 5)
U
-
A U
;
l
アルゴリズムを説明する
｡
B
BI
IB 2
B
=
.
C
･
l
U
=
2
f
3
,
2
)
d
と
-
( l l)
(A
･
(A
U
U
-
2
L
･
C
,
＋
C fW 3h
C
㌫
C
九.
W
2
B
fH ,
C β
-
v
2D l
U
,
2
芝
]
2
(12,
2
)
(1 3)
2
,
,
;
♭ D )/ b h ) ;
A B h / 2)/b h )
C
C
i
)/ b ち)
B lh l/ 2
4
d 1
･
.
C ′取
=
d
,
2
,
3
2
,
,
,
2 3
=
)
,
,
(1 4)
,
'
1 2 3
=
,
,
k
､
=
f fi 生
R
=
,
R
4
-
i s2
-
･ s3
-
D
･
l
B
･
D
卑
;
l
,
3
.
ら込些
2g
それ
､
B
･
2
苦
;
-
h
･
B
3
馬
;
管
管
ち
;
2
2
f fi 生
3
(側
13
-
｡
･ sl
2g
R1
2
-
;
-
(1 5,
等涜の涜速分布
いま
Fi g 2 のような
(c
(c
-
g
3 1
,
2
l
l
L
B,I, '
-
,
f ! l 旦＋ち連星
-
般的な
横断方向流速分布の計算
ここでは
2
-
l
g
A
､
U
2
A U
ぞれ次のように表される
｡
簡単な具体的計算例として
o n n
p
♭ Cふ
壁と底面の摩擦係数が等しい) と近似できるときは
条件で考
0 と考える
､
U
=
l
g
3
m
｡
f[( )君
-
2
A, U
各断面の流速
､
わち (8 ) 式で表される等流条件を課さずに
条件のもとで議論する
c o
次のようになる ( 添字1
B il l '
-
2
｡
分布形が相似である+ と同じ条件の仮定を課したことを意
8
f
o
x
したがって (8)
｡
全域に亘って
の
n
運動方程式( 1) 式の積分
③ の水理量の意味)
-
4
こ
各領域の流速の比率 γ が流れ方向 ∬ に変化
､
すなわち
,
=
ti o
s e c
g
A
､
s
さらに低水路側壁( 図中
,
､
､
( 9,
z 2
のときで
x
g
上式において
cr o s
それぞれの摩擦抵抗係数を c
,
それぞれの額域において
､
3 は
仮定
g
Jl
in
o n
n e
s zo
｡
次の関係を得る
､
)
Z
L
2
A IU
-
-
=
z
,
次のように表される
,
,
l
一
l
､
水路
,
,
､
-
議論をよ
､
とする ( 但し単断面水路のときは h F h
2
各領域のエ
･
このとき
｡
僚域に
の
つ
それぞれの額域の水深をh l h 2
､
,
T
( 8)
S
-
従来から断面分割法による水理解析に多用され
,
①
o n
s e ct
i on
｡
Ii
これは
D i v i si
.
Z
件を用いて
f
ヱ
方法では各領域の平均流
の
不等流においても
t
り
ZO
,
仮に
成立するもの
るので
､
等流の条件 (I
,
とすれば
,
-
s
( 水路勾配)
このときの
未知数は q
上記の 3 つの式を連立に解けば
に対応した横断方向流速分布が求まる
､
i 1
-
､
-
3)
の三つで
が
あ
与えられた水位
｡
779
12
_ 星塁圭杢
さらに与えられた流量Q に対する等流水深を求めると
学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 早)
_
なお
､
きは
次
､
連続式を追加して考える
の
Q
∑ B h- U
-
i
o
.
(i
i O
C
｡
1
-
♭
C
-
), ”
2
hlO
､
･
h
-
-
20
D
l
h
,
けが未知数に加わるしたが
で
番目の添字0 は
二
､
等流水深 h
､
とき (l l)
2
(13 ) ( 1 6) 式を連
が求められる
i.
｡
ここ
｡
この
水理量にこの添字を付
の
.
ここで
は
しかし
”
さらにI が未知数に加わり
､
流の場合のような計算は不可能となる
r
,
2
2
I1 2
12
そこで
｡
B lh ll l
=
ち2
領域境界
､
P
＋
､
等
､
うな新たな嶺域区分(1) (2 ) を考える
のよ
Fi g 3
､
.
,
額域区分では頗域② の幅 B 2 を 6 1B2 と 6
6. 十 6
-
2
1)
に区分する
に説明する
理由と 6l
この
｡
方程式を再考する
? (
2
ただし
こついては
即
,
この新たな嶺域区分に従って
｡
h
､
I1 2
｡
I
盤
-
ここで
u
R
千
( 1)
(7
zo
di vi si o n (i)
in
( 2)
C1 2
諾急
”
-
2
としたこの二
つ
｡
,
式の右辺
の
-一
( 2)
.
o ss s e cti o
c r
e zo
,
n e
冊
p I B 2 : β2 B
ユ,
I 2,
出;
額域( 1)
(2)
,
P
B
-
B
;
B
=
12
PIB 2
.
l
B ,h , I
＋
乙
P2B2
-
乃
B 2h 2I
2
;
B
･
( 2 1)
,
( 2 2,
3
平均エネルギ勾配であるが
の
型の抵抗則に習って次のように表示する
,
,
面
2
12
U
α1 2
=
1 2
1
; I 23
a
-
玩
Z
U
お
｡
(2 3)
&
=
12
(
U
)
睡吐重要必
-
12
∫1 2
;
S 12
幽
-
u
S
s
;
=
B 2h2 U
Bl . D
(p 2B 2
-
2
(
(ち .
=
n
W
_
23
B 1 2ち2
･
D
2
･
B
;
ち)
･
,
)
,
)
2,
P I B 2)
.
l
B ,h , U
＋
2
B 2 ,h
( 2 .)
23
C2 , は
,
は
､
て
､
c に対
係数
C h 己z y の
,
応するものである
これ
らを合成 c h 色z y 係数と呼ぶ
a
a
1 2
,
2,
また (2 3)
｡
､
ネルギ補正係数を導入したが
のエ
､
ここで
｡
式にお
これは
,
い
顔
竣3 )
と ② あるいは ② と③ の流速差を反映させるためであ
る
これらは
､
'
2
d d i v isi o
an
B
2 3
響
-
､
h
;
2
､
2
n e
I
gl O n
R
23
h
U
!く
e w
B
pil
pil e
rc
;
上逃
1
I
R
N
次のよう
,
品
-
B12
後
｡
β1 2
は
ち,
,
各嶺域の運動
､
@
.
は
2
｡
B 2h 2I
23
これらを c h 己zy
､
β2
F ig 3
喝
U
2/
B
1 2
､
この
U
-
次
内外では見かけのセン断力の正負符号が逆になることに
着目し
;
g R2
U
l/
U
-
-
のように表示した
､
ここで
不等流の場合は
､
γ1
､
A
-
｡
不等詫の詫速分布
Z
･
4
h
3
f B4 些
,
等流の水理量の意味を表す
､
吾箸
-
､
-
,
”
｡
(1 6)
であるので 7t o だ
､
,
したものを用いる
20
D
て ( l l)
(1 3) 式にはそれぞれ
-
-
等流速 u
,
LO
,.
っ
｡
立に解けば
h
-
,
3
4
F ig 2 のように
と近似できるとき A ;
♭
C
=
に表される
3)
-
と底面の摩擦係数が等しく c
′2
低水路の側壁
,
①
n
②
,
,
③ of
fl
｡
｡
それぞれ次式から算定する
､
｡
w
α
n
嶺域(I) と(2) の境界では嶺域 ① と② の境界に見られる
､
以上
( 2 5)
a 23
lュ
の
関係を用いると (1 9) (2 0) 式は
､
,
流体混合が無視でき見かけのセン断力が作用しないと考
次のようになる
､
｡
､
えられる
領域( 1) においては
｡
h lA
I
B
-
2
h 2 A; U
-
2
1
U
I
2
2
(c β P
B
-
2
I
I( A
＋h l
l
p I B 2h 2 I -
-
A;
U
次の関係が成立する
,
I
2
h
2
)/g
U
f (A
l
(p
｡
( 1 7)
l
U
)/g
l
2
ここで
( 1 8)
2
l
月
-
1
この二つ
式
の辺々を力ロえると
(1 9) 式が得られる
､
t
候域(2) にお
いても
th
2
A;
780
A; r
-
)
h 2A; u
I
2
2
2
-
2
h
12
同様にして
､
.
(c I
B
)
h ,A
P
2
2
,
B
2
”,2
I
-
C
h
B
ぉ
I
1 2 12
( 1 9)
次式が得られる
,
B 2 ,I
刀
,
2
2
13Yl
22
-
p l.
＋
P24
( 2 7)
)
P2
＋
2,Y 2
( 2 6)
)
＋
P25
) (p
p
.
P14
＋
(p
.
､
7 h4
-
1
h
( 2 6)
が
｡
;
P1 2
,
2
,
4 M
切
-
-
u
の
( 2 0)
W
(2 7) 式は
,
これを解くと
連続式( 流量
;
♭ D )/ b h )
2
2 1r 2
PI S
-
;
月3
恥
-
P14
-
PIB h
PI S
;
流速が
,
Q
-
,
P23
-
牌
ち; Pu
B
-
h
;
Pu
龍)
為(
;
-
｡
p2
2
hlA lr1
)
p1 2
.
;
♭ D )/ b h )
C
(p
2
2
r1
l l
-
2 8,
それぞれ γ1 , γ2 に関する 3 次式となる
γ1 , γ2
∑B
h
f
が求まる
F i (i
,
-
1
次のように得られる
-
｡
さらに
､
以上の関係を
3)) に代入すると
､
各便域
｡
T
ra
nら
.
J SID R E O ct 1 998
.
新たな領域分割法による不等流計算
い
Q
U
[( B 4 y
3
1
U
Y
=
2
U
2
P
＋
l
U
;
3
九＋U 7
B 2h2
I
2
r lU
-
l
この支障を回避するために
｡
,
わち
( 2 9)
2
合成
3
.
係数
c h 色z y
前節の
である
計算を行うためには
定する必要がある
係数に関係なく
この
合成
､
流速 tl が求まる
､
に算定する
o
去
められる
q.
,
a
添字0
､
h
､
,
,
12 ｡
re s s e
水深変化に関係なく
19 62 )
､
が
る係数を co
たが
水理量は
A
､
u 12 .
､
I O
( 3 1)
.
等流計算から求
､
A
,
U2,
,
0
,
､
,
mi
a
c
,
2,
とすると
.
/
6
y
と表せる
n
C
､
C
-
(
｡
｡
/
般
一
1 2
C
,
2 ,
は
C
､
b ､ら得られる
12
の
分割において
ことにした
を求める方法を示す
-
､
を用いて行う
≡
T
告
､
E;
=
(
,
,
2
し
｡
(ゆ I
B,
1 を満足する
-
)
U ,h
,
扇調
=
2
(3 5)
｡
C
,
の
di
｡
U
,
( (3 0)
④u
Y
q
E
たT
を用いて
合成
､
⑤嶺域分割比率 6
6
,
1
l
:
P
由とP
の
2
,
l
P
2
次章に示す
,
(i
-
1
-
係数
c h 色z y
,
,
を繰り返す
y
Y
,
l
q
､
u o)
-
(( 3 5) 式)
2
2
c
が
,
12
2,
｡
｡
定値に収束するまで
⑤
､
･ a
次元水理計算( 逐次水面追跡法) から流れ方
一
向の
断面平均水深
変化を推定でき
の
H
上下流の検査断面をそれぞれ Ⅰ
の
水理量に添字 1 2 を付すと
,
･
総
芸
.
1
ここで
V
,
=
H
l
･
z
-
l
α
Z
∑B h U /( B H )
Z
H
,
Ⅱ とし
,
( 3 2,
また
を用いると
､
H
･
2
z
2
(i
･
l
｡
)!
-
Z
3)
-
,
( 3 6,
:
I
,
水路
｡
,
3
章の記号
｡
幽
=
離れた
r
f2
＋
l
∑B h / B (i 1
-
Z
次のように求まる
i
A
それぞれの断面
､
ネルギ勾配とエネルギ補正係数は
エ
,
距離
｡
次のように表される
,
･
2
る
( 3 7)
3
i
･
23
越
h
12
⑥
,
｡
BH
12
｡
章の横断方向流速分布の計算から得られた結果を用い
これを示め
,
｡
不等流の水深変化の計算
.
3) )
断面内の
欝)
∑
を求める
2 3
を与える
床位( 複断面水路の場合は低水路の床位)
-
等流
,
を算定(( 29) 式) する
q
,
C
,
1 2
を求める
を求め
一
B
｡
(3 1) 式から得られる値の補正値)
初期近似値 ( 例えば
の
係数( c f
､
,
.
B
α
23
幽
2g U
1 2
( 3 3)
h
2 ,
なお
､
①
を用いて
2,
､
③の各席域の
-
,
,
U
2 ,
とh
12
,
h
23
( それぞれ
両者は必ずしも
一
､
致しな
I.
( 3 8)
エ
3
ネルギ勾配( は ( l l)
､
それぞれ次式から求められる
と E ふが等しくならなければならない
12
∑B i h P 1
【
=
B H V
.
が変化するので
農土論集19 7 ( 66- 5)
.
s
2 ｡
､
を用いて
B
,
,
｡
水路勾配
､
(1 3) ( 1 6 ) 式を用いて
-
を求める
句 ”
B)
2,
｡
､
､
D
,
l
f ) を与える
,
3) が与え
-
｡
断面形( D
,
1
横断方向流速分布を求める計
､
条件を付し ( l l)
”
,
て
-
6
ネルギを横断方向に積分( 総和)
のとり方によっては u
(2 4) (22 ) 式)
,
エ
U
2g U
,
,
∑ B ih l/ B
,
各頒域の流速 u
型超
が Pl P
Q /( B H ) H
-
α
%
12
領域②の幅 B2 を P
､
;
∑
-
となる
T
a
本来ならば
,
∫
③h i
4
品
B
また
E; T
a
;
次式が得ら
,
｡
P _
.
2
っ
⑦求められた流速値 LE
このようにする理
｡
をちT と定義すると
次の
,
( 3 4)
任意の位置の水深句 (i
,
⑥(2 6) (2 7) 式から
｡
断面平均水理量を用いて
この
｡
速度水頭( 断面内の運動
すと
VH
=
2,
,
β
＋
l
6
C 1 2 0 R 1 2/
水深変化の推定計算は
｡
ように断面平均流速( v
したもの)
♭
C
､
比率に分割する
｡
p
,
等流におけ
O
-
-
流量 Q
､
計算を行い
(椿
｡
ヂを得る
R/ R
C fW
｡
粗度係数
､
①まず
ると通常の
,
となる
すな
｡
計算の手順
②(
､
6
23 .
領域( 1) (2 )
k
l
､
,
2, 0
E
条件を課す
の
(2 4) 式を用いると
,
)
U lh
られたとき ′以上を使
は
係数を
c h 己z y
､
抵抗則の関係は
R
-
'
( 15) 式から)
,
り扱われることも多い
g の
n
A;
は(2 4) 式
卑2 0 ち,｡
,
は (1 4)
2.
A;
領域分割
4
h
2
弥覇
l
この関係は
,
5
.
3
3
-
算の手順の概要を示す
公式など) では
の
不等流時の係数 c
､
(F / R Y
C
-
2 ,
径深をR
,
､
を修正して
c
なお
て (30 ) (3 1) 式で得られる等流時の合成 c h とz y 係数
っ
(V H
l
不等流において
本論文では以下のような補正を行う
､
径深を R とすれば
､
式
定と取
一
に C h6 zy の抵抗則と M
をn
P
3
定するものとする (
そして
､
通常の不等流計算 ( B
ら
付
の
いた
7b 3 0 は(2 2)
,
は (2 5) 式
2 ,0
2
B
( 3 0)
互
h i｡を用いて算
( 1 8) (1 9 ) 式
1 2 ｡
12
Bij 1 2, 0
-
.
において
上式
れ P l とP
､
を次のよう
2, ｡
漉
転中表既読
h 1 20
B
-
1 20
c
C
,
1 2 0
式の分母と
｡
2
c
を算
,
U
=
2
分割比が求まる
の
､
､
,
C2
,
12
上述のように
､
九
l
この関係に(2 2)
｡
そこで (2 3) 式に
｡
( 1 9) (2 0) 式を代入して等流時の係数 c
a
係数 c
c h 己z y
等流条件のもとでは
o
EL- ( (3 2)
=
kT
,
U
3
E
,
(3 3) 式の各項の分母が等しいとする)
)】
B 2h 2 Y 2 ＋ h , B
2
13
(4 U
2
1
-
B.
F
i
-
(1 3) 式
｡
( 3 9)
7 81
,
14
星塾生杢塁全重要集第 1 9 7
ここで
I ( △u
,
F
-
l
ア;
g
F2
また
なる
i (A
-
,
2
g
言
[ 芝
(A U ア
一
-
2
断面内の各領域の水深と H
､
D
2
以上
の
関係は
h
; h
l
(B
H
=
2
D
＋
I
D
h
=
3
B ,D
＋
l
2
-
D
A
,
;
2
水路( Fig
の
は
､
この
した
4
､
m
m
1/ 7 00 の
水路( 水路
1
④は水路 N
.
R
水路( 水路
N
o
.
填では
いては
2)
1)
N
o
,
2 で
｡
に示すように
､
.
杭群には径 d 3
-
｡
mm
長さ 30
､
流れ方向間隔A L
,
列の杭群列とした
路とも流れ方向に見て
x
そして
｡
2c
c m
.
｡
｡
,
群内領域中央 ( )
の
低水路中央 (b)
､
これらは
｡
例 (実験
一
ずれも水路上流端か
い
､
右側杭群
,
水深方向流速分布測定結果の
6) を示した
u n
杭群内債
地点としたこの区間に杭群列を横断方向間隔
｡
で次の実験条件に示すように配置した
L
u
｡
杭群のない低水路にお
､
底面から乱流境界層の発達が見られる
､
そこで
｡
その結果は p
｡
o w
､
lo
e r
≒ 0 4h
とを確認した
l
(
o w
U/ U
とした)
2
なお
｡
n
I
X
:
I
､
流速とほぼ一致する
の
図中の実線は
､
( /h Y
皿
水面から 6 割)
､
･
実激流速分布をp
､
底面からの高さ
にあてはめた結果である
ここでは
,
そのことから
｡
2
が1 0
まで
間隔で測定した
2c
群外領域の幅の中心を最下流 8 5 m 測定点から上流に向け
=
J
x
m
また
｡
この位置の流速を横断方向に 2 c
､
水深の測定は
､
っ
て
｡
た実験の条件を大別すると単断面と複断面の
,
場合に分けられる
Fi g 2 において D
水路
,
N
o
.
1 では 25 c 皿
水路
､
算ができる
は
,
｡
-
l
D
-
2
の
0 とすれば
条件
杭群幅の中心と杭
,
N
o
.
2 では 50c 皿
間隔でポイ
,
条件 : 左岸 6 列
の
条件
12
=
l
複断面のときは
③ c - 6- 3- 1
右岸 6 列
､
:
D
io
s e ct
o ss
i
s e ct
cross s
c h
i
e ct
(r
n
=
Cr
o n
m
m
.
.
3 5
=
)
5
6 O
8
=
し
o n
･
)
m
)
,
,
B2 6 c m
=
,
c n
･
B2 1 2 c m
=
,
12c
-
,
n
l N
o
.
:
A
C
:
C
1i n
D
1
e
e
C
o
(ズ
cti o n
r o s s s e c ti o
-- -
,
s
c r o ss
c
n
(ズ
f d e p th
B
7 5
=
m
.
5 O
=
m
.
asu
e
)
)
m
r e m
A
e nt
O
一十-
→
r
?
Fl .
n
N
o
･
t
;; : i?T
i
6
W
n
.
111
C -6- 3- 1
C -6- 3-2
C- 6-3 -2
C- 6-3 -2
l N
o
.
2
w
⊂)
+
B, 6 c m
=
･
a n n e
→
可:
右岸3 列
､
芸
m
､
次のようにした
､
”
R
r
C h
B
右岸 3 列
､
左岸6 列
:
a n n e
A
て忘
,
a n
o n
0
x
-
1
5
ト
F ig 4
C
1
a
b) e 1
血
E
h
a r
;, ,
s
g
x
e
p
i
er
m
al
e nt
a
c o
n d iti o
e r
d
n
s.
o
and
n s
p
m
2
::て
:: 〕
･
, oi
c
h
a
n n el
R 6 6
9 3 0
0 41
N O 1
R 6 3
9 25
0 3 4
N O 1
6
9 83
N O 1
12 09
2 75
N O 2
19 95
2 60
N O 2
28 52
3 91
N O 2
4
5
6
9 7
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
-
x
x
oi n t s
2
3
s e ct
i on
.
1
.
e
4 0
=
f
o
=
=
8
.
8 0
.
e a s u r e 皿 ell tS
m
n s
b
; ; :…T
r o s s s e cti o
p il
ー
･
x
､
d
m
｡
T
7 82
D
cr
c ro s s
+
左岸 6 列
:
B
また
B
⊂)
=
の
o
:
｡
Bl 12 c m
② R - 61 3
:
B
単断面水路の場合の計
､
これに対応した実験条件の杭群列と僚竣幅
以下のようである
① R - 6- 6
o
｡
･
m
.
実検条件と測定点
今回行
e r
それぞ
､
｡
.
こ
o w
ントゲージによって測った
5
､
w
れの測定断面において
m
.
様であるが
一
両水
,
から8 O
m
.
流速がほぼ
､
位置 G
直に立て
杭群を設置する区間は
｡
m
､
,
これを複数列配置
,
水路上流より 4 O
､
の垂
｡
や対数則の流速分布で近似したとき平均流速が実現する
でアクリル板に
m
っ
断面とした流速の計漸には径5 m
その流速値を水深方向に平均した
複断面水路の実験条件で
｡
行
た
o
1 に示した
Fi g 4
､
c m
｡
の二つ
水路上流端から下流端の全区間に設
,
したもので杭群を模擬した
の
1 / 70 0 の
勾配
､
勾配
､
参照) を使用した
たアルミ棒を用い
固定して
1
6
-
,
.
長さ9
高水敷は
置されている
B
,
断面条件や流量を 1 もbl e
･
a
内領域中央( c)
水路にアクリル板で作成した高水敷を両岸に設置
この
｡
.
.
･
,
ら x 5 O m ( c 断面) 地点で計測されたものである
m
長さ 10
､
B2 2 2 c n
=
-
実験は幅 30 c
c m
o
-
,
杭群内外の額域の中央部で水深方向流速分布を測定した
実験装置
と幅 40
N
B, 6 c m
c 皿
右岸 3 列
Bl 12 c m
,
12
-
2
､
=
ペラ流速計を用いた
条件:
.
cm
B
･
､
実験結果との比較
5 1
7
2
m
左岸6 列
:
D の五つの
C
,
.
.
D
,
=
③の実験は水路
-
Fig 5 に左側杭
5
-
まず主だった断面において
( 4 0)
2
B
プロ
の
)/ B
①
の
l
6 叫 B 12 c
l
=
2
条件
の
5c m
=
D
･
横断方向流速分布の測定断面は
次のように
,
o
-
h2
=
l
c m
実験番号と杭群
｡
h
4
=
l
④ c - 3- 6- 2
E]
( △u )
･
l
D
ア
U
堺上の計算から各地点の断面平均水深 H が求めら
､
れるが
F
l
号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
N
o
･
.
.
.
.
.
.
T r a n s J SID R E O ct 19 98
.
.
5
新たな領域分割法による不等流計算
頒域)
20
の
c etlt e r O f
R
i
6
t lJ)
in
m
ch
a
a
n n el
15
c e n te r
o
f
ri g
h
t sid e
fl o
pl
od
血
低水路 ( 同中央杭群外)
､
｡
そして
図中
､
の
実線は
られた計算結果である
,
h
】,
h
h
,
2
に対応)
3
を
章で示した計算法から得
4
水深計算の始点は
｡
5
右側高水敷 ( 同右側杭群)
,
中央部で測定された水深 ( それぞれ
示す
”
古
1
杭群区分の最
､
0
I
下流点し 8 O m)
0
D
.
B
各条件の実験において
､
､
計算を進めた
以上
｡
の
計算では ′に上記の値を用い
､
n
i
-
5
ち
○●
ト
○ ●
'
そして
｡
その点で実測された水深の値をあたえ上流に向けて逐次
O
”
F;
(<
E
とした
=
IO
-
.
1
1〉
>
8
○●
0
(I
ti c
v er
a
40
l di st r
ib
F ig 5
V
.
er ti c
60
u ti o n
of
v
80
U(
i ty
e lo
c
tl t
i oJI O f
al di st ri b
l
)
i
o cit y
v e
60
甘
c m/s
<
ナ
㈲
'
S
さ
-
医国
c r o s s s e cti o n
A
20
o
12
c m
40
6
⊂〉
O
>
横断方向読速分布の比較
5 3
.
Fi g
5
.
6
示した
そして
｡
には
Fig 9
､
.
R
れた c 断面の分布を示した
､
4
u n
R
-
ぼ
件においても梗
条
0
0
80
様な分布とな
一
いては
ている
っ
､
い
この
｡
ずれ
c al c u l at e d
_
｡
杭群区間より上流側にある D 断面にお
ob serv ed
●
条件で得ら
6 の
u r1
_
●
に各断面の流速分布計算と実験結果との比較を
8
-
●
20
10
20
0
3
の
流れが
6 0L
c r o s s s e cti o n
B
杭群区間に流入すると杭群内と群外の流速差が明瞭にな
､
る
図中の実線は
｡
3
､
断方向流速分布 ( 各領域の平均流速)
また
●は
,
速を示す
いては
､
底面から0
､
なお
｡
この
4h
･
章で述
5
,
を与えるものではなく
断面
この
､
-6-6
と R - 61 3
C - 6 十3- 1
｡
このf は
､
とc
-
の
のとき
61 3 - 2
た
､
今後
､
C
.
4
.
､
,
20
3 0
●
i
,
いて/
40
0 O 15
.
表示式(( 4) 式)
の
宝数
20
2
3
,
章での様々な定式化
,
1 9 98)
､
0
｡
-
なお
福岡ら( 1 9 9 1 )
､
の研
0
.
10
80
0 0 17 程度とされている
-
｡
ま
60
b
検討されなけれ
､
4
帥
0
0 0
o
○
o
O
o
O
8
e 8
の
比較を示した
｡
図中の ●
それぞれ左側高水敷 ( 単断面の条件では
,
,
0
●
●
●● ● -
1
6
L a te r a l
v el o
c
●
●
0
c r o s s s e c ti o J)
＋
D
c r o s s s e cti o n
it y d is tri b
o
2 0
1 at e r a l
Fi g
●
O
10
十
左側杭群
o
O
.
0
それぞれの条件における流れ方向水深変化の
農土論集1 97 (66-5)
30
●
.
-
｡
実験値と計算値 ( 実線)
20
r o s s s e cti o n
水深変化の上ヒ較
Fig 10 に
○は
c
●
,
20
5
10
8o
0 03
-
様々な条件の流れに適用し
ばならない事項である
_
●
ルの差が反映したものとも考えら
ー
､
｡
h
はぼ実物に近い大型水路で行われた
ものであり実験スケ
れる
I
いては
デル化の差異によるものとも考えられる
福岡らの実験は
､
計算にお
その値の大きさは前報( 木ノ瀬ら
複断面水路にお
これもモ
､
の
E
,
得られた G の値と若干異なる
が
､
のとき
渦動粘性係数
デルを反映し
､
●
2
:
b
で
､
_
●
o
60
これらの
｡
モ
究では
､
a
流速分布 ( 図中の ○ で示す)
物理量と同じ意味を持つが
G の
特に低水路内にお
断面は杭群区間より下流の測
o
｡
も参考のため図中に示した
とした
たように
その概略値 ( 約 3 % 程度の誤差を
,
含む) を示すものである
R
｡
位置で実測された各点の流
の
.
べ
計算結果である
の
位置の実測流速値が厳密な水深方向平均流速
定断面であるが
J ±●
章で示した方法を用いて得られた横
di st a
u ti o n
30
y(c
n ce
o
n
o
th
e
0
n
di ti
m
on
)
o
f R
u
n
1
783
､
エ
16
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
ネルギ補正係数 α は (3 8) 式から求めた流速分布の計算で
｡
は
､
′の
値を全区間に亘って
定とした
一
これは
｡
流れ
,
の
乱れ構造が流れ全体で十分に発達していることを前提とし
ている
しかし杭群区間流入直後においては
｡
､
トレ
､
サ
ー
ー
による可視化などによると個々の杭から発生する乱れの
､
相互干渉
不十分な額域も見受けられ水路幅急縮
の
,
入部に見られる複雑な局所急変流に近い (但し
､
部の
流
急変の程
度は通常の急縮都より弱い) 流れが観測された
､
断され
い
′を必ずしも
､
また
｡
4
,
章で示した逐次水面追跡法では
れば
､
て
､
その
断面間隔
首
40
を任意にとり得る
r
ことができ
以上を考慮し
｡
199 8) と同様に
､
cr o s s s e cti o n
,
この区
盗コ
ケ
4
互
＋
'
恵
●
雷這
1
∼
4
SZ 諾
1
40
”
>
20
20
●
p
b
s
c a
l
o
-
0
e rv
d
e
l
c u
at e
d
ro
ob S
･
ed
k;
l
a
a
t ed
0
20
10
c
･
L
0
B
●
●
･
●
＋
80
.
喜
●
●
.
牢プ
60
”
>
I
c r o s s s e cti o n
O
30
10
0
80
B
s s s e c ti o n
0
2
c r o s s s e c ti o n
30
∼
.
60
60
＋
●
●
●
′
･･
.
.
b
40
b
A
本計算でも前報(木ノ瀬ら
60
貫
上下流の検
､
査断面内のそれぞれの水理量が正確に推定する
A
育
定値として計算することができな
一
80
A
訂
この流入
部の流れはそれより下流の流れと構造が若干異なると判
80
ノ
｡
40
∼
2
20
0
●
●
●●
0
0
0
80
10
30
､
20
10
0
80
C
C
60
c
ro ss
cti
s e
cr oss
s e c
20
＋
＋
-
＋
b
30
ti o n
60
o n
●●
●
●
40
40
b
●
●
●
20
20
●
●
●
0
0
0
10
20
3 0
0
80
8 0
20
1 0
㌔
∼
30
o
O
o
O
o
60
60
O
O
O
o OO o
O
40
b
o
O
o
b
O
40
O
o
●
● ●
O
.
･
'
20
:
'
∼
'
∼
'
∼
20
＋
o
D
cr o
e ct
●
0
10
20
l a t e r al dis t a n
Fi g 7
.
L
a t e r al
0
●●
●
●
●
o
D
o s s s e cti o n
c r
c r o s s s e c ti o n
0
0
784
●
n
s e cti o n
c r o ss
ヽ
●
o
4
io
ss s
● ∼
●
0
o
O
-
0
0
0
o
●
0
:
-
も
○
o
v
el o ci t
y
di st ri b u ti
on
0
c
30
y(
o n th e
e
c
o
n
diti o
n
c m
)
of
R
1 0
20
l a t c r a l di st a
u n
2
F ig
.
8
L
at e r
l
a
v el o cit y
di st ri b u it
o n
30
y(
o n
n ce
th
e
c
o n
diti
)
c m
o J1
0
f R
T r a n s J SID R E O
.
ll
ct
.
n
3
1 998
間
塾
迦
垂計算
額域分割による従来からの水理計算では等流状態を仮
80
,
R
牢与プ
4
u n
60
?
＋
)
ナ
†
i
1 2
貫
● ●
首
17
● ●
2
いる
< >
T
cm
6
c m
定して
c
て
m
●
横断方向流速分布 ( 各領域の平均流速)
,
このことは
｡
各断面
､
の
不等流におい
､
ても
40
を明らかにし
U
>
流れ
横断方向流速分布形が相似
同じ仮定を課したことを意味する
0
｢
､
､
｡
で
,
,
この
域分割法を示した
ob serv ed
＋
c
_
lc
a
そして
｡
この
､
u l at e d
結果を用いて流れ方向の
0
0
10
2 0
￣
￣
￣
￣
￣
￣￣'
80
T
R
5
u J1
30
m
｢
●
●
●
●
60
40
16
●●
￣
｢
F
4O
喜
14
R
a
u lュ
1
盲
LL
i
'
O
ロ
ー
A)
■
2 .
盲
>
●●
12
＋
h
＋
h
e
h
l
2
0
1 0
20
80
30
●
,
40
● ●
●●
●
R
6
tl n
60
b
40
20
i
12
R
.
20
10
h te
ra
3 0
l di st a J)
2
u n
40
y(
Ce
c m
)
hl
＋
10
Fi g
1
9
h
t e r al v el o cit y
th
o n
di st ri b
e c o n diti o t) s o f
には検査断面を設けていない
最上流から 0
隔
･
とした
5 m まで
検査断面を設定した
で
u ti o n
R
tl n
4
i
n
C
cr o s s s
-
R
u n
ここでは
｡
6
e
cti o n
この区間を杭群
,
h
o
h
.
＋
2
,
8
それ以外の区間では0 2 5 m 間
｡
.
14
｡
以上の計算においては杭群を取り除いた単断面水路で
,
実験および流れ全域に杭群を設置した単断面水路の実
験結果とそれぞれの条件に対応した不等流計算結果の比較
の
,
から
12
R
3
u J1
A
,
Cd
I
-
l
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C
･
-
T
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1
01
.
(c /
-
c fR
-
C
h,
-
Cf
.
i
取
と推定した値を用いている
6
意味
より現実に則した
条件で各領域の平均流速とエネルギ勾配を求める新たな領
20
a
っ
あるとする+ と
本論文では
等流の仮定を用いずに
を求めて
全域に亘
の
,
-
1 2 3
,
,
､
i
-
2 3
,
､
k
-
)
13
,
10
hl
＋
h
o
A
＋D
＋
,
＋D
2
｡
まとめ
2
4
l
以上を要約すると
l
2
,
次のようである
｡
on
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6
n ce
x(
潤)
Fi g 1 0
.
農土論集19 7 (66- 5)
785
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
18
水深変化を推定する
次元不等流計算法も示した
一
ここで
｡
は説明を簡略にするために水路両岸に抵抗体群が存在す
､
る場合を例に
14
.
-
辛辛
4e
32
＋
＋
1コ
CL
4)
1コ
｡
水路中央部に植生群が存在する場合に相当する条件な
}
'
その計奏法を説明した
､
ど
4
n
拡張は
の
-
従来か
､
ら用いられてきた断面分割法と同様に比較的容易である
.
R tl
さらに複雑な抵抗体群配置の場合
､
12
本論耳では
cd
i
､
説明に重点をおいた
＋
h
＋
h
o
h
]
＋D l
｡
基礎となる理論と計算のアルゴリズムの
その
また祇面の都合上
｡
極く限られた条
､
件のもとでの実験結果との比較例だけを示したさらに複
｡
2
雑な抵抗体群配置の場合や
10
3
＋D 2
に
して
いては
今後検討する予定である
､
流れに対して変形
､
､
実験との比較結果や境界混合係# f
のもとでの
つ
杭群の間隔など異なる諸元
､
揺動がな
､
を対象としているが柔軟性
｡
詳細な値
抵抗体群と
､
杭状のもの ( 杭群)
い
高い植生群に見られる穂波
の
､
また
の
16
現象など植生
法
R
の
組織的な揺動などの影響を取り込んだ計算
拡張もまた今後の課題と考えて
の
-
I
引用文献
◆
､
h
●
＋
12
】
3
応用
＋D 2
-1 5
Ⅲ
福岡捷二
h2
h
o
/
4 29
十D
】
pp
,
27
.
土木論集
411
､
藤田光一
､
水位予測
土木論集
､
10
井田至春( 19
6 0)
20
土木論集
69
､
- 12
Ⅱ
/
447
､
海堂
pp
､
18
4 1
･
M y
◆
○
6
o
杉山
書
.十D ,
h
er s
,
Ⅲy d r
I
＋
63
津( 1 9 9 2 )
-1 9
/ Ⅲ
､
樹木群を有する河道の洪
:
pp
- 24
17
･
て
い
つ
改訂建設省河川砂防技術基準調査編
:
h
望
高橋幹子 ( 19 9 8 )
,
抵抗体群によ
‥
､
山
て流水抵抗
っ
W
-･
R
･
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均
4
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･
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C
R
･
(1 9 7 8)
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･
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萩山光庸亀揮正之
､
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pp 139
･
C
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土木論集
:
5 6 5/
､
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､
:
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〔1 9 9 7
(m )
x
.
9
.
10
.
受稿
,
Ⅲ
-3 9
､
-
pp 73 8 3
.
､
.
8
ll
.
､
pp 28
閲読了〕
.
〔この研究論文に対する公開の質疑あるいは討議( 4 0 0 0 字
以内農業土木学会論文集編集委員会あて) は 1 9 9 9 年 4
,
a
te
r
d
e p th
,
,
月 2 4 日まで受付けます〕
.
T
･
傾斜側壁を有す
水理学演習下巻森北出版
199 8
J
,
15 0
野口大介( 1 9 9 7 )
､
､
椿東一郎荒木正夫共著( 19 6 2)
3 十D z
,
8
:
0
786
､
- 186
森
､
42
･
-
別冊( 3 - 2)
る複断面水路内の乱流解析
14
Fi g 1 0
の
- 72
､
pp
｡
.
-
が場所的に異なる単断面水路流れの不等流計算農土論免 1 9 6
6
n ll
､
18 5
.
｢
pp
,
広巾員水路の定常流一断面形の影響に
:
建設省河川局監修( 19 9 7)
木ノ瀬紘
複断面河道の抵抗予測と河道計画
:
新井田
､
土木論集
､
-3 6
藤田光一( 19 8 9)
､
､
福岡捷二
洪水流における水平混合
福岡捷二 ( 1 9 9 1)
藤田光一
1
｡
5
tl n
14
R
いる
r a ロs
.
+ SID R E O
. 1998
ct
･
-
新たな領域分割法による不等淀計算
N
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M
Ki
* *
F
G
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C
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農土論集19 7 (66- 5)
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787
9
農業土木学会論文集
T ra n s
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I S 1 D A i
N o 197 p p 2 1
2 7 (1 9 98 10)
.
-
.
,
.
.
接触曝気方式による窒素除去高度化
に関する実証的研究
中曽根英雄
尾崎益雄
*
,
茨城大学農学部 ( ㊦ 3 0 0
･
-
黒田久雄
*
,
*
茨城県稲敷郡阿見町中央 3 2 l 1)
03 93
前席工科大学 (㊨ 3 7 l
･ *
*
-
-
08
-
1 6 前橋市上佐鳥町 4 6 0)
要
旨
￣
1
水温が 1 6 ℃ 程度でも処理水の
曝気槽前置システ
ム
水処理分野では
小規模施設で良い結果が得られても
,
で実験を行い
3
市下水処理場に笥3
- 規模の
1
m
.
,
･
d
理工程に改造して実験を行
た
っ
パ
イ
ロ
･
っ
七いる
そこで
｡
m
g
以下にすることができた
且
･
このプラ
,
,
℃にな
25
気性ろ床槽で
てから実験を行な
っ
T
-
.
性ろ床槽を省
キ
1
ー
ワ
濃度が
N
3 5
m
1
I
- 減少
且
･
g
しているので
,
低温時にも
19
い
ても
処理水の
,
T
-
N 濃度 1 0
硝化率
,
m
- 以下になると推測された
窒素除去
,
且
･
g
間欠曝気
,
,
曝気槽前置シ
そこで
理施設に対しても窒素
排水処理施設に
いる
の
流域では
の
小規模汚水処
,
リンの高度処理が要求されて
･
小規模処理施設の代表的な存在である農業集落
.
したが
.
高度化は
曝気方式
接触曝気方式がかなり
,
さけて通れな
,
の内
い重要な課題である
窒素除去を目的としたものは
,
ス
ー
を用いることが多い
気方式と呼ぶ)
ことが
窒素除去能力
,
指摘 ( 中曽根英雄
,
点で劣
の
1 9 8 8)
され
廉気ろ床槽を曝気槽
,
触曝気方式が多数使われ
ている以上,
現在
の
緊急の課題である
,
併用型接触曝気は
前に置く処理
工
程が
一
りに
,
渡る実験で
多数含まれる
,
曝気槽
である
菌は
,
,
のにかなりの
っ
た
っ
また
o
蘇
,
嫌気
,
,
っ
.
D O
,
ことで
運転する
では
,
5
m
･
g
1 99 4 ;
,
併用型接触曝気方式
夫すれば
,
で
脱窒が図れるの
処理水の
きることが示された
.
T
置く配置替えを
N
I
a
の
条件下
曝気槽の
,
程
g
m
･
た
.
棉
そこで脱窒を
,
10
年あま
この
槽で
の
菌が
硝化菌は
,
水理学的滞
.
著者らは推測した
･
1 9 9 7)
をそのように
且-
l
以下にで
著者らが行った室内実
￣と極めて小規模
a d
1
験装置は
日の処理水量が 70
一
,
のものであ
た
っ
験施設との規模の相違により
じることがしばしば発生する
著者らは
いては
水処理にお
.
･
,
実際の施設と実
,
処理結果に不
致を生
一
.
年からろ材の比表面積の相違による
- の
処理水量 8 3 m d
比較を行う目的で
,
19 87
l
･
･
,
併用型接触曝気方式である
JA R U S
Ⅳ
型の
パイロットプ
そこで
ラントを前橋市下水処理場に設置して
い
る
新しい処理
工
程に改造して
このパイロットプラントを
実証実験を行
い
,
･
パイロットプラント規模でも
,
新しい
処理方式で良好な窒素除去ができるかどうかを検証す
ることにした
のである
.
本論文は
,
その実験結果を検討したも
.
その硝化
活性を取り戻す
分
考えた
中曽根英雄ら,
落度を 1 0
,
でも十
部を間欠
一
ではないかと
でも処理工
しかし
､
室に返送することに
￣
1
濃度が
室内実験 ( 安田政志ら
に
硝化を良好に進めるために
,
脱窒が進むとの報告もあるの
効率
この方式は ,
著者らの
この
のと
して
後段
J
てきてから,
時間を要するも
農土論集1 97 (66-5)
.
さらに
.
そ
.
の
室流出水を曝気槽第 1
2
処理性能の
活性が低下してしまう
曝気槽に再び戻
の
から返送される水に硝化
ことが明らかにな
いので
,
嫌気性ろ沫槽を曝気槽の
,
嫌気性ろ床槽に返送されると
留時間が長
しかし
.
般的であった
窒素除去を行う方式
という
高度処理
化の進んだ水を嫌気性ろ床槽に返送し
行い
.
した
工
ている,
ていた
曝気槽第
嫌気性
,
集落排水処理施設に接
である
ことは
っ
接触
.
併用型接触
この
.
農村地域の水質保全の要
化を図る
であ
且
･
g
テム
て
併用型接触曝
ろ床槽を併用した接触曝気方式 ( 以後,
曝気方式は
数使われ
の
接触曝気方式においても窒素除去
て,
っ
m
19
o
行うことにした
湖沼法に指定された湖沼
いる
･
水温が
,
℃ 時と同じ実験結果が得られれば
25
-
5 4
,
前橋
･
1
まえがき
.
濃度は
このプラントでの処理水の平均 T N
o
1
ド: 接触曝東方式
ー
た
っ
我々は
｡
たので
っ
-
-
い
｡
トを室内実験装置と同じ処
ン
処理場の汚水を使えなか
冬季に前橋市下水処理場が改修中セ
｡
10
実用施設で同じ性能が得られるとは限らな
,
トプラントを持
ッ
濃度を
T N
2
.
′(
イ
ロットプラン
トの改造とその概要
.
78 9
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
22
ろ材の比表面積の相違による汚水処理性能の相違を
検討するため
る
この JA R U S
.
型は処理水の
Ⅳ
濃度
T N
-
,
を保証する装置として位置づけられて
型は
いる
g
且ー
･
JA R U S
.
嫌気性ろ床槽を前置した処理装置で
,
m
Ⅳ
曝気槽出
,
n it: c m
)
13 0
130
,
1
20
(U
140
Ⅳ 型パイロットプラントは
JA R U S
月に前橋市下水処理場に建設したものであ
9
年
19 87
の
水を嫌気性ろ床槽に返送して窒素除去を行う処理
水循環方式である処理水の T N 濃度 1 0 m g 且L 以下
口の
O ut
I
5
A
l
bi c t a
n a e ro
N o 3
N o 2
て7
て7
.
･
k
n
N o 1
.
.
-
.
を得た室内実験装置 ( 中曽根英雄ら,
性ろ床槽を後置したものであ
相違をフ
ロ
シ
ー
.
A n a
N o 1
w at e r
aw
N
.
o
剛 ot pl
R et u r n fl o
R
A
w at e r
aw
N
e r ati o n
1
.
o
N
3
1 T
.
h
fl
e
od el
sh eet of
o w
N
n
t
a nk
2
o
N
.
T
.3
o
T
⊂〉
∼
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te d
w
a te
⊂〉
LL )
⊂〉
LO
r
w
n a e r o bi c t a n k
o
1
N
.
2
o
N
o
t
an
.
LZ g
ト2 91
L2 9l
fl o
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A
N
.
M
F ig
r ati o
R et
o
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”
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1
.
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.
LL
⊂)
⊂〉
.
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nk
N
.
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2
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O
0
1
A
N
.
.
10 0
T
3
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re
w
a
te
l OO
85
1
1
3 01
85
r
Ⅰ
p一a n t
m
a
d e l pl
o
an
d
≡
p il o t p t
a
ln
F ig
イ
ロ
ロ
に示された室内実験装置のフ
1
.
トプラントのフ
ッ
ー
ロ
シ
ロ
シ
ー
パイ
,
o
,
1
N
o
e r a ti o
∇
n ta n k
2
.
N
o
3
.
∇
∇
LO
▼
しかし
.
パイ
,
槽の中には逆洗用
の
ロ
ッ
気槽の排出管と連結し
ロ
シ
ー
すなわち
.
を断
上げた
c m
したが
.
ておきたい
っ
トの平面図と断面図は,
また
改造によ
,
F ig
て
c m
改造後の
たものにな
ロ
.
っ
て
トプラン
ッ
各槽の汚
さらに
,
タイ
,
造後も第
たので,
2
室)
,
そのまま全面曝気方式とな
プラ
ントの
内から
のを使用した
.
っ
た
3
,
系列あるパイ
最も処理性能が良か
,
充填率は
,
T
a
ble
っ
790
,
曝気槽第 2
,
3
っ
,
ロ
,
tli
ne
o
f
⊂〉
”
∇
th
e
e nd
a r rl
室)
っ
た
そこには,
.
e
d p il o t pl
an
球形ろ材 ( 直径
めて短絡流の発生を防止した
更された
t
したが
.
したが
.
っ
て,
改造パイ
ロ
て,
っ
)
c m
を詰
改造後の
構造基準のそれとは多少異なってい
,
一般的に嫌気的条件下で従属栄養細菌が有
,
機物を水素供与体として利用し
ことによ
て行われる
硝酸態窒素から酸素
,
汚水処理施設に流入す
を奪う
パイ
る原水の窒素の形態は , 有機態かアン
ト
ッ
･
,
っ
.
っ
て,
素にな
っ
ていなければならない
ア態から硝酸態
-
の
変化は
なり, 亜硝酸が硝酸になる二
それぞれの反応は
っ
ニ
モ
ア態である
･
脱窒を進めるには窒素の形態が硝酸態窒
したが
ニ
トプラントの接
ッ
てい
は
15
.
脱窒は
.
た系列のも
2
空間があ
る
ー
l に示すとおりである
室 (改造後は第 1
o u
e
∇
∇
側面曝気方式を採用していたため壁面とろ材との間に
マ
改造前のそれは構造基準に準拠したものである
改造前
2 Th
･
触ろ材充填率は
室 ( 改
2
また
.
Fi g
∇
∇
曝気
曝気槽の接触ろ材は円筒状のもので
接触ろ材の比表面積は
.
,
逆先管が全面曝気方式とな
は,
ットプラントの
ある
曝気槽第 1 室)
室 ( 改造後
3
∇
各槽の容積とろ材の充填率は次の表に示したように変
･
が付いている逆洗管の方を曝気装置として使用した
改造前の曝気槽
∇
嫌気性
,
,
室を間欠曝気運転するために
2
T
逆
.
に示すとおりである
2
水の水理学的滞留時間も若干変化した
槽第 1 室と
っ
改造パイ
.
.
っ
20
て水位を変更したので,
っ
)
”
じゆうら
,
トを正反対に変更した
ー
各槽の構造は完全には構造基準に則
いないこと
LL
汚水流入管を曝
曝気槽の水位を
向きに汚水を流すため,
ろ床槽の水位を 1 0
槽を曝
この
汚水の流入を逆にして曝気槽
,
から流入させるように改造した
いの処理工程のフ
いため,
そのため,
.
￣
トプラントの嫌気性ろ床
曝気装置がな
気槽として使用できない
が,
N
トプラントの嫌気性ろ床槽を曝気槽に改造する必
ッ
要がある
ロ
A
トにパ
ー
トを変えるには
ー
O
N
⊂)
巾o w
ur n
bi c t a nk
2 N o 3
r o
e
.
L
嫌気
,
両者の処理工程の
.
トで表したのが Fi g 1 である
ー
R et
R
た
っ
は
1 9 9 7)
▽
,
ニ
モ
硝酸菌
,
,
ンモ
アが亜硝酸に
過程からな
の
つ
1 990 )
窒素の形態がア
アン
,
亜硝酸菌
て行われる ( 培風館,
.
ている
っ
脱窒細菌によ
･
T
ra
n
. J S 旧R E
s
･
O ct 1998
.
_選
T
b) e 1
a
h
C
b
of
n
efo re
fl
di r e cti o
o w
n
na m
,
of
e
堕昼型迎型旦墨型廻旦ー
_
nk
ta
v ol
,
um
e
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ta
nk
fl
N
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aft e r
a m
b
A
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1 A
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.
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3
.
1 A
e r a
.
.
f ta
o
efo r e
m
.
k
n
R
et e n ti o n
a tt e r
3
2 91
2
m
.
2 87
1
2 70
2 87
3
3 30
3 78
65
1 87
1 65
1 87
2
.
I
1
N O
-
2
･
＋ 0 5 0
N O
-
2
.
2
-
2 N O
3
1
＋ fLO
＋ 2H
室内実験装置は
とする)
-
N
2
＋ 2 0 H
-
5 ( f L)
一
N
2
＋ 2 0 H
￣＋
循環させて
いるので
トプラント曝気槽第 3
多量
の水を返
槽第1
送すると
2 室の D O
,
とした
第1
83
78 1
73 5
50
50
10 9
65 1
56 8
70
70
4 8
5 4
57 5
6 7.4
50
50
4 8
5 4
57 5
67 4
30
30
都合
3
.
.
.
.
っ
詳しく説明するが
間欠曝気運転に入
る
パイロットプラン
口
改造パイ
,
T N
,
ロ
S S
,
N H
,
4
-
N
N O
,
N
-
2
N O
,
( A i r)
-
,
室内実験装置は
,
いた
そこで,
.
室, 2
1
,
第
,
1
パイ
改造
室を間欠曝気方式
ことにより,
曝気槽
曝気時間と曝気
.
時間曝気
2
,
処理水 ( T r)
,
た
っ
1
N
これら
.
pH
T N
曝気槽出
,
採水
,
N H
,
-
.
N
そのため,
.
前述のように前橋市下水処
水質分析を実施した時の水温は
w at er
た
っ
Fi g
,
し
.
に
3
.
.
A
◎
e r a ti o n
I
.
N
o
o
1
.
T
r e a te
d
w
1 997
.
.
(
室内実験では
ンプで
嫌気性ろ床槽内を撹拝するためにポ
,
水を循環させていたので
4 (〕の
トプラントでも同様の処置を施した
改造
パイロッ
これは,
撹拝に
,
.
よる脱窒性能の向上を意図したものである
.
e
25
g
2
0
薯J
15
. 0
c
3
実敦の経緯と実集結果の考察
･
実験は
,
5
1 99 6 年 9 月から開始したが ,
o
o
前橋市下水処
LO
理場の流入水路の改修が 1 0 月中旬から始まり,
一
時停止した
のため生物
状態が
年
19 9 7
･
膜の形成が遅く
5 月まで
続いた
.
5
,
近くに上昇してから消化が促進され
にな
っ
た
分析を行
従
･
い
,
した処理のフ
っ
て,
て水温が 20
っ
月下旬までは T N
5
と N O
-
窒素の処理状況を把握した
ロ
兵士論集1 97 (66-5)
ー
シ
ー
い
o
C
脱窒も進むよう
,
ト ( 中曽根英雄ら
,
.
u o
t
. n
”. e
吉富若宕 = 竿
D
D
,m
く
`
く
(○
くD
tD
くD
,
-
N
のみ
新しく開発
1 9 9 0)
では
,
i
･
3 C
h
a ng es
of
th e
w
h
の
くO
r
ヽ
くP
Ob
Fi g
冬季
硝化がほとんど進まな
月下旬にな
j
諾? 7 1
実験を
月に実験を再開したが,
1
o
a e
n t a e , ｡ t. . n
の
CO
￣
q>
r
∼
くP
(D
Ⅳed
se
at e r
te
m
pe
卜
_
∼
くD
い
しかし
.
いては
つ
0 )
(: I
ト
.
寸
寸
-
T
ト
ト
⊂〉
ri
g
.
の
寸
N
ー
0
ト
ー
r at u r e
-
d
u
n
o
27
好都合の温度であ
室内実験 ( 中曽根英雄ら
,
ー
N
ト
ー
-
ー
C
▼
O
cO
O)
-
▼
3
Q
at e
d
図に示されたように, 水温は 1 8
窒素除去に
C の
っ
,
e x p e ri m eJIt
間にあり
たと言
っ
1 9 9 7)
では,
,
て良
o
水温を 1 6 C まで下tヂても処理水の T N 濃度は 1 0 m g
1
￣
且
以下であづた
したがって
実際の汚水処理施設
-
･
1
.
,
で水温が 16
o
C 程
度でも
,
,
冬季に実
て
a w
N
I
硝化が急速に鈍化すると
,
水路改修により冬季に実験を行えなか
R
x
.
っ
た
N O
,
たが
っ
水質
･
窒素除去に大き
理場
,
,
であ
I
,
の
示すとおりであ
週
B O D
,
T P
-
いて
B O D
,
,
後で
.
.
,
つ
て
っ
てから約 3
っ
N
-
た
っ
脱窒
･
したが
原水 ( R)
,
1 992)
たが,
っ
硝化
水温,
rg
てみる
っ
m
,
.
た
っ
所に
pH
,
3
/
m
日であ
測定項目の内
C 以下になると
験を行う予定であ
O
,
の三カ
言われている ( 理工図書,
30
た
っ
o
水温が 15
時間曝気
の 1 サイクルであ
3
それぞれの水質項目に対し
･
分析を行
ッ
脱窒が妨げられる
,
月 7
安定した処理が可能とな
の
-
たのは 6
水温
時間が曝気
2
50
m
実際に間欠運転に入
●
･
.
3
/
m
.
,
.
St 血 g
2
50
.
.
.
S t ri n g
.
3 1
.
停止時間も室内実験と同様に
停止とした
e
a ft e r
7 8
C O D
間欠曝気運転をしている曝気
室で脱窒を進めるためである
2
,
th
s u rf a c e
efo re
9 4
.
を取り上げて検討を行
,
e ci fi c
b
73 5
r
.
T N
間欠曝気を行う
これは,
･
of
ea
本実験における水質の測定項目は,
4 Ⅰも 0
返送量を 1(〕としたのは
,
Sp
a ft e r
また
トプラントの曝気槽第 1
ッ
r at e
efo re
く関与する項目である水温
曝気槽を間欠曝気運転として
ロ
b
室で硝化が進んだ水を曝気槽第
さらに
･
ar
58 9 %
q
これは
.
濃度が高くなり
を防ぐためである
の
･
r el ati v e
78 1
.
＋ 2 Ⅰも0
1(∼ ( 流入水量を 1
改造
,
トでも同様にすることにした
1 室に戻すためである
a ck ed
d
an
,
62 5 %
間で
曝気槽内で水を
,
P
r at e
が良好になるまで連続曝気方式とした
,
(I L )
＋ 3
￣＋
a ck ed
83
.
＋
( 3) 脱窒菌による脱窒反応
2
8 9h
.
.
(2 ) 硝酸菌による酸化反応
2N O
p
,
間欠曝気方式が曝気運転の基本であるが
＋
＋ 1 5 0
r
.
.
.
8 4h
.
( 1) 亜硝酸菌による酸化反応
2
m e
e
a lt e r
.
.
,
m
r e
.
.
.
ti
b efo
7 8
.
.
2
3
N O
ti
3
3 09
2 70
3
A
V
a ft e r
2
N 払
r e t e n ti o n
,
23
m e di a
c o n t a ct
D i r e cti o
of
a ng es
堅
運転操作や生物膜の管理を適
7 91
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
24
切に行えば
処理水の
,
-
且ー以下に
1
濃度を
T N
10
m
g
･
るという目標は達成できるものと考えている
3
2
.
硝化の進行は
1 9 9 2)
とされている
,
,
値を
Fig
R
＋
に示した
4
.
a w
そこで
.
実験期間中の
,
工
pH
3
したが
.
4
.
t
N
.
o
.
o
1
r e a te d
T
w
.
間の
19 97
.
たと思われる
っ
.
高率の窒素除去率を目指すには
硝化
1
展が不可欠である
進展が確認された後
e r a ti o n
脱窒を進めるのに必要な水素
て,
っ
窒素除去
4
.
の進
.
A
◎
a te r
w
程度が最適 ( 理
が
pH
た
っ
炭素源は十分であ
･
3
般的に
図書
であ
.
pH
一
の
す
アンモ
間欠曝気運転に入
,
態窒素濃度の変化を
ア
ニ
連続曝気運転で硝化の
まず,
.
硝化
,
Fi g
た
っ
その期
･
6 に示した
,
･
8 0
.
＋
30
R
A
@
w a te r
a w
e r a ti o n
I
N
.
o
.
o
1
r e a te d
T
w
1 997
.
l
1
.
7 5
+
o nti n u o u s
C
.
L
a e r a ti o n
25
0 )
l nt
-
e
itt e
m
n t a e r a ti o n
≡
五7
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0
.
.9
2
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1
0
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C
6 5
.
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4)
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.
ト
a e r a ti o n
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ー
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a e r ati o n
8
≡
l
6.0
■
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可
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-
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･
可
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･
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.
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寸
N
,
.
-
∼
:
の
卜
○
卜
q )
.
T
卜
_
.
_
=
≡
.
▼
の
b
L
F ig
4 C
.
h
a n
of
s
e
g
th
v al u e s
pH
e
d
u
r
e xp er
i m
in g
と処理水の pE
であった
7 6
-
.
値が
の
.
したが
.
にな
6 9
て
っ
BO D の
3
.
B O D
●
ヽ
r
†
pH
の
値は硝
.
R
状態と除去率を
◎ A e r atin
w a te r
a w
F ig
I N
o
.
.
.
に示した
5
T
o
1
d
r e a te
w
1
.
進行し
N
｢
▼
の
T
:
くD
g
e
of
s
CO
-
く0
｢
1
th
N H
e
T
.
O
tO
c
en
第
1
co n
0 )
O
卜
･
N
(♪
s e Ⅳed
N
1
4
の
M
くD
I
T
くD
(0
に示したように ,
第
,
d at
寸
｢
卜
寸
N
▼
卜
･
ト
ー
N
ー
⊂〉
の
▼
-
･
e
t r ati o
d u ir
n
n
ex
g
ent
e ri m
p
っ
00
R
o v a一r a t e
e m
また
.
( %)
,
運転条件を変えると 2 0
その後回復することが示され
,
何らか
,
たためであろうと推測している
他の清掃を行
亡8
えている
ていたので
っ
のシ
当日
.
ッ
ョ
･
クが加
最初沈殿
,
その影響ではないかと考
,
結果を
この処理
.
硝化が
その後 8 月 7 日のみ硝化が悪化した
ただし,
.
いて
曝気槽にお
曝気槽以降ではこれ以上硝化は進行しな
2
結果が示された
いという
わ
2 00
呈1
ー
'
くD
その原因は明らかではないが
9 97
500
+
･
n
a
6
.
ている
･
l
_
の
O
(0
日間程度硝化が悪化し
処理
の処理
h
6 C
.
Fig
･
たことを示している
っ
く○
0
O
くD
Ob
それ以外は 7 0
,
実験期間中
,
化を阻害する要因とはならなか
3
たが
っ
LL)
日のみ曝気槽出口
6 月 5 日と 6
に示すように,
4
.
くD
ent
F ig
Fig
寸
O
0
0
e
｢
硝化率
,
硝化率
(流入
-
⊂:
l
0
i
+
2 0
水
0
N H
⊂
1
0
( )
⊂
0
0
C
`⊃
一
叶
m
a e r ati o n
itt e nt
口 N H
4
濃度) / 流入水
N
･
.
F ir s t
●
ト十 I nt e
曝気槽出
1
として表わすと F ig 7 のようになる
濃度+
N
o nti n u o u s
a e r atio n
O
濃度 - 第
N 弘 N
-
a e r a ti o n
t
a nk
e xit
o
T
d
r e a te
at e r
w
1
997
100
90
a)
0
▼
二
くD
0b
Fi g
CC T
｢
くD
N
の
卜
∼
0 )
O
(0
(0
卜
I
tD
s e Ⅳ ed
r e m o v al e o n
5 B O D
･
くD
▼
diti o
･
.
￣の
寸勺
二 N
卜
卜
▼
.
ー
卜
■
■
ト
O
寸
▼
て
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｢
の
の
a )
N
ー
'
0 )
T
80
T:
i
d at e
n
d B O D
an
re
m
o v
al
r
a
te
⊂:
.
d u ir
n
g
70
○
i
e xp er
i m e rlt
6 0
5 0
9
a
4 0
S
30
C
:ど
≡
F ig
に示したように,
5
.
基準である 20
m
g
･
J
l
且
6
月 16 日まで
上回っている
ト
ー
ー
h te
B O D
,
であ
ビン
くD
IL )
内で
の
消化促進
たことなどが原因であ
っ
前に行
っ
,
生物膜の形成が貧弱
たと判断している
(D
くO
q}
LO
q>
m
g
･
￣を上回ることはなか
且
回だけの現象であ
っ
っ
たので,
たと推測している
これは
また
.
,
今
流入原
水は前橋市下水処理場の最初沈澱池から揚水したもの
且ーと高い値
で
それで
B O D
濃度は 3 50 m
1
ある
79 2
.
も
,
g
･
くp
Ob
F ig
･
7 C
h
an
g
es
of
th
e
t
O
(D
tD
s erv ed
nit rif
i c ati o n
くD
ト
ト
ト
CO
ト
q )
C
O
の
d at e
in t h
r a te
e
fir st
t
a e r ati o n
ank
以
,
1
は 20
.
た実験( 中曽根英雄, 19 8 8) では処理水の B O D
っ
a e r atio n
宍さ岩呂琶 = ご e 竺 e 2 宍㌫告三亮岩 B e! 三竺
冬季の
実験停止時に曝気槽底部に蓄積した汚泥の分解による
溶出
r m itt e nt
放流水の排出
これは,
･
o nti n u o u s
a e r atio n
20
この
結果から
運転条件を変えた場合, 2 0
,
経た後に分析に入らな
ことが分か
た場合,
っ
た
.
いと正
したが
っ
確な結果が出な
て,
一
日間程度
いとい
う
旦運転条件を変更し
目的とする処理状態が発現するまで 2 0 間程度
待たなければならな
いことを示
唆して
Tr a
いる
･
. J SID R E
n s
また,
O c t 1998
.
脱
接触曝気方式による窒素除去高度化に関する実証的研究
窒が行われるための前提となる硝化は
改造
,
イ
パ
トプラントにおいても充分進むことが確認できた
3
4
1
TI N
2
･
のと,
前置
除去
T
曝気槽を間欠運転する
進させ,
高率
造パイ
ッ
ロ
Fi g 9
R
a w
at e r
w
o nt
O I
≡
3
@
前
,
そこで
.
A
e r a ti o n
I
N
.
o
1
.
に T N 濃度の変
8
.
T
o
0
コ=
q
w at er
19 97
. n
e , m it e n.
n
1=
0
O
改造
,
パイ
それでも
.
1
ロ
微生物
,
1
.
Fi g
に示されたように,
9
.
に上昇し
々
7
,
らほぼ
けて徐々に除去能力が向上することが分かる
≡
定にな
一
っ
ている
前述のように
このように
.
<
0
0
L D
(⊃
くD
く○
くD
⊂)
O)
(D
tO
r
N
-
T
O
く8
くD
O
-
-
(D
▼
q 〇
8 Fl
･
u
c t u a ti
o n
of
s
の
N
ト
N
く0
く○
-
y
>
q
Ob
Fi g
くP
･･
I
(D
s e Ⅳed
T N
c
-
o
d
n c e
ロ〉
く⊃
寸
卜
卜
T
.
寸
-
ト
N
ー
N
⊂〉
”
▼
事
1
,
r a
u ri
n
d
n
e
g
xp
e
ri
m
4
･
F ir st
＋
a e r a ti o n
90
J nt
ta
k
n
itt
er m
T
o
て
初期の目標が達成
,
r e at e
d
時刻変動を
に示した
1 997
at e r
w
間欠運転時の D O 濃度とO R P 値
3
.
プラントの曝気槽第 1
e l lt
の
1 00
したが
.
.
･
3
ti o
日程度か
20
卜
_
a te
nt
っ
されたかどうかを判断することが望ましい
O )
-
日か
度運転条件を変更したならば 2 0
一
日程度置いた復水質分析を行
0
約
,
間欠
月 9
5
J
し
.
･
1
,
である
e n t a e r a ti o n
室 70
80
･
F ig
両者とも T N
前述のように
値の時刻変動を
O R P
除去率の良好なとき
-
.
ロ
重の間欠曝気運転時の D O
10 に,
･
パイ
改造
曝気運転
,
時間の条件下での測定結果である
時間,
1
ト
ッ
濃度
F ig
ll
.
測定値
の
曝気停止
.
I)
”
60
巾
>
0
50
∈
40
Z
30
⊥
20
qJ
I
∫
_
ロ〉
∈
10
t =
O
O
0
寸
LL)
q>
LL)
くD
O
O
D
(
･･｢･
O )
O
O
く○
∼
▼
tO
0
T
く○
T
:
くD
T
く⊂
)
'
.
くD
Ob
の
N
卜
N
(p
0
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-
T
｢
く○
くD
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寸
｢
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_
卜
卜
･
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e
r at e
d u ir
寸
I
I
T
N
卜
I
.
ヽ
O
”
卜
ー
CO
-
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寸
｢
N
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｢
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ロ〉
d
y
CO
:
⊂
C O
8
⊂
0
0
Fi g
9 C
･
h
an
g
of
e s
T
-
N
re m
o v
al
ng
e ri m
叩
0
ent
⊂l
3 0
本実験に使用した原水は
この処理場は,
.
共下水道であるため,
排水のそれと比
ね正午から 1 時の間に行
に,
っ
それでも原水の T N
降は
,
処理水の T N
日以降の 10
いことに
m
g
デ
っ
ー
且
た
･
･
1
を下回
っ
タの平均値は
,
ていた
っ
た
6 月 18
,
.
し
日以
原水
,
5 4
.
しかも, 6 月 2 3
.
の
T
T
N
且￣と
1
m
g
･
その時の除去率の平均値は,
,
原水の
T N
-
10 A
D O
fl
0
1
u ct
u a
ti o
n
50
ti m
80
1
210
240
2 70
3 00
(m)
e
wi t h i llt e
itt
rm
ent a erat
ion
濃度が低
00
250
に示されるよう
8
.
1
このように
農土論集1 97 (66-5)
Fi g
.
もよるのであろうが
去結果を示した
度であ
･
た
3
採水時刻はおおむ
,
濃度は変動が少なく
-
全て 10
また
.
.
12
a s s ag e
万人規模の公
15
濃度の変動は大きか
-
かし,
F ig
汚水量と水質の変動は農業集落
て小さい
べ
90
P
処理場の最初沈殿他の表層水をポンプで常時一定量汲
み上げたものである
60
前述のように前橋市下水
,
取
.
0
て
の
-
1
2
つ
トプラン
ッ
.
曝気運転を開始した頃より徐
10
室内
たので,
っ
除去率の変化は
-
g
.
では嫌気性ろ床槽に庶糖
･
a e r ati o
T N
8 に
.
･
この槽を省いても処理
ー
濃度を 1 0 m g 且 ( 5･4 m g 且￣十 3 6 m g 且1 )
きる可能性が示唆されたと考えている
-
r a te d
,
1
m
.
テムにおける嫌気性ろ床槽での
ス
,
水の T N
u o
e ,a
てこの処理シ
っ
濃度は Fig
且￣である
T N
て少量の窒素除去は発現する
っ
窒素除去量は少なか
.
0
⊂
8
たが
I
てはいるもの
っ
て良いであろう
っ
-
.
1 9 9 7)
,
トでは何も添加していない
り込みや脱窒によ
を下回
3 6
を有機炭素源としていれたが
改
,
平均値で約
,
1
減少する
で
実験 ( 中曽根英雄ら
て脱窒を促
っ
25
⊂
示されるように
g
m
旦1
･
除去結果と言
嫌気性ろ床槽
以下にで
: i7 芹. .
35
J
Fi g
の除去率を示した
-
40
J
そのために,
･
に T N
.
●
た
っ
は
十分良好な T N
,
25
43
-
また,
トプラントでも同様のことが言えるのかど
うかを検討した
,
ことによ
窒素除去が可能とな
の
1 9 9 7)
,
流入原水の計画値
の
今回採用した曝気槽
･
嫌気槽後置方式 ( 中曽根英雄ら
･
の
ッ
.
微生物に摂取されるも
,
脱窒によるものとがある
段の第 1
化を
除去は
N
-
ロ
5:
2 0d
∈
15 0
a
.
g
1 00
50
良好な除
30
75
%
6
0
90
程
濃度が集落排水
F i g l l Fl u et u ati o JI S
･
Of
12 0
P
a s s ag e
O
RP
15
0
ti m
v al u e
d
80
1
e
2 10
24
0
270
30
(m)
u ri
n
g
I n te r
mi tt e n t
aer
a
ti
oJ)
793
0
2
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
26
F ig
低下し始め
し
O RP
,
すように
10 に示
.
分程度でゼ
70
,
方は
の
Fi g
近くに達している
ロ
ロ
トプラントの嫌気性ろ床槽での
ッ
且J 程度であ
l
減少濃度は
しか
･
3 6
,
m
.
低温時 ( 曝気槽
うに曝気停止後すぐに
11 に示すよ
.
③ 改造パイ
濃度は曝気停止と同時に
D O
,
g
で
･
た
したが
･
-
て
っ
,
度) でも処理水の T N 濃度
￣
且
嫌気性ろ床
程度であれば
￣
且
T N 濃度を 10 m g
以下にで
o
16
,
っ
T N
C 程
-
1
低下するの
下する
ではなく,
上昇時は
.
分程度の時間遅れを伴
20
濃度
D O
,
直後から立ち上がる
接触曝気方式は
.
6
m
g
ー以上
且
･
しかし,
.
程度しかなか
れていた
で
た
っ
っ
いかと
推測して
F ig
11 の O R P
.
て十分な水温にな
いる
Fi g
,
27
-
っ
ていた
イナ
マ
したが
.
っ
て
面曝気方式を採用した場合
70
研究レポ
-
改造パイ
,
ロ
室を全面曝気方式としたので
値ともに計測は不可能であ
o RP
材の内部は
る
槽中心部の
,
っ
た
したが
.
脱窒に対する条件が良か
,
濃度
D O
て
っ
#
･
p p 16 1 7
い
つ
て
,
日本農業集落排水協会技術
-
1
.
,
郎
一
太田篤志
,
水環境学会誌
:
17
,
尾崎益雄
,
,
二
瓶正彦( 1 9 9 4)
=
循環式
(9)
pp 569 577
1
,
･
黒田久雄 (1 9 9 7)
,
(1 0)
20
,
0
p p 65 5 6 6
pp 205 214
･
･
曝気槽前置シ
:
ス
水環境学会
,
,
.
‥
･
￣培風館
生物学的水処理技術と装置
･
1
.
1
村田恒雄編著 ( 19 9 2 )
pp 208
･
:
下水の高度処理技術
:
下水の高度処理技術
理工図書
･
･
･
村田恒雄編著( 1 9 9 2)
.
理工図書
,
,
pp 209
1
･
4
結論
.
水処理の分野では
成立しない
水理学の分野と異なり相似則が
,
小規模の室内実験で可能であ
.
.
1
.
12
受稿
.
,
1 99 8
.
7
15
.
閲読了〕
.
研究論文に対する公開の質疑あるいは討議( 4 0 0 0 字
以内
農業土木学会論文集編集委員会あて) は 1 9 9 9 年 4
,
,
,
ことがしばしば生じる
実際のプラントでは成立しない
1 99 8
〔
〔この
たものが
っ
･
月 24 日まで受付けます〕
.
著者らは
-
A
理水量 8 3
.
つ
￣)
の
1
実験 ( 70
立
除去
T N
,
･
d
3
m
･
d
1
で
1
新しい処理
確かめた
の改
造パイ
ロ
次のように要約される
,
① 改造
パイ
ロ
ッ
ッ
新
と同様
の処理性
システムが
トプラ
B O D
,
室内実
,
能が得られた
室内
,
トでも成り
ン
た
っ
処
,
その実験
･
･
トプラントでも
等の水質項目に対して
T P
この
.
程を開発し
かどうか確認するために実験を行
結果は
-
工
C O D
,
験で
,
SS
,
T
-
N
,
得られた結果
･
② 水温が低下する冬季に実験が行えなか
たので一水
っ
,
温低下時にも同じ結果が得られるかは確認されていな
い
.
しかし,
実験の結果から
度までであれば
,
処理水の
できるものと推測された
794
T
曝気槽の水温が 1 6
,
I
N
濃度
10
m
g
･
1
且
1
o
の
-
化学工学会編 ( 19 9 0 )
た可能性もあ
っ
研究成果に
ト
ー
集落排水事業の実験プラントにおける
:
テムによる接触曝気方式の窒素除去の高度化
,
ろ
,
の
三原
,
中曽根英雄
室と 2
トプラントの曝気槽第 1
ッ
影響
D O
全体の値を正しく表していたかどうか多少疑問が残る
今回は
･
作条件
好気嫌気漉床法における脱窒反応に及ぼす設計操
除
T N
でしか行えないため
,
安田正志
値
接触ろ材にもよるが
,
値の計測は表面近く
o R P
∼
接触曝気方式で全
また,
.
いた
設置させて
引用文敵
汚水処理
O R P
,
感謝の意
ここに記して
,
だいた前橋市下水処理場に対しても感謝の意を表す
て
っ
50
,
日本農業集落排水協会からの委
,
度
C 程
にな
ス
.
パイロットプラントを
また,
.
ていたためではな
っ
されるように
10 に示
去が達成されたものと思う
濃度と
C
o
にならなくても充分脱窒が進行し,
ス
を表す
且
･
硝化は促進さ
o
18
値は曝気停止時でも
近くにな
イナ
￣
g
中曽根英雄 ( 1 98 8)
分間程度ゼ
マ
m
1
･
-
託により行われたものであり
,
.
濃度は
が
時の水温が
この
4
,
の
この研究は
謝辞
1
濃度は
D O
それにも関わらず,
.
いないが, D O
ロ
を見ると
10
･
これは,
.
硝化にと
,
Fi g
g
きる可能性が示唆された
硝化
で
にすると良いという結果が得られている ( 中曽根英雄
1 9 8 8)
槽を省いても処理水
l
濃度を
曝気槽の D O
を充分進めるため,
曝気槽
,
m
.
値ともに曝気開始
O R P
･
が今回得られた 5 4
低
て
っ
･
C 程
は達成
.
T
. J SID R E
rams
O
. 1998
ct
,
接触曝気方式による窒素除去高度化に関する実証的研究
E
ri
e
p
x
m e n t al
Study
C
H id e
S ch
'
* *
M
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A g
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Ib
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C
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It
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p il o t p l a n t ( 8 3
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e r at u r e
p
e
w a s
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o
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th
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1
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w
,
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c o n str u ct e d
h
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･
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b efo
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･
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g
農土論集1 97 ( 66- 5)
k
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In
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Th
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g
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T N
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1
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･
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W
･
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an
31 2 1- 1
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*
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app r o xi m
a e r a ti o n
o
m
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h
･
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C
w
ith
an a er obic
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c o n d iti o n s
e nt
m
a re
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･
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l
m
u
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n
l
a e ra
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o n
,
ji7 T t
Se
tti n
g
nk
795
農業土木￣学会論文集
N
T
ra m s
o
.
f
o
.
19 7
∫ S I
.
pp
,
29
35
-
D
氏 E
( 1998
.
1 0)
周辺地形
影響を考慮した斜面日射量
の
紙井泰典
高知大学農学部生産環舜工学科 ( 〒
*
*
近森邦英
☆
7
8
3
-
8
5
0
高知大学名誉教授 ( 〒 7 8 3 - 8 5 0 2
*
要
*
*
高知県南国市物部乙 2 CK ))
2
高知県南国市物部乙 2 0 )
旨
周辺地形による遮蔽を考慮した斜面日射量を計算する方法を開発した
形
の
する
重心から 1 度刻みで 360 方位
の
に便利である
1
ー
ワード :
遮蔽を考慮した直遠目射量
,
日射量
斜面日射量
,
各三角
,
散乱日射量を計算
,
時間水平面全天日射量を
,
.
直散分離
,
直遠目射量
,
はじめに
.
予め地域を三角形斜面に分割し
.
近傍に直遠目射量または散乱日射量のデータのない地域のために
.
直散分離する式と係数も示した
キ
遮蔽高度を求めておくと
の
計算方法
の
散乱日射量
,
全天日射量
,
いる気象官署は館野のみで
あり
直連日射量 ( と全天日射
,
量) を計測している気象官署は全国でも 1 4
流域水収支を明
域の様々な斜面
を持
つ
かにする上で,
の日射量を適切に求めることは
流域には様々な勾配
しかし,
.
蒸発散に影響を与える流
方位
･
の
重要な意味
斜面がある
ため,
その全てについて斜面日射量を実掬することは困難
であり
,
である
候学的に推定する方法 ( 古藤田
月平均時間水平面直連日射量
平均水平面直連日射量
散乱日射量の
モ
,
1986
デルを用
･
赤坂
,
内嶋
･
いる方
,
1 9 8 5)
,
時角の余弦の
1 9 8 5)
,
法 (I i u
J
et
al
,
.
に多い
l
官署で計測
67
散乱日射量計珊官署よりはるか
,
このため全天日射量を直散分離して使用すること
.
が有力である
.
いる場合に比
る方法は,
較して精度が低い
,
日量
,
官署で計測
2
路で地上に到達する散乱日射量とに分けられる
TH
TS
など
モ
デルを用
い
農業気
,
それぞれ
無論直達
･
多ければ
すむ
直連日射量と散乱日射量の両方を計測して
,
このよう
な方法はとらなくとも
TS
の
陽方位 (
D N
-
D N
-
6)
D H
向きを 0,
･
:
叫
D N
d)
,
sH
水平
:
斜面直連日射量
:
19 63
,
小汎 1 9 6 2)
,
(3)
h
･
(4)
'
i
c o s
si n
i
･
h
c o s
･
6
:
h
ss
:
払
:
太陽高度
斜面方位角 ( r o d)
.
(
c o s
o
,
,
西回りを正にとる
便利で
,
以下日射
,
.
法線面直連日射量
:
,
h r) ,
･
水平面直連日射量
i
:
α
-
6 ))
太陽光線と斜面
( , a d)
,
(5)
α
,
α
,
:
太
6 ともに南
斜面勾配 ( , a d)
.
天空輝度分布の非等方性を考慮
した K h lt C h e r( 1 9 7 9) や IJ a y( 1 9 7 9)
扱
(2)
2
m
∂
c α
斜面散乱日射量
いに
( 1)
s'
L n h
.
( s in
-
.
SS
斜面全天日射量, D S
:
なす角度 ( r o d)
ro
＋
は次式で表される ( 武田
D S
ここに,
散乱日射量をともに計測して
いる気象官暑が
-
c a g
法線と
.
水平面上での値を斜面上の値に変換するときの方法が異
農土論集1 97 (6 6 5)
,
D S
-
散乱して複雑な経
,
D H ＋ SH
-
,
斜面散乱日射量
D H
これら各々
全天日射量を直達と散乱とに分離する理由は
,
しかし,
:
間全天日射量データ直連日射量と
再合成して斜面日射量とする実際
･
∬
大気中で屈折
水平面全天日射量
:
面散乱日射量,
D S
直散分離+ という)
TH
量は全て同じ単位)
全国 6 7 箇所の気象
を斜面上の値に変換し
なるためである
ここに,
全天
｢
的方法を開発した
変換
の
へ
太陽光球から直接地上に
,
次
散乱日射量とに分けて (
,
日射量
到達する直連日射量と ,
時間量日射量の推定が必
そこで,
.
斜面
の
月
D H
要な場合には適していない
されている時
･
,
月平均時間
月平均値としては精度が高いと思われ,
象上十分な価値があるが
散乱日射量
･
水平面及び斜面全天日射量は
,
全天日射量を用
また月平均
.
直連日射圭
.
1 9 6 0)
日照率や雲量などを用いた気候学的方法は ,
日射量のデータがない場合の便法であり,
･
直連日射量
,
官署 ( T a bl e
方全天日射量は全国
一
.
雲量などから気
同散乱日射量の変化を
･
散乱日射量と
･
関数との積で表す方法 ( 清野
の
されており
2
.
.
にすぎない
水平面日射量から斜面日射量を求めるのが現実的
斜面日射量推定の方法として柱 El 照率
がある
参照)
精度も悪くな
い
のモ
デルがあるが
等方性
モ
デ
ル
,
( Li u
797
敬
et
.
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
30
を用いることとした
al 1 9 6 0)
.
,
ss
sH
-
.
Hly 2
(1 ＋c a
･
(6)
太陽高度は次式で表される ( 武EB
-
h
sLn
ここに,
( r o d)
s in
-
Q
6
s in
Q
4)
＋ c o s
観猟地点の緯度
:
19 6 3
,
6
c o st
太陽赤緑
:
⑨
D IF < 0 0 0)
ならば ⑳に進み
R D
とおく ( 推定値ぷD
i
,
:
( 7)
⑲
時角
㊤
.
s in
α
c o s
a
=
c
6
α
l
･
(- s'l n 6
=
･
/
t
sLn
〆
1963
.
6
c o s
･
t
c α
･
Q) /
s in
T
次のような
,
K
ここに,
K
T,K a
K
D
K
s
T H IQ
o
D H IQ
o
-
T
K
( 宇田川ら
-
S H IQ
-
TH
:
s
大気外水平面日射量 Q
Q
ここに,
Io
D N 4
-
無次元化指標
次式によ
を加算する
組の
1
っ
A
QB
c a
ll(
の
5
3
表+
の評
B C
),
,
A
A
a
)
,
c m
を示す
,
bl .
h
s in
太陽高度が高
#
K
-
T
ここに,
係数
1985
っ
a
A
a
A
l
B
l,
hi c h g
l 血1
h
>=
0 1
h
sLn
tA
,
A
＋
o
B C
は
,
1 9 9 6)
･
and
es
A
a
A
),B
①係数
A
a
A
L
②
C
,
の
K
T, K
D
㊨
K
T,
K
D
0
E D
⑥
p
⑦ Q
K
-
-
K D
798
1 96
.
(7) 式
:
a nd
r ad i ad
dir e ct
of
-
m e t e α o1 ( 唱1 租1 ot x
14
ar
ot 冶 er V ed
e
東
緯
つ
いて
,
B
C
( 1 K D)
( 1 4)
･
-
田
39
古
島
本
野
39
が o < K
T
に掲げた各気象官署の ,
を求めた後, 次の手順に
T
ri
er v at o
es
･
経
高 ( 臥)
標
とおく
T
(
43
39
o
37
23
15
O3
o
36
o
36
35
o
26
o
27
33
o
33
31
35
o
34
43
o
32
14 1
14 5
'
'
140
141
1 36
1 37
'
'
'
'
14 0
'
1 33
20
o
35
o
1 35
1 30
'
o
1 30
13 3
'
20
o
26
14
'
1 24
'
12 7
.
.
'
o
o
.
.
'
o
o
21
46
23
o
610
26
'
O8
o
'
.
'
'
o
'
17 2
25 8
9 4
42 5
5 3
'
O6
58
'
54
58
'
.
5
.
73 2
2 5
.
'
.
'
4
31
'
o
0
0
.
6
'
33
'
O1
10
41
o
o
o
24
'
3
0
.
.
5
'
7
.
34
全天日射量と直遠目射量を計測している
b le 2
a
9
.
c
i
o
ef
n
w
f ici
h ich
e
nt
gl
気象官暑
14
係数 ( 1 9 8 5 - 1 9 8 8 年のデータより計算)
の
地
< 1
A
a
B C
l,
の
,
K
:
値を用いた)
.
実測値と推定値の誤
の
D
,
.
0 < K
< 1
D
=
,
< s in h < 1
0 1 ≦
.
A
o
＋
A
K D
K
:
の
D
推定値)
-
戻る
の
条
札
横
秋
宮
輪
of
s
o
e
b al
f
q
.
14
a nd
o
di
1985
r o th
f
14
r e ct
-1 9 8 8
^
点
A
幌
0 841
0 840
童
田
o
-0
-0
10
-0
-0
-0
-0
.
.
0 728
0 770
.
古
島
松
本
野
子
.
0 787
0 94 9
0 911
.
.
館
米
潮岬
福岡
鹿児島
清水
石 b￣島
那覇
.
全
.
( 注)
.
･
J
満足しなければ③
,
とおく (
/2
＋
20
o
.
0
0
0
64 9
88 5
.
.
m e
t
r
e o
r adi at
i
o
l
o
o n
i
g
a
l
c a
ob se r
ob se r y e
r e
y
at o r
i
e
s
d
d a t a)
S in
h
)
･
K D
B
･
( ll K D )
C
とおく
･
国
｢
.
.
.
0 790
0 725
09 8 3
1 00 4
0
0
13 9 8
2 55 4
0 77 2
0 7 34
0 651
0 12 8
.
.
.
0 826
,
0 819
.
.
-0
0 761
.
は
｡
.
0 727
12 3 6
03 5 1
.
.
.
.
,
.
C
0708
.
.
用いた A
.
0
0 731
0 647
全国+
.
B
1
- 0 2 63 2
- 0 1 4 04
- 0 1 1 84
1 0 0 4 99
- 0ニ
ー13 4 2
-0 0 5 5 1
7 77
.
一
T
O3
'
o
松
館
子
米
潮
岬
福
岡
鹿児島
清水
石痩島
那覇
次の直散
o
43
43
幌
室
輪
場合の直散分離式
場合に
T,K D
データを読み込む
且D / K
-
k
-
.
h
S in
si n
.
(
決定]
件を満足すれば ⑤に進み
⑤
K
とおく (SQ B R R
の
,
2
m
を仮定する ( 筆者らは初期値として紙井
,
差平方和)
③
て得た係数
っ
.
ら(1 9 9 6) で得た館野の A
-
年の全天 El 射
.
B C
,
.
経度と標高
･
el e v a ti o n
北
( c al c ul a t ed
て決定した
R
1)
.
D
T ab l e l
,
札
根
秋
宮
.
h) K
LSi n
,
sQ m
0
の
.
係数
:
,
C
,
[係数
例えば
.
観測点
.
≧
s J n
( 1 3) 式を適用し
-
･
方法によ
の
そ
.
年の時間全天日射量と時間直連日射量データ
19 8 8
I
に ( 1 0)
よ
A
A
.
'
(紙井ら
＋
D
'
い
式を用いた
K
理科年表の ) 3 7 k W
時間平均値
の
太陽高度が高い (
分離
を仮定し,
C
全天日射量と直遠目射量を計測している 1 4
1
,
( 1 3)
に合わせて修正して用いた
))
in
m
分転の
2
.
･
,
I
気象官署の縫度
w
),B
を評価関数とする係数の最適化計算は ,
B C
a
が求められ
SQ B R R
A
a
.
角崖 ( 19 8 0) の S P 法によって行う
19 8 8
2 に 1 4 気象官署の 1 9 8 5
･
T
in
価関数
さらに異なる A
量と直連日射量から本項
地上気象常用表｢大気外日射量
,
によることとし,
2
そうでない
地球大気外で太陽に正対した単位面積が単
:
位時間に受ける日射量で
の
.
.
を計算するために① に戻る
N
L a it h xl e s l o n git ud
て表される
A
a
.
o
Io
.
とおき, ⑳ に進む
1
ble
a
.
.
h
s7n
修正)
の
⑩ をデ- タが尽きるまで繰り返す
-
ER R
(l l)
o
の
,
R D
-
2
に ( K D - K D)
( 1 2)
･
･
19 8 3)
,
o
は,
Io
-
o
渡辺ら
,
( 1 0)
D H SH
,
o
1983
,
戻る
N
の S
永井
太陽高度の季節変化による影響を考慮した
いた
そうでないならば⑲に進
,
.
たことになる
無次元化指標の計算
無次元化指標を用
T
ならば
-
⑭これで
h
c a s
直散分離の方法
1
.
K
･
1
=
⑩ ③
( 8)
＋
.
,
sQ
3
>
sQ
( 9)
.
Q
-
K D
⑩
小沢 1 9 6 2)
,
h
c o s
c o s
,
-
.
ならば⑥
太陽方位は次式で表される ( 武田
3
-
.
む
.
とおく
Q /
D IF
,
6
c o s
,
小沢 19 6 2)
,
/P
⑧
0931
I
1
.
.
0
.
7 05
69 6
.
.
A
l
,
a
,
C
.
.
0 826
0 793
0 0550
0 0 5 24
0 8 59
0 0507
0 06 1 3
.
.
.
.
.
.
.
.
.
0 661
.
0 850
0 840
.
.
.
0 666
0 703
0
.
.
0 831
0
1
0
.
.
0 716
.
69 0
.
06 6
0 902
0
.
の
.
.
.
.
05 0 4
15 814
15 828
1 6 00 8
,
,
,
15 949
16 08 8
,
,
16
16
16
16
16
,
,
,
,
,
16
,
16
,
04 5
0 91
0 34
110
191
210
05 5 1
11 9
16 210
16 223
0 60 1
224 920
06 12
,
,
,
地区のデータ全てを
14
は標準誤差
T
L
.
.
.
s
.
0 0 4 64
0 0531
0 0451
0 710
0 6 58
,
91 5
9 18
.
.
0
0 94 0
1 1 32
0 9 09
.
は係数
07 0 1
0 6 10
0 0 52 1
0 0 6 16
.
札幌から那覇まで
,
0
0
.
.
.
.
.
･
0
08 5
02 4
.
”
S
ra
.
n s
,
N
はデータ数
JSI D R E O ct 1 998
.
.
周辺地形の影響を考慮した斜面日射量の計算方法
3
太陽高度が低
3
･
'
(
い
h
J n
s
0 1)
<
.
場合の直散
② K
分離式
館野
の
散布図を
の
③
1979
1984
･
Fig
に示す
1
.
年の
.
Fi g
.
単位で整数化されているため
の
h < 0 1
si n
と K
s
は原データが 0 0 1 M )/m
1
.
場合の K
T
データを読み込む
T
o
<
.
なる
K
T
,
K
場合に(3 :
の小さい
s
上に乗って
いる
が大きくなり,
ある値
大多数が
を境とする
c
<
T
の
c
T
の
c
=
,
値は
の
c
SQ B R R
ろ,
b
K
s <
となる
T
K
.
,
そこで K
.
を,
s
T
( 1 5)
＋
c
1979
2
･
b( K
RT
R D
⑤
p
⑥ Q
R D
-
⑦
D IF
⑧
D IP
19 8 4
o ＋A J
h)
とな
.
K
データを用
T,K D
⑲
且D
い,
法により同定したとこ
P
た
っ
K D
Q
-
･
>
と置く
⑪
<
T
0 193
ES
館野で作成した上式を
,
K
>
T
の
.
K
-
0 193
=
場合は
K D
0
-
と置く
.
0
K D
ES
T
,
K S
,
進み
-
,
.
K
-
-
として⑳
と置いて ⑳
0
-
K
-
と置いて⑳
T
戻る
-
修正)
の
-
-
進む
進む
.
.
.
場合
K D
T,
の
.
C
K D
T
( 推定値
.
D)
-
K
-
そのどちらでもないときは ⑤
K
の
は欠測デ-
99
.
進む
のときは K D
0
(1-R
･
且ざ
-
と置く
T
B
K D
のときは K D
1
=
全国で散乱日射量を計
.
K
(
0
-
T
推定値)
の
D
.
.
･
,
.
(K
-
寄合には
の
.
ならば
0 00 1
K
.
99
ー
1
K D
,
ニ
<
.
S in
･
Q /
-
とする
0
-
.
場合
.
且ざ
s
⑳ 推定値
0
.
K
(
･
とする
K S
-
T
0 1 93
1
T
)
.
.
をファイルに書き込む
K D R S
,
年の全国 1 4 気象官署 (
19 8 8
.
.
T
a
.
bl
1)
e
.
-0
-
L
.
09 30 7 B
0 68 9 7 C
-
.
,
-
0 9 02 1
A
-
o
検証のため
を,
･
,
全天 El
の
直連日射量データから同定された係数
･
o 7 60 7 A
5
K
-
0 507
＋
.
⑳をデータが尽きるまで繰り返す
-
1 9 85
射量
0 19 3
-
ED
.
.
と置く
(A
/P
<
と置く
2
T
＋
-
且D <
の
S
⑨
⑩ ②
0
T/
K
K D / K
-
h
場合は
の
として⑳ に進む
-
場合には ⑪に進む
推定値)
の
s
の
.
<0
T
si n
0 1
などとして⑫ に進む
0
-
④
)
C
-
T
として,
0 19 3
-
c
-
s
館野
,
全国に適用する
K
T
に関する 2 本の直線式によって
T
測している官署は館野だけなので
1
耳
場合
0 507
-
-
s
.
-
s
E 〔Ⅹざ- K i)
-
トが直線 K
(K
K g
<
<
=
.
h
si n
=
または K
,
o 1
,
<
0
,
.
場合
の
1
そうでないならば⑨
K
b
K
,
ッ
が大きくなると直連日射成分
T
K
ロ
99
_
タ扱い)
実際には
場合
K
>
大部分のプ
,
そして K
.
( 1 5) 式のように表す
K
見奇妙なグラフと
一
またこのグラフだけでは判別できないが ,
.
K
トの多い,
ロッ
<
T
h < 0
si n
太陽高度がちいさいときに
,
=
はこのような直線的プ
K
.④に進み
2
31
匂
b
si n
K
0
0
.
0
5
.
1
F ig
.
鮪野 ( 1 9 7 9 - 1 9 8 4)
I
K
R e l ah
K
血 i p b et
o
in T at e
n
の
T
w
e
c n
s in
h
<
の
ときの
th
e
c o n di d -
o f sz n
0 1
･
5
.
と
&
関係
品
a nd
K
T
un
d
er
l
A
<
01
･
< 1 97 9 1 9 8 4)
-
,
式を用
い,
次の事情
Fi g
R
w
14
地区の最寄りの A
.
農土論集197 (66- 5)
a
A
l,
B C
,
または全国の A
aA
l
,
B C
,
e
h
r a
(R
l ad
o n sh l p
ad
di a d
o n
2
-
at
ti m
e S
5
e
s
K
D
1
1 9 8 9 - 1 9 9 2 年の 1 4 地点の時間全天日射量
と直連日射主に適用して求めた K s ( 実測値の無次元化
指標) と & ( 推定値) との関係
n
e n
.
全国係数を
2
･
.
[ 直散分離の手順]
を選択する
o
o
を直散分離するには , ( 1 4) ( 1 5
)
,
によって行う
①
D
直散分離の手順
4
.
0
.
o
.
h ≧ 0 I
0
.
0
3
p
o
n
e e
wi d e
c o e
d a ta
O 914
1
b et w
,
of
s
-
14
di
n
o
lぉ
0 ( 収)1
･
m e r Bi o n
l
ffi ci e
rlt
(T
S
町V atO
,
N
-
ri
es s
in di c
A bl e 2 )
e
(1
s
e s
a r
e
K
D
ap
an
d th ei r
pli e d t o h o
e sti m a t e s
､ ∬
1y gl o b
9 8 9 1 9 9 2)
-
4 4 9 8 4 6)
,
799
K D
al
,
32
1
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
0
.
lN
(,)
-
n N
-
x
y
5
.
/
(21
ただし,
) (x 3
Z2
y3
√
-
倍
IN
0
0
.
0
0
.
0
5
.
1
I
0
.
館野 1 9 79 - 1 98 4
3
･
実測値による
の
K
と
s
1985
,
11 9 8 8
R el a ti
orB
h ip t
tw
*
d 也 g 1 9 7 9-1 9 8 4
( T Al
2)
1e
'
are
a rkl
に 19 8 9 1 9 9 2
推定値
の
D
す
(
-
回帰の
.
19 7 9
.
e st
i m
3
s
,
D N
水平面散乱
,
SH
この
と良好であ
･
o
/
,
っ
た
5
斜面
.
(2 0)
を
I y 純一Z N
/
,
/
X
xN
とする(
y 76 Z N
及び斜面方位角 6 は次のよ
i
(2 1)
(lN
-(
a n
/
lN /
m
N
o y
=
)
＋
o z
=
(x ) ＋ x 2 ＋ x 3 )
/3
)
/3
b
＋y 2 ＋y 3
7]
(
m N
>
0
のとき)
(
m N
<
0
のとき)
)
m N
方
(zL ＋z2 ＋z3 ) /
は次式で表される
x o y o z)
,
(2 2)
,
3
法線面直達 E] 射
実際の斜面が受ける直連日射量を考える場合
自身も含まれるとする
を求める
C)
ここでは遮
.
方位を遮蔽方位 (
,
三浦ら( 1 9 8 0) は ,
,
蔽地物の高度を遮蔽高
と呼ぶこととする
)
γ
交点と重心との
て仰角を計算し
,
さらに,
.
標高差
半直線上
H
自らの辺も含め
との水平距離 β
o
から,
a r c ta n
,
,
h <
C であれば日は没してい
るとして,
10
これを積算して日量斜面日射量とした
複雑な斜面を的確に表現しやす
,
角形分割による方法 ( 三浦ら
,
た
なお
.
角形
19 8 0)
,
区別することとする
と勾配を計算するには ,
,
の
る
x. ,
yj Zj;j
,
=
1 2 3) と
,
,
z
軸をとる
Ⅹ
軸
,
斜面三角形の頂点の座標
.
すると斜面三角形の単位法線
,
m
北向きに
d
ル nj
は次式によ
っ
ベ
クトル
て表され
800
日の出ているときの
太陽方位方向
,
日没前後少なくとも 2
-
3
求めた
い全ての三
形の
.
っ
角形につ
,
いので
て 360
これを
挟む相隣
方位の遮蔽高度は
,
,
8
逮
.
大きな計算
予め各平面三角
,
方位に半直
上述の方法によ
遮蔽方位線岳の遮蔽高度を求めておく
遮蔽高度から内挿によって
360
という)
遮蔽方位線+
.
これを斜面日射量を
,
いて行うとすれば,
そこで次の方法を工夫した
｢
.
遮蔽高度計算を日の出
重心から周囲に水平面上 1 度刻みに 3 6 0
時刻轟の太陽方位と
の
の
斜面日射量
回づつ岳日行う必要がある
蔽高度計算は計算手間が大き
なく
.
方法では
線を引き ( 以後
.
例えば東向きに
.
座標すなわち方向余弦(l N
,
座標から斜面方位
の
次のようにする
まず座標系を設定する
軸鉛直上向きに
この
労力となる
.
地図上に分割表示された斜面三角形
を(
を採用することとし
三角形を 3 次元座標によって表したとき斜面三
地図上で 2 次元的に捉えたとき平面三角形と呼んで
,
y
い三
ごとの,
分
) によ
遮蔽高度 0 と太陽高度 h とを比較し
を計算し,
,
m
q
勾配 i を求めておく必要がある流域各斜面を地図上で表
.
から
その最大のものを遮蔽高度
9 であれば日が出ており,
h >
.
各平面三角形の重心 o
地図上,
複数の平面三角形の辺との交点と重心
を求ゎ,
.
個囲の
,
遮蔽地物には斜面
.
その時刻の太陽方位方向に半直線を引き ,
c とした
β∫ を求めるためには
射量
日
遮蔽高度を考慮した直連日射t
磨 (
.
( 1 7)
を求め
式から D S , SS
遮蔽高度と斜面
.
( 1 6)
,
現する方法としては
･
(2 3)
斜面方位角 β と斜面
(5)
つ
斜面三角形の面積
:
地物による遮蔽を考慮する必要がある
の方位と勾配
式より
=
5 1
っ
4
t
-
.
と実
.
Qo
･
( 1 9)
)
i)(y )-y 2)
n N
I
i￣
また館野
.
h
s in
)
X2
に示
2
.
.
式により合成して斜面全天日射量 T S
(2)
Fig
を次式により求める
sH
Q
-
.
)
ta 7 {
ox
,
ot x e r v at q
o 74 3)
-
,
を用いて, ( 5) (6)
D N SH
2
K D 且ざを用いて ,
RS
-
f1 4
K
f ici e nt s
c oe
X
-
3
l
Z2
,
に示す (R
3
.
K D
-
o
e
量デ - タに適用して得た l(S
射量
日
D N
id
w
との関係を,
D
o 9 14
-
うして得た推定値
こ
d at a
e r adi a ti 皿
2 4 0 5 9)
-
,
.
の関係を F ig
s
diff u s
n ati -
en
x
-
2
x ル
-
斜面三角形の重心の座標 (o
地区の全天日射量に適用して得た
2
R
of
h
r a di ati o n
.
14
決定係数
al
w
0 0 46 2 N
-
と実際の K
K D
S
K
ob
gl
in di c e s
es
at
ly
o tu
1 9 8 4) の全天日射
･
際の E
量
o 74
年の
-
K
h
o
2
-
m en sk nless
th ei r
pli e d t
ap
(1 9 8 9 1 9 9 2) ( R
es
di
ee n
c o s
-
6
全国係数 ( T A bl e 2 ) を同じ期間の K , に適用して
得た無次元化指標の推定値 K S との関係
の
-
-
J
-
6
F ig
2
嗣
を用いて斜面勾配
m t. nN
K S
at e S
m
) (I )
y
.
うに表される
e stl
-
2
y ) (
-
-
3
) ( z 3 Z 2) ( x
X
-
)(
X2
-
まり各々の符号を逆にする)
の 2
/
X
-
)
のときは,
zjf = 0
/
-
;x
=
/
x
/
-
zN
0
zN
( 1 8)
/
X
(y J y 2) ( z 31 Z 2) (y
=
N
/
/
X
/
N
y
=
N
/
/
X N
m N
b
in h ≧ 0 1
.
s
-
る 2
つ
の
そして
.
遮蔽方位線
を求めることとする
.
この
後述のように直連日射量だけでは
散乱日射量の計算にも用
いることができ都合がよい
T
. JSID
ra n s
R E O ct 1 998
.
.
昼型些形の
5
33
遮蔽を考慮した散乱日射量
2
.
影響を考慮した斜面日射量の計算方法
′
乙
a
周辺地物の遮蔽によって天空面積が減少すると
射量も減少する
場合
この
.
,
ヾ
P
,
天空の水平面 ( 斜面)
上
天空面積そのもの
投影面積に比例
の
-
B
令
ュ
′
A
天球半径を 1 とすると ,
.
｢天
投影は円となり ( 以後
となる
12
次式によ
よ
.
･
ss
ここに,
空円+ という)
天空の斜面上
sH
A N/
･
-
軸斜面上
w
y
直投影面積
直投影面積は
斜面法線方向に
｢
中心+
軸をとり
”
z
と呼ぶ)
”
x
”
y
,
z
,
前述の
,
..
3 60
方位
を求める ( 方法に
いては後述)
つ
軸
”
Ⅹ
式の
0)
′
r>
z
影点+
それぞれの斜面上
,
(
座標
の
と呼ぶ)
ぶと｢三角形+
の座
ができる
も含まれるから,
ありえない
遮蔽されず
”
z
>
遮蔽点には斜面自らによるもの
.
o
=
である
相隣り合う
,
｢
直投影線 ( 以後
形+ ができる
.
投
下方にあるということは
”
z
.
ならば
0
-
天空は
,
本の遮蔽方位線の斜面上
2
と呼ぶ)
投影線+
｢三
そしてこれら
の垂
-
と中心とを結ぶと｢扇
角形+
と
｢扇形+
の面
積
を加え合わせると,
遮蔽を考慮した天空の斜面上垂直投影
面積となる
相隣り合う遮蔽点の
'
(
z
0)
ウ
なお
.
他方が天空円周上 (
,
｢三角形+
,
として計算した
′′
I
一
,
N
:n o
0
N
te
a
for
s
o f sl o
e
この
.
法線ベクトル
:
d in
r
al 1i n
Ⅷ
I
c
Ⅹ
y
･
向の水平面投影線に
.
Ⅹ
,
-
y
,
z
とな
-
次に
pe
A BA
z
座標系を
･
.z ( 斜面勾配) )
=
T)
,
e x p r 鵡 Si o n
an
'
”
,
o f sl o
i ( sl 叩
=
in cl in ati o n)
e
水平面上で
,
-
Ⅹ
'
y
1
たとする (
っ
Z
･
座標系を
'
軸はもとの
.
z
たとする
このときの 3
.
軸に
-
もとの
Ⅹ
とができる
-
x
,
方が斜面より上
”
y
-
”
z
天球円の半分近くが遮
X
場合は投影点が投影半直線上にあれば投影
y
I
”
Ⅹ
y
,
-'
,
とすると
z
y
,
”
”
y
,
)
z
,
は, 元の
'
) から次式によ
I
,
この
.
点と中心を結んでできる三角形は天空部分になり
(y
y
C8 g
I)
si n
x
-
1
c o s
＋
i
sin
z
Ⅹ
,
Ⅹ
致する
一
-
y
なければ遮蔽部分になるので投影点の座標 Ⅹ
ら判断して
前者であれば天空投影面積に加え
”
,
,
れば差し引く
ただし,
域には
算例
の
6
中では
t
値か
の
後者であ
,
-
0
{
-
て求めるこ
っ
(2 5)
L
'
L
＋
z
i
c o s
.
(2 6)
斜面日射量の計算例+
取り扱って
い
( 2 7)
￣( 7N / m
n
-
>
m N
N)
0
のときには
{
-
{
＋ 7r
とする)
で対象とした地
な急勾配斜面は存在しなか
このケースは
N
J
,
｢
節の
ア
-) n
ta
ない
っ
たため
,
計
5 3
.
斜面
日射量の合成
.
全天日射量を直散分離して法線面直連日射量 D N
斜面上に投影した遮蔽点の
は次のようにする (
水平面上
し,
,
遮蔽方位
東を
γ
( ro
参照)
Fi g 4
.
Ⅹ
d,
軸
,
次元座標位置を求めるに
3
北を
実は
1
y
s in
9)
,
その水平面投影座標は (
農土論集19 7 ( 66- 5)
天頂方向を
,
度刻み)
,
,
っ
て h
C の場合の
>
c o s
c a r
z
を東向きを 0
9
C
c o s
o o s
γ
y
,
,
軸と
,
北
c o s
9
s in
c o s
C
sLn
･
により TS
-
D S
＋
SS
.
斜面
D S
を 1
から ss
式
TS
っ
斜面日射量を得る
考求
時間毎に
め (2)
を積算して日量 ( 月量)
5 4
て SH
を求
とし, 1 日 ( あるいは 1 カ月間) の
･
回りに正にとると遮蔽点の座標は (
y
式によ
め, ( 5)
求めるまた ( 2 4) 式によ
.
軸
座標
γ
c o s
(但し
.
このよう
,
巾
y
,
s L 77
-
z
･
'
s7 n
{ は次式で表される
I, L,
,
I)
s in
'
,
sLn
y
x
-
{
c a s
x
=
z
そうで
,
軸は
”
'
蔽される
敦し
-
{
'
＋
{
c o s
-
=
軸を中心
Ⅹ
,
.
.
(y
-
”
遮蔽点の座標 (x
c o s
x
'
軸は斜面主傾斜方向に
”
系における遮蔽点座標 tx
座標軸が
,
軸と同じ)
z
軸が斜面法線方向と
'
軸を
敦し y
-
このとき 36 0
”
z
軸を中
z
軸が斜面主方
主傾斜鉛直面上で
,
'
A B A
pe
致するようにしたとき
一
として角度 i だけ回転し,
.
,
f
o
ここに,
鉛直に近い急勾配の斜面の場合
g
X
と座標軸の回転
'
心として反時計回りに角度 { だけ回転し, y
にある場合は,
o)
-
o t a ti o n
) となる
o
γ
これら投影点と中心とを結
,
これが斜面より
必ず
.
標を求め
｢
直投影点 ( 以後
の垂
-
(
延ばした半
相隣り合う 2
.
'
X
/
.
斜面 A BA
4
･
,
R
,
かる位置 ( 遮蔽点と呼ぶ)
つ
_
X
Fi g
以後
の方向に
高度
･
_
の
まず斜面主傾斜
.
/
＼
遮蔽点が, ともに斜面より上方にあるときは( 後述(2 5)
の
つ
”
A
/
.
座標原点 ( 天球中心
,
から遮蔽方位
直線が天球面とぶ
;
_
軸の時計廻り直角方向に
' ■
y
,
/
(2 4)
の垂
＼
;
∫
∬ ′は ,
7r
遮蔽高度を利用して求めることができる
方向を
1
/
l
-
の垂
-
＼
･
n
.
空の斜面上
+ 〟天
へ
垂直
その面積は
,
て遮蔽を考慮した斜面散乱日射量
っ
て表される
っ
天空の水平面 ( 斜面)
'
Y
●
する
>
J
水平面 ( 斜面) 散乱日射量は
,
天空各部の高度の正弦に比例するので ,
にではなく,
散乱日
,
.
日射量の計算例
801
.
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
34
高知の
の全
19 9 0
国
･
によ
0 9 02
-
･
,
を算出し,
日量全天
直達
･
-
o
0 7 61
に示す
T
.
による遮蔽は考慮されていない
-
-
l
0 09 31 B
,
M
I
h o ir
th 1 y
z o
t
n
m
al
an
,
in K
おいて直連日射量が卓越することがわかる
c
C it y
hi
K;
38
8 37
4 42
3 95
57 6
2 58
3 18
0 53
5 74
479
721
3 35
3 85
月
S l17 3
β∫
6 59
5 14
ss
3
月
TS
DS
ss
1 3 17
690
6 27
月
TS
DS
s5
16 5 5
8 52
j)
T S
D S
ss
17 (泊
788
920
TS
DS
ss
15
月
.
4
5
6
7
月
8
月
月
9
ib
,
93 2
508
42 4
TS
DS
ss
2
そして冬季に
&
,.
月
1
l
6.
1 18
7
602
58 5
1 09 2
4 02
69 0
08
60 6
9 02
1 37 1
9 88
31 1
67 7
TS
DS
ss
17 3 5
748
9 88
1 57 3
T S
1 64 0
73 0
14 8 6
63 7
9 10
849
52 9
84 2
1
65 2
9 21
13
78
6 14
7 65
高知市三里山麓の
M
∝ 血1 y
M i s ato
m
m
d
e an
仇 n
tZ L n
a lly
eO Ⅶ
d lS h･ib 止i
r a di at l O n
a Ⅳ a
0- 19 9 4 年 1
1 99
in
ochl
K
-
allt
q
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C it y
M
m
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e
d ail y
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n e otJ S
ar
ti
c
di s h - b d i o
n
in K
e a
∝
n
o
f 1 9 9 O-1 9 9 4 J ul y in
hi Ci t
y
47
0
47
0
0
02 2
434
33
40 1
1 24 6
48 8
28
4 60
14 10
47 2
20
451
460
16 7 4 1 3 1 4
815
624
859
690
7 25
2 65
4 60
480
29
451
14 3 8
596
84 2
1 10 4
427
677
595
1 44
451
1 5 3 7 1 0 78
3 88
679
690
859
13 6 3
97 3
520
296
B42
677
52 7
34
494
1 67 3
75 2
92 1
12
7 02
208
4 94
15 6 5
643
921
1 10
4
1 6 51
8 02
84 9
13 42
7 9 5
34 0
455
14 7 6
62 8
10
66 0
9 0
95
554
741
68 2
14
4 0 1
863
1 73
690
4 60
0
460
12
95
453
842
8 57
18O
677
451
0
451
5 19
25
4 94
14 6 5
544
921
9 38
198
741
494
0
494
40
358
6 82
48 0
25
45 5
13 1 2
4 63
849
8 7 4
7 34
748
42 1
6 02
8
367
741
849
4 98
7 48
551
859
12 7 4
7 00
57 3
837
454
382
12
3
7 1 1 3 00
8 14
8 53
556
44 7
962
66 4
29 8
1 03 6
48 0
55 6
72 2
27 5
44 7
323
25
298
3
310
7 13
7 25
1 69
5 56
1042
4 85
556
731
2 84
447
32 8
30
29 8
13
O
13
6 60
59
6 02
83 1
405
23
382
75 9
7 13
3 13
■3
41
52 7
7 13
3
01
57
0
4 01
77
6
93
102
455
0
6 82
45
581
7
57 3
447
0
44 7
38
5
2
0
382
298
0
298
596
255
342
2 58
30
228
12 6 7 1 3 03 1 05 1
82 3
841
961
425
3 42
2 28
85 2
42 7
4 25
58 6
24 4
34 2
251
23
228
4 92
67
425
34 2
0
34 2
228
0
22 8
.2
月
TS
D S
ss
88 8
471
397
78 1
411
37 0
539
241
298
226
27
19 8
12 3 4 1 3 2 3 1 1 1 1
8 6 4 10 2 6
9 12
370
298
1 98
776
405
370
52 9
2 32
298
22 0
22
1 98
390
20
370
29 8
0
298
19 8
0
1 98
TS
1 33 5
DS
64 3
∫∫
69 2
1 2 06
5 61
64 5
84 8
329
5 19
379
33
34 6
14
91 0
5 64
346
11 9 9
5 54
64 5
8 35
3 17
519
3 72
26
346
9 42
297
645
578
59
519
346
0
346
LZ5
,
13 2 9
810
51 9
85
8 39
64 5
:
斜面直連日射量
5 S : 斜面散乱日射量
,
高知市三里地区の山地部を対象として
蔽を考慮した斜面日射量を
,
に示す
6
.
三角形分割と遮
,
月及び 7
1
は冬季の斜面の特徴
Fi g 5
.
直連日射量が多
月に
いて
F ig
.
すなわち南斜面
,
較して北斜面
いのに比
つ
のそれが
著しく
隣接する高地の陰になって日当りが悪くなり
.
すなわちそれほど勾配のき
,
ず
い
れの
は夏季の直連日
F ig 6
.
つ
くない場合には,
斜面においても日射量はそれほど
ことを表している
.
おわりに
.
最寄りの気象官署の時間全天日射量を
,
斜面日射量を計算する方法につ
,
論文
1)
(
hl y
70
2 85
5 85
8
858
43 3
425
の
d
342
29
31 3
257
0
257
952
4 96
456
用いて
o r
8 09
33 9
47 0
965
65 1
31 3
4 97
1 4 72
わが国において
M
1 17 9
5 94
5 85
1 37 9
9 O9
47 0
5
0
38 5
TS
DS
ss
6
月の平均日量日射量
38
88 9
48 8
4 01
14
32
38 2
大きく違わない
7
6 34
1 55
479
212
0
212
月
5
- 1994 年
287
30
257
31 145 0
98 2
849
7 48
602
4
東西南北方向
1 99 0
712
327
38 5
39
43
395
.1
射量の特徴
高知市三里山麓の
1 04 7
5 68
47 9
49 2 1 1 5 5
1107 898
257
38 5
やすいことを如実に表わしている
6
318
0
3 18
17
88 9
315
5 73
少ないこと,
･
4
･
｡
,
月
の
Fi g
237
26
212
I
6.
o
月の平均日量日射量
1 9 fX ) 1 9 9 4 J
Of
皿
57 0
252
318
443
42
40 1
35
45 5
( 注) T S : 斜面全天日射量
･
&
834
439
39 5
1
i5
ヒ
孟
･
TS l153
β∫
5 57
s5
596
通年
Fi g S
08
9 23
5 85
71 3
1 249
5 36
h
s o u
3
i5
.
15
37 4
6 B2
e n t 1耳氾 n
90
*
I
3 51
38
3 13
37
1 056
il u id
皿
e a s t, W e s t a r d
,
13 3
921
212
1
12 3
38 2
74 1
th
rK q
Fo
1 49 g
1 0 19
4 79
･
r adi a t
i
s e
,.
1 36 9
1 05 1
31 8
434
602
74 8
執 i 5, .
1 29 6
90 0
39 5
1 0 3 6
15
*
･
241
29
2 12
29 3
36
2 67
0
M )^ k y)
ol
･
-
,.
3 54
46
68 7
85 9
TS
DS
ss
.
1 99 0 1 9 9 4
｡
8 24
47
1 4 9 1
7 43
8 02
DS
ss
単位: o
,
許
1
,
,
平
品迄別
'
90
,
an
T
おいては夏季に散乱日射量が卓越すること ,
'
60
,
d a il y l
g o b al di r e c t ar xl diffu
d 3 0 6 0 9 0 d e g r e e sl o pe s w i th
e
e rlt a ti o n
ri
o
高知市に
,
w
●
30
,
の
周辺地物
いては,
'
(o
を計算
斜面として
一
94
･
.
d L D ))
表から
この
.
･
m
は単
bl e 3
a
2
M }1
斜面自身による遮蔽を除
,
A
.
時間斜面日射量
東南西北斜面の月平均の
.
した結果を T a b l c 3
日射量であり
A
,
高知市の東西南北方位別斜面勾配別 1 99 0 1 19
年の月平均日量全天直達散乱日射量
b h! 3
a
･
散乱日射量 ( o ol
･
T
-
て直散分離して ,
っ
間集計して
これを月
1 9 8 5 1D 8 8
,
官署による係数
14
0 69 0 C
-
年の時間全天日射量を
1994
I
要点は
の
述べた
いて
.
こ
,
周辺地形による遮蔽を考慮した実用的な時間斜面日射
量の計算方法を提示したこと
その中には 36 0 方位遮蔽
.
高度計算を利用した斜面散乱日射量及び直連日射量の計
算方法
( 1 8)
,
-
( 2 7) 式等を含む
.
2
凡例
o ol
単位
⊂コ
) 1 50 0
I
10 00
- 11
802
.
M J /( m
勿り
(2) 時間全天日射量を直連日射量と散乱日射量に分離する
その中には係数決定方法
ための具体的方法を示したこと
■
⊂コ [ = コ
1 4 00
- 1500
I
0
･
- 1 0 00
80 0
1 1400
1300
I
600
.
-8 0 0
,
.
12
00 1 30 0
噂
-
40 0 づ0
1100
11 2 0 0
J r
0
〈 4 00
直散分離
の 2
の手
点である
順 (
,
.
1 5) 式 ,
なお
,
T
論文をご指
ble 2
に示した係数を含む
.
この方法により実際計算が可能であ
ることを示すために, T a b l e 3
この
a
及び Fig 2 3 5 6
導下さいました元
.
,
,
,
を添付した一
京都大学 ( 現日本大
T
. JS ‖⊃R E
ra 【ら
O
. 1998
ct
周辺地形の影響を考慮した斜面日射量の計算方法
教授丸山利輔先生に厚く御礼申し上げますとともに
学)
データを提供して下さ
象台観親第 1
課の方々に厚く御礼申し上げます
3
･
日本気象協会( 1 9 7 1 )
:
気象観測のための常用表 Ⅲ
日本気象協会( 1 9 8 9 )
:
昭和
,
た気象庁謝候課及び館野高層気
っ
術開発｢利用
裕( 1 9 8 5)
建築論集
H
ay
352
,
I E.( 1 9 7 9)
J
,
s u r fa c e s
D
o w
ns
角屋
v
睦
R
ie
日照率
:
e
o rt
w
p
O
,
N
s h o rt w
2 Atm
7 9 1
･
o
1
r ad i ati o n
av e
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ph e i
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,
E
c
h
_
皿 e nt
n vi r o
-
. ri z . n t a
l
e Ⅳi c e
S
農土誌 4
.
近森邦英
,
丸山利輔 ( 19 9 6 )
,
農土論集
,
8(1 ) p p.3 9
1
,
て
い
つ
農業気象
,
19
,
(2)
pp 1 9
.
,
渡辺俊行
木村建
,
推定
の
2 67
,
,
pp
徹夫( 19 8 3)
林
,
暦
,
1
-3 0 丸善
,
水平面全天日射量観測値りの直
:
建築論集
,
浦野良美
,
理科年表
:
(1 9 7 8)
一
83
.
-8 9
水平面全天日射量の直
:
,
内嶋挙兵衛( 1 9 8 5)
,
l u t ch
. M (1 9 7 8)
c r,T
T il t e d S u rf a c
古藤田
es
雄 ( 1 9 8 6)
一
簡易推定法
Li u B･ Y･ H･
te r
i sti c D
la r E
an
n
y 23
n erg
,
M
p
,
of
デラ)
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徹
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四方田
,
F
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W
C
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F
穆 (1 9 8 0)
M
n
K
,
th
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d
o
K
,
Y
II
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i
'
o ch L
a di a ti o
s
into
血
:
a c ∝1 nt
血1
g
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農土論集1 97 ( 66- 5)
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変動係数 -
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,
51
.
-6 6
(1 9 8 1 b)
-
日射量の全国
:
マ
日射量とその年々の変動係数
プーーその 2
ッ
-
太陽エネルギ
,
.
〔1 9 9 8
以内
1
.
9
.
受稿
.
19 98
,
7
.
13
.
閲読了〕
.
研究論文に対する公開の質疑あるいは討議 (4 0 0 0 字
,
農業土木学会論文集編集委員会あて) は
,
199 9 年 4
,
月 2 4 日まで受付けます〕
.
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,
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目射量とその年
マ
-
傾斜地の
:
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立皿tal
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,
日射量の全国
:
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A b st
Ⅶ恐I
天気 2 5 ( 5 ) p p.3 7 5- 3 8 9
,
-
r i c u lE u r e
g
( 1 9 8 1 a)
プ作成
ッ
.
,
K A M
☆ ☆
マ
p p 5 0-6 6
,
C
-
,
88 pp 1 7
,
l
u
( 4)
篠木誓
,
ー 7 ( 3)
〔この
丸山利輔
a
.
,
日本における月平均全天日射量お
:
の
,
,
,
農土論集
,
7
,
一月平均散乱
日射量分布計算法- 傾斜地における温度環境形成機構に関
する研究( 1 )
ギー
ル
吉田作松
p.1 1 1 1 1 4
D ir e ct D if R I S ed
,
篠木誓
,
-
一月平均水平面直遠
-
.1- 1 9
,
変動度
の
々
( 1 9 7 8)
-
,
2( 3 ) p p 2 4 9- 2 5 9
.
4
,
年
の
吉田作松
散乱成分を考慮した斜面全天日射量
･
篠木誓
,
よぴそ
6
4 1 (3) p p 2 4 7 2 5 5
,
d el s t o
o
R C ( 1 9 6 0) : T h
. .
,
n
農業気象
,
f
o
-
y 4(3) p p
三野
,
E
ti o
農業気象
ist ri b u ti o
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三浦健志
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直達
:
,
d J o rd
an
,
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S
,
l
E
:
.
,
複雑地形地 ( 阿蘇カ
:
吉田作松
時間全天日射量からの
:
1 83 p p 4 1 4
,
おける太陽放射資源量の評価
o
斜面の日射量に
農業気象
,
,
清野音容
S
:
て
い
つ
散分離と傾斜面日射量の推定建築論集 3 3 0 p p 9 6-1 0 8 1 9 8 3
散乱日射量の推定
の
斜面の日射量に
20
連日射量
ン
8( 1 2) p p.5 1
,
( 19 6 3 )
-
宇田川光弘
流出解析手法 ( その 1 2 ) 一夕
:
:
東京天文台( 1 9 7 9 - 1 9 8 4 )
,
59
紙井泰典
K
r1 . n
,
クモデルと s p 法による最適同定1
-
. n
1 9 7 9 ( 古藤田( 1 9 8 6) から再引用)
n t a ri o
永井明博( 1 9 8 0 )
,
武田京
.
of
テム実用化技
ス
,
pp 20 31
S tu d y
:
太陽光発電シ
,
40
-
･
,
ネルギー産業技術総合
エ
テムに関する調査研究+
シス
小沢行雄 (1 9 6 2)
雲量等による時刻別日射量の推定
･
3 年度新
6
開発機構委託業務成果報告書
.
引用文献
赤坂
35
n
Of
F
f
m
n
.
d･t a ti o
n
,
n
803
農業土木学会論文集
T ra n s
of
J S I D R E
.
N
o
t
19 7
,
pp
37
.
( 19 98
43
-
10)
.
三次元的視点からみた暗渠排水の湧水処理効果
三次元サンドモデルによる湧水処理工法の実験的研究 I
一
加藤
叩
幸
角野三好
長谷部次郎
榊
谷
事*
建
口
日本学術振興会特別研究員
*
弘前大学農学生命科学部 ( 〒 0 3 6- 8 5 6 1
* *
桝
青森県弘前市文京町 3 )
弘前大学名誉教授
* * *
妻旨
湧水のある農地で
地下水発射ま
の
通常の二次元解析にもとづ
い
た
三次元的なものである
､
解析で
は
そのため
｡
土地改良設計基準などで示されて
,
近似的な結果しか得ることができない
本論文では
_
､
｡
考えることにより農地における地下水環境を三次元サンドモデルにより検討を加えた
､
方向埋設率)
実験
の
と奥行き ( Y 方向埋設率)
結果から
析の必要性を明らかにした
また
.
大きく低下する埋設率が存在し
すれば
ことを示した
キ
1
ワ
-
方向埋設率
X
､
方向埋設率 o
X
-
o
｡
この結呆から
現在
っ
､
.
の
､
.
5
と Y 方向埋設率
1 0
-
.
方向埋設率
Y
-
o S
暗渠排水の設計
湧水個所に対してある程度
サンドモデ
,
ル
三次元解析
,
施工に関する文献は
､
しかしながら
自由度をも
の
自由地下水面
,
､
多岐にわ
土地改良設計基準をはじめ
､
､
実験は
称軸となる領域 (
領域を設定した
いる指標は
た二次元的なものに限られ
もので
の三
､
一
方
､
､
､
実際の農地で
次元特性が顕著となる
この場合
暗渠埋設間隔
奥行き方
の
向の
埋設深とい
変化は無視さ
自由地下水面
､
このような場合
｡
､
は近似的な結果を示すものにすぎず
､
､
二次元解析
地下水環黄を実際の
条件に近い形でとらえた三次元解析の必要性が高まる
,
､
地下水環境は三次元的な
特に農地内に湧水がある場合には
本論文では
｡
基礎的な条件での三次元サンドモデルによ
り自由地下水面を立体的にとらえ
､
暗渠排水の湧水処理効
果や自由地下水面のもつ全体的な傾向につ
観点から定性的な評価を行
っ
た｡
いて三
150 c
25
)
m
Ⅱ 皿
12 0 c
=
o
2 X
o
/ H
H
変動がほとんどな
の
の
塩
じさせた
l
5 0
=
.
ビ管
実験は
｡
一
k
=
､
4 2 ×1 0
(
､
/
X
2
･
,
o
/H
､
m
c
I
可 0 の
通
常の埋
o
c
m
/ s e e)
一
を均
Y
､
設深 ( 80
をもとに
埋設深を
,
X
､
)
m
c
範囲に解析
.
の比
)
敦し対
司5
定
一
｡
径
勾配
､
d ≦1 2 Ⅱ 皿
.
に充てんしたも
一
端より定常的に湧水を生
排
,
定とな
っ
た時点 ( 概ね 2 4 時間後)
)
o
､
方向とY 方
､
模型内が
､
｡
実験
.
暗渠の埋設間隔を Ⅹ 方向埋設率
奥行きを Y 方向埋設率
向の
で
自由地下水面を求めた
､
-
､
暗渠からの排水流量を時間をおいて測定し
暗渠埋設率 ( X
Fig 2 と T a bl e 2 に示す 3 ケ
.
H
-
を基準として
とし
装置底部の
諸元を T abl e l に示した
x
10
-
10 0 c m
装置内に川砂 ( 粒径
.
実験の条件として
=
o
Y
､
=
)
c m
( スリット有)
定常状態となったものとし
次元的
24
=
l
Y
,
軸が流線と
Y
,
使用する暗渠は
.
のを模型圃場とし
の
m
に対する吸水渠径 ( 5
飽和透水係数
水量が
x
暗渠埋設深 (
､
は水平とした
Ⅹ
& 土論集197 ( 66- 5)
.
に示すように Ⅹ
方向にそれぞれ
,
(1 9 9 7))
までの研究も二次元解析により進めてきた o
れている｡
三次元解
､
に暗渠の排水効果が
0 8
-
.
Q
て暗渠を施工することが可能である
.
解
著者ら ( 加藤ら(1 9 9 5)
基準とされて
0 6
平均地下水位
､
Fi g 1
,
を想定し
つ
-
ることを示し
い
実験装置と実検条件
.
のこれ
析
間隔 ( x
暗渠排水
,
が大部分である
の
.
っ
その記述は圃場を二次元断面モデルによりとらえたもの
｡
奥行きを
の
という条件を満たすように施工
1 0
-
.
湧水処理効果が得られ
2
ている｡
る
｡
ド: 湧水処理
ー
､
亨
o
-
暗渠
､
い
定常状態における自由地下水面の全体的な傾向をもとめた
､
はじめに
.
た
ー
暗渠の
､
湧水個所の直上に暗渠を設けた場合と同等
､
ことを示した
い
を変化させ
暗渠の奥行き方向の長さが自由地下水面に大きく影響を及ぼして
､
暗渠
,
実験は
o
の
ー
ス
､
d
Y
d
(
=
ア
と Y d)
1 2 パタ
/
Y
X
を変化させ
ー
d
) とし
o
､
ンについて行
805
､
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
38
平面図 >
<
1 0
7
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X
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湧水個所
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Ⅹ
F ig 1
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S
3
-
C
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2? 3P
0 4
.
0 6
.
0 8
.
1 0
.
.
自由地下水面の測点配置( C
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C
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Fi g
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Am
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e m e nt
M
Ⅱ- C)
as e
P oi d
e asu n ng
in
s
Ⅱ C
-
o
o d el
M
Ⅱ
4 f e
n 点
l
0 2
o n cep
C
湧水個所のポテ
た
い
場合や地表面に若干
ンシャルは
っ
｡
Q / H
a nd
4j ■5 5
C
/X o
o
al F i g txr e
3 ■
S
.
x
実験装置図
.
7Z?
n 57
断面垣 >
暗渠
5Z >
33 ･ 4
0
1
■2
.
H
7J
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24 a
1
16
J
5 h
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･
Fi g 3
o n c e p ti o n
2Bl
[
0
<
C
1
l
0
軸… 方向 )
.
2 >
l
x
0 1
1
I
<
湧水個所
(
72
I
.
73
5? 6
J
)
0 75
=
o
湛水を生ずる場合を想定し￠(
の
.
≡
､
1 60
-
地下水位がきわめて高
,
範囲七変化させた
の
.
自由地下水
o
面の測定個所は水面の変動が大きいと考えられる湧水個
､
実験に関する諸元
T & tlle l
P
ar
for S
et e r s
am
実験装置寸法
暗渠埋設条件
12 0
=
o
塩ビ
所及び暗渠の近傍で密にし 7 0
d M
an
o d el
E
Yo 1 00
x
=
c m
管( 径
=
25m
p
er
i
m er[t
H
c m
置の
45
=
o
c m
では
/X o 0 0 5 1 0
=
.
I
.
,
例(C
般に
一
スリット有)
m
一
､
個所とした
80
-
Ⅱ- C) を Fi g 3 に示した
a s e
.
｡
自由地下水面をもとめる場合
､
実験装置の側面に設置するセ
測点の配
.
サ
ン
次元模型実験
二
,
により任意点の
ー
ポチシヤルを測定し水圧が o の点を自由地下水面とする
,
､
Y )/ Y o 1 0 0 8 0 6 0 4
｡
=
･
H l/ H
=
･
,
･
,
実験試料
湧水ポテンシャル
しかしながら
0 53
･
川砂( 粒径 d ≦1
飽和透水係数
o
･
,
2
.
￠ ( 水頭値) / H
=
o
)
m
k
の
4 2
=
1 01 2 c
×
,
句 75
m
/s e e
1.6 0
-
,
4
I
8 e
A
-
C
I
▲8 ●
B
I
C
8 ●
4
l
0
0
c
.
5
I 0
■ s
Ⅱ
e
0
.
.
C
A
I
e
D
-
C
4
6
I
e
-
a
C
0
.5
0
S
8 e
J
Ⅱ
-
C
りに
､
メ
10 0
C
JL 6
Ⅱ
e
D
-
設深 ( H
24
=
l
金網
c m
=
､
5In
(J IS
そこで
c
サ
､
本実験で
を設置する代わ
ー
により作成し
1 4 9)
を各測点で地表面より暗渠埋
)
m
呼寸法
まで挿入し
)
セン
測定法は
この
｡
パイプ
､
内に形成される水
により測定するという方法を採用
ー
に示すように
F ig 4
.
､
鉛直方向ポテ
､
ンシャルの
平均値を用いて自由地下水面に近似して
そのため
図中の A
､
ャル線が鉛
点のように
いる｡
流線が水平 ( 等ポテンシ
､
直) かそれに近似される個所に比
べ
､
点のよ
B
0 I
1 0
I 0
シ
た有底パイプ ( 径 β
した
I
.
ッ
ュ
装置
,
を同時に設置すればセン
ー
自体が浸透場を乱す危険性がある
ー
面を水面接触
1
.
S
.
A
-
0 8
0 5
.
C
-
任意点にセンサ
は浸透場内の任意個所に多くのセンサ
匪口紅] 臣] 臣コ
c
側面以外
サ
本実験のような三次元模型実験では
,
の
.
.
1 O
.
o 6
･
0 8
.
I 0
.
A
.
I 0
金網パイプ ( 4 頑
点
m
)
m
点
B
.
c
JL S
Ⅱ
8
C
^
-
Ⅱ
e
4 8
.
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re of
T a t ll e 2
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実顔奄
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C
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-A
I-B
I-C
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C
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C
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C
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C
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.
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M
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美顔名
y:A
E
x
p
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i
ポテンシャ
m ent
埋設率( x
1
0
C
a se
Ⅱ- D
0 5
0
0 8
C
a s e
Ⅲ- A
1
0
0 6
C
a s e
Ⅲ- B
1
D
0
04
C
a s e
Ⅲ C
1
Ⅱ A
0 5
1
C
a s e llI
-D
1
Ⅱ- B
0 5
0 8
Ⅱ- C
0 5
0 6
-
-
.
.
.
D
-
模式
ンの
0
l
Ⅱ
e
各実験の暗渠条件
P &tt
n
埋設率( x
e
806
er
a
実験パタ
F ig 2
C
-
.
.
.
.
0
.
.
-
.
d
,
y:A
04
.
0
1
0
0 8
0
0 6
0
0
.
.
.
.
ル線
暗薫埋設深
0
.
-
-
-
-
一
-
-
-
-
圭
■
ヽ
一
-
-
-
-
1
-
-
F
#
-
( 地表面から 2 4 c ni)
.
o
.
.4
Fi g 4
.
c
o n c e p ti o n
自由地下水面軸定方法の概略図
al Fi g u
re
of
M
e asu
ri
n
g M
et
h od
of
T
r o u n d w at c r
G
abl e
.
. JS ID R E
Tr a n s
O ct 19 98
.
三次元的視点からみた暗渠排水の湧水処理効果
うな暗渠近傍などの流線急変部ではポテ
値が平
ンシャル
39
1 0
.
均化される傾向がある
しかし
｡
次元サンドモデル模型 ( 幅 :
二
奥行き
y
:
15
=
｡
)
c m
を使
きわめて小さく
いる
ノメ
マ
､
このことから
｡
x
に示したように
.
85
=
o
c m
55
=
o
ロ
､
c m
q)
精度が得られて
の
地下水面の全体的傾向の把握には適していると判断した
=
･
壁
i
F-
♂
霊o
6
.
中旬 9 0
0
吉o 8
.
臥
本論文が目的とする三次元的な自由
,
￠ 0 75
､
タによ
ー
その差は最大でも 1 c m 未満と
､
タとほぼ同等
ー
高さ
､
H
:
て本測定法とマノメ
っ
り求めた水面を比較しても
F ig 5
､
.
(
.
△
￠ 1 20
◇
0
∇
￠ 1 60
=
.
1 40
:
･
:
･
0 4
.
1
0
.
0. 5
?≡ o 9
.
＼
マノメ
○
水面接触センサ
ータ
Ⅹ方
.
(c
o 8
.
罵
向埋設率と平均地下水位の関係
- A Ⅱ- A Ⅲ- A の場合)
地表浸出部分は点線表示
I
as e
*
聖o
7
R
卓
* 0 6
g
.
.
ー
F ig 6
誓
1 0
方向埋設率( X d)
x
ロ
el a ti o n shi p
ro u
n
d
w
a
b et w
te r l
,
X
e en
e v e l,
in
-
,
dir e cti o
of
c ase
C
i n st al h ti o n
n
I
as e
-
A
,
II
a nd
r ati o
A
-
M
e an
Ⅱ A
-
,
.
1R
;
暗渠
d)
o 5
･
1 o
1 o
･
0 4
.
.
0 33
0 4
.
0
0
.
2
0 6
.
0 8
.
1
0
.
.
湧水個所からの距離 ( 実測亜離/ X o)
O 8
O 8
･
1
o
.
o m
a qi s o n
p
ミ::
測定方法による自由地下水面の違い
Fi g 5
C
of
G
r o u n d w at e r l e v el;
a n o m et e r a n d
M
S
en so r
O
I
:雪
o
Q
○之
.
0 2
･
･
3
結果と考察
.
0
.
暗渠の
方向埋設率 (
Ⅹ
)
X
d
まり
つ
,
暗渠間隔が地下水位に及ぼす影響を考える
示す地下水位については
た値 ( A / H o)
般に
一
下水位
とした
実水位 h を H
､
の
I I A II - A
a s e
,
d
しかし
｡
は
a
X
､
=
d
0 50
水位変化を示して
1 00
-
.
の
.
いる
｡
.
この
･
1
o 二8
0 8
･
Q
8
.
f
L :I
.
c a s e I - A ( ￠ 1 2 0) 水面形図
図中の点線は暗渠の埋設位置
( a)
=
.
*
ここでは図を示
結果から
､
x
0
=
d
-
s e
=
d
.
0 50
.
)
の
a
0
-
1 0
1 o
1
0 50
.
0 8
% 以上
10
､
c
,
,
この
Ⅲ)
a s e
･
の
ミ
:二
:
傾
も共
間に暗渠を埋
の
O 8
･
平均地下水位
｡
さないが
Ⅱ
地
､
.
X
､
範囲で急変し
向は暗渠の埋設条件を変えた場合 (c a
通している
y /y
;
D
Fi g 6
､
と平均地下水位 ( h
d)
範囲における水位変化はきわめて小さい
(h )
0 8
以下に
､
を小さくすれば)
Ⅲ- A の場合) をみると
,
いる
で無次元表示し
o
低下は大きくなると考えられる
に示した X 方向埋設率 ( X
関係(C
､
なお
｡
0 4
｡
暗渠間隔を狭めれば ( x
､
の
.
従来いわれて
､
e i
0 ∼
X 方向埋設率( x ) が地下水位に及ぼす影響
31
0
:::至
0 2
0
Q
0
･
設すれば湧水個所の直上に暗渠を埋設した場合と同等の
､
･2
平均地下水位が得られることが分かる
｡
F ig 7
に示した X
･
X
=
d
1 00
.
もとに
､
(C
a s e
=
d
Ⅲ- A)
(C
0
a s e
I
- A)
,
X
=
d
0 50
.
(C a
s e
Ⅱ- A)
,
･
O 4
1
における自由地下水面の三次元図を
上述の結果を検討する
｡
まず
､
C
a s e
I-A と C
･6
y
Q
a s e
*
農土論集1 97 (66-5)
0
y /y
(b)
2
ー
8
0 2
C
as e
O
L8
o 8
.
0
.
1
Ⅱ- A ( ￠ 1 2 0) 水面形図
=
.
図中の点線は暗渠の埋設位置
80 7
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
40
F ig 8
に Ca
.
I IA
s e
I I D における Y 方向埋設率 ( Y d)
-
と平均地下水位 ( h
o 80
-
1
1
0
l ○
･
∼
範囲では
の
.
o 60 の範囲で
.
0 8
.
結果は
萱
:二
:
:::ミ
ヽ
Q 2
( y
.
1 0 0)
=
.
d
C
,
と両者の差は
な傾向の差
0 2
･
% 程度水位が急上昇し
I-B ( Y
a s e
は少ない-
れに対し
こ
o
C
､
･
d
.
､
この
o
C
水面の頂点部分に見られる程度で
､
0 80
I -A
a s e
水面形を比較する
の
･
1 00
=
この範囲に暗
,
ことが分かる
0 8 0)
=
d
=
d
Y
.
に示した水面形からも明らかで
Fi g 9
､
埋設率が Y
｡
変動は見られない
の
渠効果の急変する埋設率が存在する
o も
･
水位
､
10
,
関係を示した
)
&
全体的
､
I-C ( Y
a s e
d
0 6 0)
C
a s e
=
.
･
と C
0
0
-B に比
o 2
0 2
;
･
0 4
Q 6
.
y /y
o 8
l
o
･8
o
c
( c)
'
.
Q
.
1
Ⅲ- A ( ￠
as e
o
.
場合には
の
.
I IA と C
a s e
C
,
からも Y
=
d
0 80
.
.
の
.
I IC 及び C a
コ
,
ンタ
I
(図
ー
水面の頂点近
､
I -D の場合に
s e
このように
｡
I-A
水面形の様子
､
に暗渠効果が低下する埋設率が存
0 60
-
ることを確認できる
在す
a s e
I - B の場合
a s e
a s e
は暗渠の近傍に変化している
F i g 7 X 方向埋設率の自由地下水面への影響
E f e c t o f X di r e cti o n r ati o t o G r o un d w at e r S u rf a c
C
､
｡
くに見られるのに対し
図中の点線は暗渠の j 量設位置
*
0 4 0)
=
d
水位が大きく上昇する水位 0 6 0
べ
中の太線) が c
0) 水面形図
1 2
=
.
,
i:
･
IID ( Y
a s e
o
.
e
-
0 7
.
Ⅱ- A
c
における水面形を比較すると
I-A
a s e
方が低
の
い
これに
｡
湧水個所上
､
対して
の
水位は
湧水個所からも
､
ql
とも遠い部分 (
/
x
X
o
.
Ⅱ- A の方が低くなっている
は
C
､
I -A
a 5 e
､
自由地下水面の
平均地下水位の変動
c
Ⅲ- A では
a s e
上昇し
C
､
I -A
a s e
逆に
､
C
Si
a s e
Ⅱ- A の水面形
a s e
している
0
｡
.
て
っ
X
､
d
(C
0
卜 A)
a s e
からX
=
d
0 50
.
(C a
s e
0 6
0 4
Fi g 8
d
1 0
の C
.
Ⅲ- A では
a s e
に及んでいないことが分かる
暗渠の Ⅹ 方向埋設率 ( X d)
1
.
.
0
方向埋設率と平均地下水位の関係
卜 D の場合)
(c a s e 卜 A
4 0 1 6 0 の場合は地表浸出したため除いた
､
￠ 1
=
.
b et w
el ati o n s hi p
R
gr o
.
,
Y dir
ee n
u nd w at e r l e v el , i n
･
ca se
e cti o n
of
C
ase
i
I
n s ta
l
-
A
h ti o
n
r ati o
d
0
-
0 50 での埋
.
均化をもたらすだけで
が
い
｡
つ
まり
なる
1 o
｡
るとは必ずしもいえない
② 埋設率
設条件の変化は
､
X
=
d
0 50
-
.
1 00
.
する埋設率が存在する
｡
範囲に
の
､
暗渠効果が急激に低下
･
O 8
O
.
雪
:二
:
0 ∼
.
.
0
暗渠の奥行き (
されて
いる
Y
方向埋設率) は
この
項では
及ぼす影響を考える
808
Y
､
二次元解析では無視
､
0 之
､
Y 方向埋設率の持
方向埋設率 (
Y
)
d
つ
0 4
･
Q 8
x
L;
･
〟Y
意味は大
が地下水環境に
;
･
湧水のある農地での地下水面
､
は三次元特性が顕著であり
きい｡
○
が地下水位に及ぼす影響
前述のように
｡
8
･
:::ミ
0 ∼
o
i 2 Y 方向埋設率 ( Y d)
.
eBLn
1 o
水面形の平
暗渠間隔を狭めれば地下水位の低下が増加す
､
M
-
地下水位に対して及ぼ
､
平均地下水位の変化はほとんどな
､
a nd
Ⅰ D
-
.
① 埋設率 X
=
20
｡
いてまとめると以下のように
す影響につ
.
-
I
暗渠の効果が湧水個所に十分
､
=
Y
Ⅱ- A)
､
=
￠ 1
方向暗渠埋設率( Y d)
y
｡
0 8
.
.
までは暗渠の効果が湧水個所に対して顕著に及ぶものの
x
△
.
4
.
したが
=
￠dO 90
,
クが顕著に現れている
ー
0
.
Ⅱ- A の状態から大きく水位が
,
.
o 5
バランスを変化させるだけで
ことを表
=
l
芸
臥
ける暗渠の埋設条
.
o s
tL
にあるといえる｡
0 50 にお
影響は小さい
の
-
-
湧水個所直上に水面のピ
､
C
､
水面を平均化した状態
の
,
.
件の変化が
まり
つ
｡
Ⅹ方向埋設率 0
このことは
での水位は
1 O 近傑)
=
￠ 0 75
[コ
っ
( a)
*
o
0 a
.
o
c a s e 卜 A ( ￠ 1 2 0) 水面形図
図中の点線は暗渠の埋設位置
=
.
｡
T
r a 【s
.
J S ID R E O ct 1998
.
三次元的視点からみた暗渠排水の湧水処理効果
/
y
1
1 o
Y
｡
0
.
41
■
′
:i
･
1 o
･
匡∃
0 8
O 8
.
･
O 8
･
o 6
雪:
Q
o .
0
6
･
至
o .
.
0 2
6
.
.
0 I
.
･
Q 2
1
0 2
0
.
0
0 6
.
o 2
0 2
･
0 4
･
0 8
,
y /y
( b)
v
o 8
e さ
･
o
C
a s e
.
■
o
'
- B(
I
･
ト0
.
I
,
￠
6
/X
〆
x
0
( a)
4 ) 1 2 0) 水面形図
0 4
.
O
0 6
.
Yj 0 8 0
=
.
( C a se
I
0 8
.
- B)
/ X
｡
/ X
.
1 O
.
.
での等水位線図( ￠ 1 2 0 )
=
.
=
.
y
図中の点熟ま暗渠の埋設位置
*
0 2
/ Y
｡
1 0
.
巨∃
0 8
.
1 o
･
1 o
･
O 8
0 6
･
.
O 8
0 6
･
萱
::
.
I
0
6
0 4
至
0 2
･
.
.
o .
.
0 2
.
･
0 7
O 2
1
0
.
x
0
0
0 ∼
,
0 4
0 6
･
y /y
Q
c
( c)
6 .
o
.l X O
/
〆
∫
￠
･
( b)
0 8
･
I
-C(
･o
ト0
4)=
e
C
<
1 2 0) 水面形図
,
=
C
=
.
図の
=
1
･
O 8
o
=
.
.
d C
an
･
a se
I
C
-
(Y d
0 6 0)
-
.
範囲での地下水位の変動を検討するため
-B (
I
a s e
.
等水位線
比較
卜 B ( Y j 0 8 0) と C a s e 卜 C ( Y d 0 6 0) の場合 >
o f C o I 止o u r li n e o f G r o u n d w at e r i
n ca se of C ase
as e
I
1 0
.
卜 C ) での等水位線図( ￠ 1 2 0)
as e
.
C o m p ar i s o n
I B ( Yd 0 8 0)
o
･
O 6 0 (C
0 8
.
.
この
1
.
F ig 1 0
図中の点鰍3:暗渠の埋設位置
*
YTf
0 6
0 4
.
v
1
as e
2
･
o
0 2
を示した
Y
C
｡
0 8 0)
=
d
･
C
,
卜B では
a s e
a s e
I-C ( Y
0 6 0)
=
d
暗渠先端部分 (
､
F ig 1 0 に
､
.
等水位線
の
.
y / y
o
=
o
o 2 0)
-
.
･
O
o 6
萱i
･
8
Q 6
の
C
水位低下は 0
I IC
a s e
でも
.
65 か
ら0
.
53 と
約 10 %
暗渠先端部分 (
､
y
低下を示して
の
/ Y
0 40
=
o
いる
0 2 0)
-
.
低
の
.
･
o
ら0
Q
程度と
L
0
･
o .
.
0 之
至
下は 0 67 から 0 5 3 とほぼ同程度である.
0
･
2
･
20 以上
､
したが
離れた (
暗渠先端
っ
て
､
C
渠の効果がカバ
O 2
1
o 2
D 4
.
;
f
.
I
0
l
p
XO
l/
Y
ー
/ y
=
o
o 20
0)
-
.
半分以下にな
卜B
の
場合
I ID ( Y
a s e
効果が非埋設部分をカバ
ー
=
d
｡
C
､
0 4 0)
.
I -C
a s e
の
できないため
､
とさらに Y
場合には
y
=
d
0 80
暗渠
､
-
.
で急激な水位上昇を生じるものといえる｡本実験では
･
di r e cti o
n r a ti o
t
o
G
ro u n
d
w
&t e r
方向埋設率を 0
の
影響
S
rfa c e
u
求められて
い
.
20
0 60
,
､
Y
単位で変化させたため明確な埋設率が
ないが
､
このような埋
設率の存在範囲を示し
たことは三次元解析の大きな成果である
｡
農土論集1 97 (66-5)
%
5
暗渠の非埋設部分を暗
､
できるのに対し
C
部分は低下量が
ている
っ
暗渠か
､
.
方向埋設率の自由地下水面 -
Y
ect of
.
･
y
の
a se
方向埋設率小さい
-
*
E
a 8
0 8
.
C a s e I - D ( ￠ 1 2 0) 水面形図
図中の点熟ま暗渠の埋設位置
( d)
･
･
o 8
o
y /y
F ig タ
0 &
l
しかし
.
809
｡
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
42
y
方向埋設率 (
が
)
Y
d
.
率が
めると次のようになる
｡
① 暗渠の
方向埋設率 Y
Y
0 60
=
d
急変する埋設率が存在する
②y 方向埋設率
Y
0 80
=
d
0 80
-
.
.
Y
-
1 00
間では湧水個所上に暗
の
.
､
.
C
､
a s e
II - A ( Y
とC
1 0 0)
=
d
.
における等水位線( ￠ 1 2 0
でC
.
位線図の傾向を比較すると
Ⅱイ ( Y
場合) を示した
の
=
a s e
Y
､
=
d
･
両者の等水
｡
1 00 である C
､
暗渠の全体が効果的に機能していることが分かる
れに対し
Y
､
あるCa
< 1 00 で
d
.
部分で等水位線が密にな
に大きな差を生じて
,
暗渠の機
しているのに対し
1 00
=
d
の
･
Y
､
< 1 00
d
･
1 00
=
d
の
.
条件を満たし
に埋設されていることはきわめて少なく
｡
漢
,
Fi g 1 1
1
,
Ⅱ- C のように暗渠先端部分での急激な水位変動が
したが
o
て
っ
砂質土など透水性
､
暗渠排水の設計にお
､
いて
,
低下と同時に暗渠先端部近傍で生じる水面勾配の
の
｡
こ
｡
II - C の象合は暗渠の先端
4
､
このよう
｡
方向埋設
Y
､
｡
Y
変動に十分注意をはらう必要がある
ており両者の水位変化の債向
っ
いる
s e
a s e
水位
方は中央部の暗渠に対してほぼ平行な状況で水位が低下
し
具体的には-
大きな土壌での湧水処理では
の
Ⅱ- A の
a s e
.
･
暗渠が Y
､
存在する場合も見られる
0 6 0)
=
d
､
場合には
< 1 00 の
d
ことが分かる
通常の農地では
｡
暗渠0 ) 奥行きが湧水処理効果に与える影響
Fig 1 1 に
Y
､
このことから
｡
場合には暗渠の先端部分が主に機能しているといえる
の
永個所上
.
場合と
場合には暗渠の全面が機能
渠を埋設した場合と同等の湧水処理効果を期待できる
3 3
の
.
d
能に違いがある
地下水位の
､
｡
1 00
-
間に
の
.
ある場合も同様である
1 00 で
地下水位に及ぼす影響をまと
,
な傾向は
他の
､
Y
d
結論
.
<
本研究では従来の暗渠排水の概念に暗渠の奥行きを加
,
/ Y
y
I
.
｡
えることによ
0
て
っ
三次元的視点から湧水処理工法の効果
､
や自由地下水面の全体的傾向を検討した本実験により得
｡
圧]
0 a
.
られた結果を要約すると次のようになる
① 自由地下水面は
､
元特性が認められる
0 6
｡
湧水個所上に頂点を有する顕著な三次
｡
.
②暗渠の
方向埋設率 ( 埋設間隔)
X
方向埋設率 ( 奥行き) が Y
0 I
.
=
d
0 60
③湧水個所のポテ
0 6
.
.
率
0
/ X
x
0
0 2
0 4
.
( a)
c
0 6
.
Ⅱ- A ( Y j l 0 0)
=
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0 8
.
.
I
.
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-
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.
X
=
d
0
1
足すれば
.
0
O 50
-
､
.
y
1
.
･
Y
､
範囲に地下水位
の
･
_
平均地下水位はほぼ
④ y 方向埋設率が
｡
0 8
.
Y
d
< 1 00
の
.
O 80
-
d
1
-
･
定値を示し
一
､
1 00
Ⅹ
方向埋設
の
条件を満
湧水個所上
､
場合
て
､
暗渠先端部分で
､
￠ > 1 20
の
.
排水計画を考える場合には
湯合)
っ
く
その勾配にも十分な注意を払う必要がある .
､
､
､
の
水
｡
し
水位変動だけでな
たが
本論文で示した実験結果は
[聖
.
1 00
-
･
に暗渠を設けた場合と同等の湊水処理効果が得られる｡
0)
0
0 6
0 50
ンシャル値が￠ ≦1 2 0 では
面勾配が大きくなる ( 本実験では
/ Y
=
d
｡
Y 方向埋設率 Y
､
0 80
-
.
が急変する埋設率が存在する
0 2
が X
自由地下水面の三次元的な
､
特性を明らかにしたほか暗渠排水の三次元数値解析を進
､
める場合に
0 6
.
､
暗
渠の
透水性や大気との連動などの境界条件
を検討するための基礎的デ
0 4
タとしても利用できる反面
ー
c
.
今回は水面形全体の僚向把握に主眼をおいたため条件が
0 7
の対応を考慮し広
基礎的なものに限られ実際の現場と
.
､
0 2
範
.
囲な展開を図る
x
0
0 1
0 2
0
(b)
C
Ⅱ- C ( Y i 0 6 0)
=
a se
0 6
.
.
.
0 8
.
/ X
c
等水位線図( ￠
=
l
.
引用文献
2 0)
等水位緑園の比較
0 0) と C a s e Ⅱ- C ( Y d 0 6 0)
-
.
81 0
加藤
幸
,
長谷部次臥
角野三好 ( 1 9 9 7)
.
.
･
-
｡
:
広がりをもった湧水
=
=
as e
｡
.
の場合>
Ⅱ- A ( Y j l
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C a s e II A ( Y d- l 0 0 ) a n d C a s e Ⅱ C ( Y d 0 6 0 )
<
今後の課題として残された
,
1 0
.
F ig 1 1
.
ことが
=
･
of
-
に対する遮断層工法の効呆に
法に関する研究 ( Ⅱ) -
,
つ
て
一農地における湧水処理工
農土論集 18 8
,
pp
2 7 33
-
･
T r a n s J SID R E O
.
. 1 998
ct
､
三次元的視点からみた暗渠排水の湧水処理効果
加藤
幸
角野三好
,
長谷部次郎 ( 1 99 5)
,
処理工法の基礎特性につ
関する研究
農土論集 17 9
-
,
遮断層を用いた湧水
:
〔1 9 9 8
て一農地における湧水処理工法に
い
pp
農林水産省構造改善局 ( 1 9 7 9)
,
4
.
受稿
.
1 99 8
,
8
.
24
.
閲読了〕
.
,
以内
土地改良事業計画設計基準一
:
2
.
〔この研究論文に対する公開の質疑あるいは討議(4 0 0 0 字
7 9- 8 5
.
43
農業土木学会論文集編集委員会あて) は
,
1 999 年 4
,
月 24 日まで受付けます〕
.
計画
￣暗き
ょ排水
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農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
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農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
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*
* *
安部征雄 *
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筑波大学農林
工
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305 8609
学系 ( 〒
農業の生産性
､
社会経済の状況
､
茨城県つくば市観音台 2
デルを用いて 2 地区の畑地帯を事例に
旨
､
相互の関係を定量的に評価する
､
時系列的に地域の評価を行った
時間的にどのように推移してきたかを把挺することが可能となった
､
ーワード : 地域評価手法
農土論集1 97 (66-5)
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この結果
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農業農村整備
､
とができた
こ
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また
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こ
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それぞれの地区の三者の関係が
今後指標の内容など改善すべき点はあるものの
それぞれの農村地域における状況を客観的に知ることができ
方向を検討する上で有効であることが判明した
キ
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水質環境の保全という三つの視点から農村地域の状況を評価する手法を研究した
都道府県単位に 2 4 個の指標を用いた主成分分析により
このような評価手法により
ト2 )
-
茨城県つくば市天王台 1- 1 1)
305 0006
-
要
吉田弘明*
*
､
､
今後の農業農村の整備の
｡
主成分分析
､
農業活力
､
経済活力
､
水質環境度
82 3
農業土木学会論文集
T r aロ s
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∫ S 1 D R E
N o 197 p p 5 7
63 (19 98 10)
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軽部重太郎
*
茨城大学農学部
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臨界凝集濃度
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鈴木啓克
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のアルカリ性での C C C は
陽イオンに関して N
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我々は前報 ( 軽部ら
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その分散凝集挙動と荷電特性を測定し
基本的な性質を考察した
その中で
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これは
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集の境界の電解質濃度
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を予測できる可能性を示した
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その意味で
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w
理論でアロ
しかし
農土論集1 97 (66- 5)
.
フ
ェ
ンに
,
Fl
o
c
･
1 9 6 8)
et
同じ関係
.
) は常に凝集
･
ンの C C C は脱鉄
ェ
点が高いことに対応
を調製し ( 軽部ら
,
処理 (
W
eh r a
ad a
フ
.
ェ
ン
を用
い
.
J
l
r e en
分散させ
晶質成分の溶解法の 1
re e nl a n
d
p H
,
この
,
お
,
であるが
2 % N
.
a2
脱鉄処
,
ことか
ら
ロ
フ
凝集領域である5
ンの
ェ
試料かアロ
鏡で確認した( F i g 1 )
.
フ
際に土粒
W
ad a
a nd
2 %
N
6 に
a
2
フ
OⅡ
a
られ
い
C O3
ン
ェ
を加え
調整した
.
ある事を透過型電子顕微
ンで
ェ
-
50
処理は非
透析中にアロ
.
OⅡ
理の
脱鉄処理に続けて用
,
a
C O3
透析液にⅡ Cl または N
,
N
,
クス径
-
に
よび 2 %
をして
前者の手順から脱鉄処理および
,
をア
1 9 6 0)
,
ロ
.
ci t r a t e
a
-
叫 1 9 7 0)
a
処理を除いて作成したものである
て
E C O3 N
酸を除く働きをする (
ン
1 9 7 0)
,
後者は
.
エ
a
-
遠心沈降法でスト
,
つ
トック試料とした
ス
a ck s o n
と非脱鉄ア
ン
ェ
S 20 4 N
a2
.
2 2
好界凍集i& 度 ( C C C )
.
各アロ
k
m
ol
1
m
フ
3
ェ
の N
ンのストック
a
Cl
,
K Cl
,
の測定
試料を区分して
N IL C l
,
各
M g C 12
時間づ
つ
,
て平衡外液の電気伝導度を0 5
m
を用いて2 回
,
1
.
そこで本報
C C C
,
フ
ン
ェ
いて
d G
an
N
d
a n
ロ
1 9 9 8)
以下の粒子を採取して作成した
m
また
al
C C C は不
対する各種電解質の
,
フ
ロ
で
その
を測定した例はなく
と比較した例もな
さまざまなp H のもとで測定し
る計算値と比較した
C C
の荷電ゼ
n
特に土壌の粘土を対象
純粋なアロ
もとで幅広く C
D L V O 理論による計算値
では
,
s o
,
ロ
2
ヰ
ン拭料
ェ
子に吸着したク
とする場合にはその試料の中味を十分に吟味することが
･
g
･
p H 9 にして
る
または凝集値 (
,
かの条件で測定されており
はそのデ
必要である
ン
N a2 C O 3
分散凝集に
,
アロフ
ェ
また
,
1
.
G
ンの
ェ
ul
c o ag
理論を適用して理解することも可能と
を含む粘土の
2
理論
が凝集しない場合には
ン
al
ン
ェ
D IV O
,
よる脱鉄処理 ( M
ア
,
.
ェ
v
LV O
M
,
非脱鉄ア
･
前者は鹿沼土を有機物処理
臨界凝集濃度 ( 分散と凝
ンの
ェ
関する性質をより明確に把握する事ができ
ア
方
一
.
明らかに荷電特性に対応する挙動を示す事か
,
た
っ
･
試料と実験方法
フ
イモゴライトか
,
て単純ではないと考えられた
そして
･
a2
鹿沼土の生土から純粋な脱鉄ア
懸濁状態で
,
,
ロ
価対称電解質
1
.
が2 価のとき ( C
ン
荷電特性
.
2
.
っ
恰もとで楓定した
I
非脱鉄アロフ
,
,
1 9 9 8)
荷電特性に対して特異的な凝集を示す事を確かめたそ
のイモゴライトの分散凝集挙動のメカニズムは
形状な
どの影響もあ
)
.
臨界凝集濃度 ( C C C )
,
･
イオンの水和半径の順序に対応した
,
対イオ
2
ンとイモゴライトについて
,
をさまざまなp
となり
･
た
た
っ
21 1
-
の大きさの凝集体として水に分散しているという条件で D I V O 理論で C C C を予測し
n m
Cl の測定値にほぼ
a
フ
アルカリ性で若干低か
,
黒ボク土を構成する主要な粘土鉱物としてのア
の
N =
,
はじめに
.
で
.
'
副イオンのイオン種やイオン価による C C C の違いはばとんど見られなか
･
ア
いても見られ
つ
a･ ,
*
旨
に対する各種電解質の臨界凝集濃度 ( C C C )
ン
ェ
中石克也
･
茨城県稲敷郡阿見町中央 3
要
純粋なアロフ
*
を
その値をD L V O 理論によ
10
c m
3
,
判別困難な場合は2 5
た付き沈澱管に各試料を取り
,
電解質を種
々の
濃度に加え
,
N aN O3
,
N
それぞれ
,
a
2
S O4
振畳処理した後
S
･
m
1
,
C
a
C 12
皿
3
,
透析し
以下に低下させた
または5 0
,
,
1
.
のネジぶ
前処理した電解質と同じ
同時にその電解質に対応す
る酸またはアルカリ ( K Cl に対しては H Cl または K O H)
8 25
杏
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
58
を
シセル
(I)
d er W
v a n
,
Y T( x) (I)
al
a
静電気的な反発ポテ
,
引力ポテ
s
()
x
;
'x '
=
(x,
;
T
v
v
(1)
R
乎
且
{l
n
∼
e
p'
x
志
･
一
( 2'
'}
K X
-
言【志
^
.
.
( a ) ＋ V A( x)
V
泌)
l
を V A( x) ( J) とすると
ンシャル
対称電解質の場合に次の関係式か与えられる
V
を
ンシャル
･
. n･ 1
c
2
有
若
一
},
首
( 3)
ここで
a
｢巧市有訂
￣
刑g
･
1
T
由si o
皿 5 m
a 皿o p
h
cl e c ( r o n
n
mi
gf aP h
cr o
of
d
efer n te
￣
￣
.
A
:
の
逆数 (
Ⅰ血
=
r
(
ただし
か極鰍
を調整して
低い (9
こ
0 5 kg
7n
.
,
濃度の懸瀦液にした
の
.
8 g
･
Ⅱ1
3
)
のでN
M g( 0
凝集
,
K 1)
(
もの
視により判別した
を分散として
また
.
をp I王の読み値とした
ポ
ス
ト光を当
ッ
目
てて
そのときのp E を測定してそれ
,
,
ロ
フ
ェ
単位粒子の粒径は
ン
水中では直径
てい
100
500
-
n
2∋
)
zi
.
-
m
∋
)
)
n
,
は電気
･
k
,
重層厚さ
二
p a 工k s
.
1 99 5)
,
c)
1
.
イオ
i
:
B
:
E での
価数
ンの
olt
2 9 8 K)
-
jYA
,
M i こi
,
定数 ( 1
a n n
A
:
v o
g a dro
イオンの
モ
23
I
3 S x lO
.
-
.
表面電位叫は
それらを代入すると
,
.
表面荷電密度
,
(
q
3
) から
-
m
C
1
m
2
) と
次の平板扶
,
.
筈
-
{
試料のス
3 5
5 0
-
.
である机
皿 m
.
a > >
1 の
の N
Cl
h b
1
.
1 9 9 6)
,
は5 0
今回用
.
a
溶液で
=
a
10 0
とすると r
m
Jl
るのでこの条件を満たすと見なせる
なお
.
表面電位を求める式も与えられているれ
a
ま
い
.
とな
10
=
それはすペて
ロ
フ
は使えない
ー
それらかゆるく凝集して 1 0 0
散している
-
このような凝集体は
.
粒子のミクロブラウ
られる ( 金子
･
荻野
運動によ
ン
9 6 5)
1
,
質な密度をもつ球と見なし
v e rb e ek
して C C C
,
を予測した
の厚さに比
テンシ
1 9 9 1)
ャ
北原
1 9 4 8;
ル
べ
エ
渡辺
,
,
般に水中では構成
( 軽部ら
19 7 2 ; E
ていると考え
っ
この
,
(V
凍集体を均
ez w e
1 9 8 6)
l e 皿 e ZI Z ,
電気
,
a Jl
y
d
を適用
二
重層
体の
ン凝集
ェ
した各ア
て丸ま
そこで
水中では
程度の大きさで分
ような場合には
この
.
一
.
,
フ
ロ
.
19 9 8)
実測値 ( 脱鉄アロ
ロ
フ
ン
ェ
ニ
ら求めた
わり
.
と
フ
63 6 × 1 0
また
,
,
,
値が 15
て
両者の境界の p
を用いて
,
at a
et
al
”
19 9 5 :
以下のように計算される
x
(
)
也
の
園数として
,
中石ら
,
.
ト
ー
タルポテ
ン
m
( 1) ( 2 ) ( 3 ) 式のポテ
その
式 (Iw
3
,
,
2
7
:
N
Cl を用いて実測
a
から得られる正味荷電
EC
水分吸着法による比表面者の
3 1 ×1 0 3
k g 1)
2
Jn
( 軽部
･
ェ
M
.
ンの
kg
･
1
表面電位は p
非脱鉄ア
;
阿部
･
1 9 9 5)
,
Ⅱによ
っ
電解質濃度によっては変わらないものとした
,
ので
の
ン
ユ
アロフ
ネルギ
ー
B ET
,
0 02
.
とC
ンの A E C
ェ
x
を順次変えて
ンシャルは表
Y T 仁)
の
ッ
E
面間距離
最大値を求めた
k T 以上の時ほ分散
グラフにプロ
ア
.
ように内部にも荷電か存在する場合に
表面荷電密度は
.
て半径か十分大きい場合の球状粒子間のポ
粒子表面聞距離
8Z6
･
.
っ
LI J Tl
D L V O 理論
,
O
50 0
n m
,
球状粒子の
,
したごく微小な団粒も含まれると考えられる
ン
ェ
以下なので
皿
もとで球状粒子にも有効であり
荷電が球の表面に分布する場合にのみ有効であり
フ
クス径
a
ol
m
3
･
の
ロ
ト
l
el
c
意
( 5)
}
その中には単位粒子ばかりでなくそれらかいくつか結合
い
r
,
ルクのイオン濃度 L2 ( イオン数
政子に対する式で求めた
.
(4)
1 6 0 × 1 0 19
A
,
絶対温度 (
:
計算
の
程度の凝集体の状態で分散し
m
ることが分っている ( E
たア
J)
式の大部分は定数なので
各p
バ
l
･
鶴 : 表面電位 ( Ⅴ)
.
20
1
( 4) 式で表される (S
,
電気素量 (
:
この式は K
ア
2 × 10
)
J
1
.
埋削とよる嘩界凍集濃度
D L V O
･
m
はイオン価とイオン濃度の関数になる
恥
3
.
9 5 × 10
.
8
-
･
bT
02 ×1 0
T
4)
その 2 4 時間後に沈降面が確認できたものを
できなし､
,
.
p Ⅱ を安定
.
再び1 分間手
.
で
ル濃度 ( k rn ol
.
は啓解度
叫2
O Ⅱを用いた
a
させるためによく振って 1 日放置してから
でよく振り,
a
,
M B C12 に対応するアルカリの
,
)
E
ただし
3
1
-
孤
d
a n e
･
定数 ( 2
ak e r
m
2 5 × 10
-
10
空旦空些塑 )i
ー
敬 (6
加えてp E
水の誘電率 ( 6
:
s
,
粒子半径 ( 5
･
･
.
未満の
∫
.
か
て変
,
関数な
の
そして
,
ときは凝集とし
とバルクの電解質濃度を読みとり
トして
,
,
それを C
計算植とした
C C の
T
ran5
.
J S ED R E O
ct
.
1998
.
ア
ロ
フ
ンの
ェ
結果と考察
4
酸性ではアロ
対イオ
4
駄界凝集iB 度 ( C C C )
1
･
脱鉄ア
2
フ
ロ
に示す
脱鉄アロ
.
とき凝集して
3
･
m
で
ンに対するN
ェ
いた
フ
Cl の C C C の
a
■ ( 凝集)
,
えて凝集した点を ●
( 荷電モノし濃度
なお
.
よる計算値で
価電解質の場
Fi g
,
これに
,
非脱鉄アロ
フ
の C C C
いては4
s
3
.
に示す
l
T
･
bl e
a
l に
()
た
Cl)
a
分
この
ol
m
2
.
ンの
は脱鉄アロフ
ェ
ンより
でやや低い
こ
れは
P Z C)
4
陰イオ
( Fi g
をもつ
として
ン
s
ンについて
2
･
ので
Cl
4)
-
脱鉄アロ
.
また
.
をと
p E
,
Fi g s
(
て
っ
で
を
アルカリ性ではアロフ
.
陽イオ
,
ンが
対イオ
と反対符号をもつイオン)
K
>
'
'
NIL
>
うことは
い
とで
b
順にな
凝集す
,
,
0
.
36
n
イオ
,
近しにくい
m
s
.
5
とC l て
解質を
なIt た
'
N
,
et
al
.
N
.
ア
も
a
ェ
ンはC
しただけで
,
N
,
'
0
デ
の
n
,
C C C
m
タは
ー
接
へ
が高く
ンは
ェ
M g C12
,
O H でp H
2
Fig
農土論集197 ( 66- 5)
2
.
したと考えられる
.
の N
a
Cl
9
.
ている
l l)
-
非脱鉄ア
ロ
1 9 9 8)
こ
,
も基本的に
ただし
.
フ
値
C C C の
,
アルカリ性側
,
荷電ゼ
ンの
ェ
とに対応する
点
ロ
.
陰イオン種と C
,
8
非脱鉄ア
ンと
N OB
,
フ
ロ
なる
が
-
なので
ンは正の
ェ
p H
.
4
0 34
n
.
m
,
いて比べる
荷電をもつ
の
における C C C
-
Cl
,
Cl
>
順に
の
･
か 0 33
･
n
.
m
離液順列の関係が陰イオ
,
ン
.
フ
N
,
a
2
SO 4
酸性で完全に凝集した
ンは
ェ
ロ
フ
ンになり
ン表面か
ェ
N
,
で比較すると
'
a
負の荷電をもつ
をもつ電解質の
フ
陰イオ
,
bl c l )
a
ンでは
ェ
フ
ロ
ェ
ン
表面の
的に吸着して( B
o lt
脱鉄ア
表面の
ロ
C Q か関係を
.
C C C
ので
( Fi g
,
s
.
は陰イオン種が異なってもほぼ同じ値になっ
非脱鉄アロ
4
.
フ
ン
ェ
ンか 2
al
et
.
.
アルカリ性で N
,
鉄やアルミ
,
価の場合でもほぼ
1 9 8 0; R
j
a
.
9
1 9 7 8)
,
Cl に
a
l l)
,
2
ウムにS O 4
ニ
a n
がN
S O4
a2
F ig s
.
が特異
･
見かけ上非
,
か増加したためと考えられる
CE C
C C C の洲定億とD L V O 理論による計算
.
M g C1 2
H 8 5
フ
す
その場合
,
ンは
溶液の条件に近くなって分散
a
ェ
5 0
=
た
.
,
-
s
.
で (
,
1
価対称電解質の D
脱鉄ア
フ
ロ
n
e
et
ン
ェ
,
表
L VO 理
と非脱鉄アロ
測定値に重ねてF i &
2 , 9 の特にアルカリ性側で
.
250
b
また
.
Cl の C C C
s
.
2 , 9 に示
測定値は粒子半径
,
として計算した 2 本の曲線の中にほぼ入ら
m
いるアロフ
が高いとき直径 1 0 0
a ru
.
,
a
値との
表面荷電密度をF i g 1 2 に
計算値を
るN
水に分散して
E
H での
1 3 に示す
C C の
ンに対す
Fi g
.
各p
ンの
ェ
論によるC
以
.
フ
ロ
面電位をF i g
溶解度か低くて使え
.
の違い
比べて凝集しにくい傾向が見られた (
ア
を上げたためである
ロ
同じといえる ( T
処理 ( 表面荷電を
の
s
これは離液順
濃度か低いとき p
これは M g(O q
,
8)
,
p H
.
水
ンの
33
.
その後透析して余分の電
,
p H
.
.
か対イオ
7
,
た
大きいと
イオ
a
比較
C1 2
6)
-
が少し小
酸性で大きな凝集効果をもち
ンは
N
は
昇に伴う陰荷電の増加に対して増加する対イオ
なので
.
大きな凝集効果をもつ
a
( Fig
はわずかであるが N O3
も見られた
価の陰イオ
2
アルカリ性で完全に凝集した
,
フ
フ
ロ
,
酸性側でやや高く
,
1 9 9 6)
,
a '
a
_
.
丑i
v
表面荷電
水和半径が
1 9 8 0)
,
K Cl の C C C
をもつ 1 価対称電解質につ
差
,
'
C C C が
.
は
アルカリ性ではア
水和半径が大きい方が粒子表面
o lt
2
.
表面荷電と同符号のイオ
;
場合と似
対イオ
負の荷電
C C C
の
ンが
o 皿;
i
であることから ( N IV
B
o n
酸性ではア
.
ンは
ェ
e r
いて
つ
a
＋
水和半径は
.
( F ie 8)
いて比べる
電解質が必要というこ
ンの
ンはアルカリ性で
.
上で分散したが
ないので
2 ,7)
.
で処理したア
,
4
飽和)
除いて
処理したアロ
a '
1)
c
関係を
.
6)
,
t
電気的相互作用か弱くなり
価の陽イオ
(F i g
N
bl
イオ
'
K
,
ンの
ので
列に対応する
p H 上
&
皿
p H 8
.
るのに多くの
なったと考えられる (
C a2 '
た (T
っ
h vi l も 1 9 9 6 )
r a el a c
ないか)
2
となる
0
よく分散していることを意味する
和半径か
(
の
(
ン
i
-
ンについて
ェ
T a bl e 1 )
2
⊂C の
フ
陰イオ
,
(
酸またはアルカリの濃
陽イオン種とC
,
0
ン種によるC C C
陽イオンとしてN
各電解質
,
C C C
をもつ 1 価対称電解質につ
･
.
陰イオ
3
.
陰イオン程によるC C C の違い
ェ
(
が高い (軽部ら
( I s r a el a c h
フ
l のように
ンのC C C
ェ
.
脱鉄アロ
s
が
･
.
は脱鉄アロフ
に
4
( Fi g
Cl
,
である陽イオンか 2 価の場合でもほぼ同じ値になっ
ェ
(
e
ン
フ
｡
C C C
ので
ても大きな違いは見られない
っ
T abl
,
荷電をもつ
をもつ電解質の
ロ
を加
.
で示した数字は
,
Cl
,
￣
副イオ
,
非脱鉄ア
電解質の種類を変え
,
ン表面か正の
ェ
倍したモル濃度)
と 8 の
調整しただけで凝集した試料の
度である
創ま2
4 で述べる
p Ⅱ4
,
ン)
｡
てp E と
っ
電解質濃度は
.
1 1 に示す
-
を比較するために
T able
.
場合を含め
て測定した結果をF i g
ol
m
2 に措かれた曲線は D L V O 理論に
.
つ
ンの
ェ
ある
C C で
さいほかは
その
,
を加えてい
分散した点を○ で示した
,
2
,
で表示した
O H)
れに中性電解質 ( N
こ
.
散と凝集の境界の濃度が C
3
a
なり
ンに
で比較すると
4
.
そこを起点として酸ま
.
と □ ( 分散) で示した点に沿
電解質濃度が変化する
･u
9 で
.
たはアルカリ ( この場合はH Cl またはN
くと
.
またその点の電解質濃度は 0 0 3
･
フ
は陽イオン種か異な
測定結果を Fi g
初期条件の p Ⅱは5
ンの
ェ
の洲定結果
ほぼ蒸留水の濃度である
,
59
臨界凝集濃度
al
.
,
n
m
,
1 9 9 6)
ェ
ン凝集体の
中性付近では
,
高pIIで
a
=
大きさは
5 00
50
n
n
m
,
,
p Ⅱ
前後なの
m
中性付近で
827
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
60
a
=
25 0
n
も完全に
致しない
一
のは
を測定したア
A BC C EC
,
れ
計算値をとればより実測値に近づく
の
m
C C C
,
フ
ロ
を測定したアロ
( 軽部ら
ン
ェ
なるとP Z
策が不完全であったためと思われる
を少し右にずらすと
今回C
.
Fig
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.
2
,
フ
ロ
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なお
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ンよりもや
ェ
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召
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戦
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,
音
と
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,
Cl
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以外の 1 価対称電解質の
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十
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く
を測定した
ていたと考えられる
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くJ
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●
C C
ことから
ンの P Z C はC C C
ェ
●
音
その事に対する対
,
.
同じ
.
o
.
O
■
▼
ンは保存
ェ
全体に計算値に近づく
,
を測定したア
A E C とC E C
フ
ロ
変化することがある
Cが
計算値と実測値が少しずれたのは
の
ア
,
:: I♂
｡
'
のP Z C
た事か原因と考えられる
っ
100
√
己
ンと
ェ
1 9 9 8)
,
土から同じ手順で試料を作成しても
Ⅱ が異
フ
･ l ･
完全に同じでなか
するp
それで
.
C C C は計算値よりも
l
d
0 01
.
低い傾向か見られた
これは
.
C C C の
,
計算ではイオ
3
ン種
5
7
9
11
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ことに対応
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使って計算値を得ることは出来るが
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いろいろ
,
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もとで測定した
ンの
水和半径が大きいほどイオ
オンについても見られた
対イオ
凝集した
.
ンが2
ンの
.
非脱鉄ア
ンより酸性で
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フ
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高く
,
同じ関係が酸性で
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の違いはほとんど見られなか
3
j an
.
価のとき (
副イオ
.
B
,
.
,
a
i st T y
r
-
p p 1 54 1 8 4
,
と粒子間相互作用
とか
が粒子表面に接近しに
ン
er
f a c e Ch em
u
( 印刷中)
eh r a
イオン
.
k
o f a ll o
d C la y
an
中石克也
R
水和半径の大きい順に高くなった
ek
D
,
a rk e n ti n
W
,
S
.
0 4 10 7
1
･
.
a nd
大島訳) ( 1 9 9 6 )
,
.
T
k a is hi
a
s h ap e
19 5 8
.
くくなるためと考えられた
.
またその値を
.
N
,
.
共立出版
価対称電解質のアルカリ性での臨界凝集濃度は
陽イオ
2
･
･
,
.
その結果次のこ
.
.
pp 52 5 4
,
ll o id
o
p p 6 11 73 5
,
( 近藤
.
C
,
北原文雄
対する各種電解質の臨界凝集濃度
理論による計算値と比較した
1
の
ンに
ェ
なp
明らかになった
.
I
,
s o ils
純粋なアロ
D L VO
e
1 96
bi c
1
･
･
とイモゴライトの分散凝集と荷電特他
まとめ
.
杏
P P 57 1 05
,
農業土木学会大会講演要旨 p p 5 8 6 5 8 7
,
軽部重太郎
M
5
b
u
c l a ァs
そうすると2 : 1 電解
,
実験値だけを示した
C C C は
非対称電解質の
且r
な
質と1 : 2 電解質の結果が同じになり実験結果とかけ離れる
,
E
機械的に対称電解質の式を
.
er
な)l e s of
阿部幸浩( 1 9 9 5 )
,
a nd
どの非対称電解質については解析
ため
タ
ン
.
.
( 2 : 1 電解質) や
C12
,
電気的相互作用が強くなるため
1 9 8 0)
k
n c
荻野一書( 1 9 6 5 )
,
吸着特性
,
ek
a b u c hi ,
T
,
じ1 価イオンでもイオンの水和半径が小さくなるほど粒子
表面に接近し易くなり
D
朝倉書店
実際には同
いのに対し
を区別することが出来な
.
,
軽部重太郎
い
ar c el
& i
:
.
M
,
,
.
,
1 76
違
( 1 98 6)
C
.
ili ∫ N
v
第2 版
150
Fll
d
E
.
P
,
ach
s r a el
I
1
D e f er r a t e d
∼
_
-
帆
の
学会出版セ
,
､
-
く匂
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2
pH
＼
50
m e n z
0
＼
”
O
Ci
土壌の化学
:
･
､
･
く弓
'
訳) ( 1 9 8 0 )
50
⊂)
ー
･
,
･
ア
ロ
フ
臨界凝集濃度
ンの
ェ
63
〔19 9 8
3
.
3
.
受稿
.
19 98
,
6
.
ll
.
閲読了〕-
.
〔この研究論文に対する公開の質疑あるいは討議( 4 0 0 0 字
,
以内
農業土木学会論文集編集委員会あて) は
,
19 99 年 4
,
月 24 日まで受付けます〕
.
C
riti c a l
J u t ar
o
C
o a
g
K A R U B E
*
*
(3
F
u o
-
C
H i r o k a ts
,
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-
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y
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Am i
,
St
u
Ib
,
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'
fo
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C
2
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＋
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d
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2
＋
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K
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w
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Th
tr
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i
-
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w
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C C C
1
,
El
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2
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･
,
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w
er
pH
at
C C C
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*
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∇ e r sit y
30 0 0 33 2
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J ap
･
,
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t
ph
ph
Th
･
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･
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th
o
sh o w
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Cl
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t
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-
ロni
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el e c t r ol y
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･
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,
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･
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o
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C C C
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m
C C)
m
N O3
･
n
･
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c e n
I
,
c o n
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all o
s
c o rr e sp o n
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d
c o n
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th
ers e
農土論集197 (66- 5)
e s
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t
c a ti o n s
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M g
,
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C C C
.
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Th
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ph
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K
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N
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th
w
,
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C O n
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D L V O th
c s,
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wi t h t h
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e f e r r at e d
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,
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Cl
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1
,
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th
di ti
c e
.
r
＋
r
.
,
e
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th
e
si z e
.
e o ry
8 31
農業土木学会論文集
T ra m s
. of ∫ S I D R E
N
o
.
197
,
pp
65
.
( 19 98
70
-
特性
10)
.
異なる流域
の
雨水保留量に関する水収支的考察
の
高瀬意次
洪林
米
愛媛大学農学部 ( 〒
*
佐藤晃
米 *
愛媛県松山市樽味 3
7 9 0 8 56 6
-
愛媛大学大学院連合農学研究科 ( 〒
* *
79 0 8 5 6 6
-
1
まず
日後に消滅する直接流出を分離し
3
∼
初期土湿不足量
･
とともに
式から下層
の
1
.
,
直接流出量
浸透継続時間と
,
と
こ
また
,
･
変成岩地帯
,
雨水保留量
,
の
の
関係に
中山間地域における農林地
機能を評価することは
で重要な課題である
解し
て
っ
,
流域にお
水循環に関わる農林地の
,
,
浸透強度
農地造成
,
た
っ
,
直接涜出は
,
ずれの流域においても両者
い
石灰岩地帯の不耕起造成
,
･
,
小さ
べ
さらに
涜域の浸透特性に関する有用な情報を包含して
えることができる
本論文では
流域における降雨
,
流出に注目した
ロ
･
事実
N
‡
at s u y aJT l a
○
･･
-
′
-
-
その特性を比較
,
m
A
C
e
p
本研究では
,
検討した
支的な観
.
以下の 3 試験流域で得られた水文諸デー
Fi g 1 に示す
〆
し
r a s sl a n d
.
c a tc h m
た
これらの流域の位置関係を
.
o r e st c at ch m
.
e nt
c a tc h m e n t
放牧草地流域
2. 1
本試験流域は
e】1t
50 k
各試験流域の位置図
ati o n s
っ
,
J
m
o
北緯3 3 2 8
,
高知県の県境付近に位置し
o f e 冨p e
ri
m
e
n t al
c at c
域は
h
m e n ts
,
的なカ
ドリーネ
･
.
82 h
a
の
石灰露岩
ルスト地帯の中にあ
'
東経1 32
,
19 7 5
,
り造成された面積4
農土論集1 97 (66-5)
いて水収
試験流域の概況
.
タに基づいて解析を行
O
c
直接流出
,
ー
/
F
o
･
つ
′
U p l a n d 丘eld
L
流出
I
r e fc
G
.
･
/
E h
●
Fi g 1
浸透
･
試験流域で観測されたデータに基づき
点から考察し
2
J
ノ
M
年の異常渇
1 99 4
,
蒸発散
地質構造および土地利用の異
,
量と表裏の関係にある雨水保留量に
.
考
総合結果として生ずる直接
セスの
そして
.
いると
.
題のみならず
の 1 つである
とを示した
降雨時における雨水の損失を媒介にして
,
なる3
渇水時における貯水量の回復など水資源
いこ
直接流出特性と表裏の関係にある雨
,
貯水池の洪水調節容量や平地部での湛水時間など洪水問
問題に関わる特性
検討した
水収支
,
など多くの水循環プ
.
流域における様々な水循環過程のうち
,
･
降雨による貯水池の水位回復が大きな関心事
水保留特性は
今後適切な流域管理を考える上
,
,
造成畑地の浸透強度は堆積岩地帯の山林地に比
土湿不足量
,
そして
･
浸透強度を表す 1 次係数は流域間で異なり
荒廃や都市周辺農
の
地の宅地化など涜域の変化が進む中にあ
テムを理
降雨終了後
,
直接流出継続時間を対象期間とする水収支
,
て解析した
い
つ
次に
･
水時には
ス
て
雨水保留特性の遠いを明らかにした
間には線形関係が存在する
ける水循環シ
い
それから得られる雨水保留特性を水収支的な観点から比較
とな
,
_
試験流域で観測された諸水文データに基づ
3
はじめに
近年
5 7)
_
の
放牧草地流域で最も大きく
キーワード =
愛媛県松山市樽味 3
概念を導入し降雨前の表層土湿条件が雨水保留量曲線に与える影響を定量的に評価する
浸透量を求め
の
へ
-
の
各淀城間で
,
5 7)
-
旨
要
地質構造および土地利用の異なる
,
-
武漢水利電力大学 ( 中華人民共和国)
* * *
本論文では
黄介生
ま
一
D
52
愛媛県と
'
,
年に不耕起造成法によ
放牧草地小流域である
･
っ
当流
.
鍾乳洞などが点在する典型
て
,
標高およそ1
,
30 0
Ⅲ
833
の
高
,
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
66
G
G
au
S t a ti o n
ging
o f st r e a m
+
n
o
gi
乱
n
st ati o n
g
o f st r e む n
fl
o w
w
儒
1
2 7 0 Ⅰ℃
,
ヽ
ヽ
1
1
2 80
＼
m
,
､
N
山林他流域の概要
F ig 4
.
千
50
.
in
O
f勺
m
of a
e
g
r a s sl an
d
c a tc h m
一方
ent
S t a ti o n
aug lng
o f s tr e a m
75
n
m
O
ヽ
fわr e st
a
c a t ￠b
e nt
m
春季から秋季にかけて実施された
過去に現地で測定された小型蒸発計蒸発量と松山
,
っ
てペン
ン
マ
式から計算された蒸発位
との回帰式を用いて推定した ( 佐藤ら
m
.
実蒸発散量を求めるための指標となる可能蒸発
,
気象台データによ
o w
r
o
,
量は
G
utli n e
ため冬季には中断し
放牧草地流域の概要
Fi g 2
0 加1
1 00
1 9 8 2 a)
,
.
`
･
2
造成畑地流域
2
.
o
本試験流域は
北緯3 3 3 0
,
南西部に位置する
N
千
積は1 1
￣う
ー
+
_
]
_
10 0
0
は6
m
.
7b
.
l 九a
.
O
u tli n e
of
an
pl
u
d field
an
c at ch m
様
ent
々
流域の概況を
.
この
,
圃場には潅概用の
各
.
イカ
ス
な用途に用いられているが
地に位置するため
る日々が続く
冬季には平均気温
,
降水量は極めて多く
.
比較するとおよそ 2 倍近い値で,
当流域の概況を Fi g 2
.
勾配は急で植生が少なく
され
o
10
.
-
風化
0
レ
15
.
キを含む粘性土からなる
結果でも
,
ほぼ 20
このため,
.
が河川
ることが
19 8 2
)
a
,
過去に行
の深さにその
岩体が認められて
ことなく地下水として
834
藤ら
この
流域末端に設置した直角三角堰
ス
っ
た
.
また
,
っ
た
.
以上の観測は ,
て小さい
( 佐藤ら,
の
観測は
1 9 82 b )
.
谷の収致した流域末端で直角三角堰
,
雨量観測は造成圃場内にて行
っ
ている
マ
ン
,
式から計算された蒸発位との回帰式を用
a s e
t
e
al
,
また
･
,
過去に実測された小型蒸発計
蒸発量と近接する地域気象観測所のデータによ
,
山林
表層
なお,
･
19 94)
っ
て
いて推
ペ
ン
定し
.
の越
雨量観
流量観測点から約5 m 離れた平坦地に設置した
型自記雨量計によ
べ
流域の可能蒸発量は
.
,
.
その耕転深さは約3 0
しかしながら,
.
黒色片岩である
た (K T ak
この
マ
を用い,
流出す
ている (佐
,
流出量
い
.
涜水深を自記記録することにより行
転倒
流域外
-
い
畑地部分での土壌の透水性や浸入能は,
また,
.
地質ば
た電気式地下探査の
っ
極めて小さ
それ以深の土壌の乾燥密度はかなり大き
程度であり,
地部分に比
以深は未
深部には石灰岩
また,
水収支解析から明らかにされ
流出量の観測は
軌も
まで減少している
当涜域における降水量のうちかなりの量
浸出する
-
n
,
.
m
べ
3
い
5
,
,
流域の表層
.
給水栓が設置されて
.
･
この
0
冬季には白菜が栽培
3
c n
,
,
流域内の
.
･
ボクが侵食
.
涜域面
.
表層土壌の乾燥
密度は造成直後で非常に大きな値 ( およそ 1 6 g c t n￣ ) で
￣
営農による耕転などによっておよそ1 1 g c m
あったが
ロ
表層土であるク
に示す
.
の
,
河川上流部両岸斜面の
にはクロボクが広く分布し
m
が存在すると考えられ
る
,
愛媛県
,
造成後に実施した土壌調査によれば
す
降雨頻度も高い
また,
.
C 以下を記録
年降水量を松山と
,
キ混り風化土が露出している
レ
,
に示す
O
'
30
その使用量は降雨量や
,
流出量など他の水収支成分に比
o
Fi g 3
D
うち改良山成畑工による総造成面積
主として夏季に
,
されている
造成畑地流域の概要
F ig 3
で
,
残りは山林地として残されている
,
圃場では
a
東経1 3 2
'
結氷
の
2. 3
山林地流域
本試験流域は
南西部に位置し
,
,
北緯3 3
o
28
'
,
東経1 3 2
o
造成畑地流域から十数k
T
27
m
,
離れたと
. J SID R E
ran s
愛媛県の
'
O
. 1998
ct
ころ
特性の異なる流域の雨水保留量に関する水収支的考察
にある
で
流域の概況を
･
部分
その大
,
地質は
に示す
Fi g 4
.
流域面積は21
.
杉が植林され
にはヒノキや
ている
チャート混じり砂岩粘板岩互層である
,
流出量
.
い
,
雨量観測はこの流量観測点から1 0 tn 程度離れた平坦部 ,
および約 1 k
離れた集落内で行
m
ている
っ
10
a
表層
.
観測は谷の収赦した流域末端部で直角三角堰を用
の
Oh
.
!
1 .
E
.
両流域が十数k
o o
巴
.
こと,
あるいは山林地流域の標高がかなり高いために,
また
.
:; 3
, s ep
0 1
計算に必要な気象データが得られないため
過去に
実a Jr された小型蒸発計蒸発量との回帰式によ
た (a T a k
.
3
a s e
.
al
t
e
1 994)
,
M
16
ay
｡
An
ai ch m
c
.
pl e
a m
e x
of
17
‥2 0
_
讃
18
hyd
r o
g
h d l i ri
rap
n
ハ
イド
st o
a
g
F
0 5
グラ
ロ
i n th
rm
e
例
フの 1
r as
g
lan d
s
o r e s t c a t ch
m
e r)I
U p ] aJl d fi eld
c at cb
m
e nt
.
(
f7
∈
降雨時の流出特性と直接流出量の分離
1
.
･
eHt
召
3
7岩
: 訂 hT
n
e
放牧草地流域における降雨時
Fi g 5
推定し
て
っ
直接流出量の分離と雨水保留特性
.
音
'
1 9 83
流域に近接する集落内と造成畑地流域で
この
T
表
0 05
可能蒸発量
,
は,
t
気象条
涜域の近隣で蒸発位
この
,
c o n s t 2Ln
e c ay
'
⊂〕
.
件に違いが認められる
al d
e nt
40
∃
J
離れている
m
ti
c at ch m
冒
.
-
として設けられたが,
xp o n e n
r a s sl a n d
4>
流域は造成畑地流域に対する対照流域
この
,
G
･
O
ところで
67
F ig 5
雨時の
にはそれぞれの試験流域で観測された降
Fi g 6
,
.
.
イドログラフを示した
-
域と山林地流域に
いるので
示した
いては
つ
このように,
･
異なるが,
ハ
応答
の
それぞれの流域によ
,
得られた多くの出水データに
てその逓減特性を検討した結果 ,
S
e
r a ti o n
pe
べ
す
ての
扇
【コ
0 01
.
18
F cb
.
グラフ
ロ
.
An
流域で降雨終
a
22
20
23
fo
r
ハ
イド
例
の 1
of
ple
e x a m
d
n
19
19 8 3
.
oa
造成畑地流域および山林地流域における降雨時
F ig 6
い
つ
ヽ
c u rv e
4
ず
い
れの流域においても類似した逓減を示すことがわかる
これまでに
･
て著しく
,
￣
盲
o o5
貞
とくに
,
っ
降雨終了後ある程度時間が経過すると
そこで,
′
･
イドログラフの比較を
降雨に対する流出
降雨時における応答は
造成畑地流
,
比較的降雨特性が類似して
,
同時期に観測された
,
このうち
.
o 1
嘗
e st c at c
hyd
lm
ro
g
r a ph
d u ir n g
st o r m
a
in
th e
u
pl
an
d
fi el d
e nt
了後数時間から 1 日程度あとに0 0 2 4 h ー1 の逓減係数をも
.
流出成分
つ
その後
,
流出成分が出現し
1
およそ 0 0 1 1 ムーの逓減係数をも
そしてさらに緩やかな逓減部
,
行することが明らかとな
0
っ
た
したが
.
イドログラフ立ち上がり点 ( A 点)
0 2 4 b ー1 から0
ハ
･
によ
01 1h￣に変化する
1
.
B
を結ぶ曲線
点)
本論で
の
直接流出量は
,
降雨終
出成分を含むことになる
れば
降雨時に出現する応答の早
い
流
なお
の
へ
,
本論では
補給強度を
1 9 95)
によ
っ
一
また,
が
このような
,
の
違
分離法によ
- Q
R
-
D
L
総降雨量
｡
,
,
-
P
-
o
:
直接流出終了時における土湿不足量
直接流出が生じている期間の基底涜
E 1
:
降雨期間中の蒸発散量
定と倣定して得られる近似式 ( 高瀬ら
E te
:
降雨終了時から直接流出終了時まで
F
浸透量
,
っ
て
,
っ
の
統
.
.
また
,
A
.
,
点とB
:
s
s
:
Q
雨水保留量
.
( 1)
直接流出量
ββ
直接流出特性
の
:
流出
直接流出量と
D e) ＋ q t r ＋ E l e) ＋ F
o
異なる流域間で
D
,
その
支関係が成立する
L
いは
農土論集197 ( 66- 5)
R
のような収
R
の
て基底流出量を分離した
両分離法によ
総降雨量の間には次
:
.
点とを直線で結ぶ分離法によ
水保留量)
,
日後まで継続する中間流
的な比較が可能になると考えられる
一
に関わる時間を水収支期間■
に選定すれば,
て
.
直接流出が生起する土層を対象領域とし
R
流域諸特性
,
勾配が
っ
3
の出水
と逓減
したが
-
多く
この
直接涜出量を分離することとした
了 1
,
に対する直接流出量を求め総降雨量との関係を検討した
て
,
上述のような直接流出量の分離法により
と移
部の
っ
出成分のほか
.2
本報告では
て,
っ
点(
-
雨水保留量と鎗降雨量の関係
3
つ
.
,
D
o
:
初期土湿不足量
の
蒸発散量
ても基底続出量を求めた
得られた直接流出量 ( あるいは雨
大きいものでも5 %
程度であ
っ
た
ここで
.
降雨終
,
初期土湿不足量
了日1
β
｡
はそれを満たすに十分な
日後から対象日までの実蒸発散量積算値に
835
.
68
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
等しいと仮定し
か
,
つ
対象降雨が降雨終了時点での土
,
湿不足量を 0 とするに十分な雨量を有する場合には
D
E t e であるから
-
e
( 1) 式は次のようになる
,
(
●
,
5
.
1..
- Q
R
D
R
L
D
｡
s
≦
o
(2 )
＋ E tr ＋ F
B
50
≦0
x
実蒸発散量を何らか
,
ができれば
の
方法で推定すること
足量あるいは浸透量との関係を知ることが可能である
本論では
,
各試験流域の実蒸発散量を推定した
て,
および山林地流域においては
して流域外
れており
-
河川
,
っ
て
っ
この 2
,
つ
の
流域では
づいて月別蒸発散比を求めた
いては
前述のようにカ
,
用が難しt･ので
計算した
Fi g 7
)
b)
,
) らこは
c
,
水保留量は
地流域では
このようにして
,
0
べ
て比
”
T
つ
水収支法の適
b) U pl a
いで山
べ
て小さヤ､場合 ( D
50
,
m ln
の総
降雨量に対して
っ
各試験流域の上
,
･
には
”
(ゴ
となる
,
ロ
強度が大きい
ほぼ同
,
草地流域が最も大きく
この
･
) F
c
D
0
一
っ
は,
工による造成
al
i s i n iti al
s
h￣の
l
h
f:hll
200
(
m
e r[t
m
i
o
o
n
b
s hip s
il
m
et
oi st u r e
w
e
en
t o t al r ai n f all
d eficit
a nd
R
nd
a
is t o t al
し
.
の雨
,
r e t e n ti o n
r a
in
fall f o r
a
st o r m
.
,
-
の
･
石川県における山林地流域と山
,
およそ0 0 5
.
また
,
.
これらの
今後
,
,
造成法
の
違いを含め
･
検討する上
な情報を提供していると考えられる
,
この上
特性を示している
は
,
･
流出の立場からは
て
で
,
貴重
.
,
累加雨量と累加保留量の関係
洪水流出解析の際の有効降雨推定の手段として用い
,
.
様々な
,
下限包終線は別の意味で興味ある･
従来
.
られてきた ( 例えば
る
最
本論で対象とした山林地流域の特
,
流域における雨水保留特性を比較
ところで
の
最小値は4 5 m Tn であることが示されて
,
値は
性に類似しており
･
両流域
,
総降雨量1 0 0 m b ) に対する雨水保留量
次
造成畑地流域の
農地流域を対象に
.
いる
浸透
そして
.
水保留量にはそれほど大きな差が認められないとし
大値はおよそ 8 5 In m
涜域の表層が火
て直接流出量を分離
っ
留特性を比較した
両涜域の雨水保
い
放牧草地涜
て下層
,
逓減係数をもつ逓減部によ
ている
様々な要因によると考えられる
地域に位置する山林地,
o r e s t c a tc
n
総降雨量と雨水保留量の関係
R el
.
.
主として土地利用の違いによると考えられる
階段
836
ト地形の中にあ
ことなど,
田中丸ら (1 9 9 4 )
成工
ス
IOO
.
ボクに覆われその土層厚も大きいこと,
あるいはカル
O
Fi g 7
不耕起法による造成のため表層土壌特性の変化が小さい
違いは
)
-
T o ta l R ai
既に永井
下限包終線を比較すると
,
'
,
初期土湿不足量
造成畑地流域の順となる
,
m
'
/
/
雨水保留量が
.
て異なることは
のは
}
u
およそ 2 0 fnTn の
,
ニj
山林
,
ほぼ総降雨量に等しい
林地流域
,
∼
･
初期土湿不足量
,
いても放牧
山灰であるク
一方
en
4
初期土湿不
例えば
.
包路線につ
,
m
I
盲5 0
8 R < D o)
≦0･ 2 R)
o
も指摘している通りであるが,
域の雨水保留量が最も大きい
こと
c at c h
)
∼
◆ J
.
に与える影響を定量的に評価することができる
の
fi eld
m
t
10 0
ロ
○
を用れば涜域の乾湿が雨水保留量 ( あるいは直接流出
ずれ
nd
200
( m
R ai n fall
o ta
l
ヽ
5
求めた初期土湿
上限包路線付近に分布し
,
降雨前の表層土湿条件によ
,
,
実蒸発散量を
,
較的大きい場合( 0
初期土湿不足量が小さい場合には
また
)
m
蘇
畠
.
初期土湿不足量が対象とす
,
雨水保留量 ( 6 0 % の直接涜出率)
率)
m
e nt
m
/
I]
総降雨量と雨水保留量の関係を示
,
が大きい場合の雨水保留量は,
(1 9 8 9 )
1 9 9 4)
放牧草地流域に
,
下限包路線付近に分布することがわかる
,
h
R ai n fall
■
足量が総降雨量に比
一方
,
100
1占
畠 50
′
る出水の総降雨量に比
の雨
c at c
.
200
(
o t al
短期間水収支法に基
8 として
.
al
et
a s e
ルスト地形のため
図から明らかなように
.
k
d
≦0 8 R
o
.
不足量を指標として
す
5
.
a
.
,
一方
.
蒸発散比を0
､
,
a
r a s sl a n
o
造成畑地流域
.
て季別あるいは月別の
実蒸発散量を求めることができる ( T
したが
) G
a
浸出せず地下水と
-
D
っ
流出する量はほとんど無視できると考えら
短期間水収支法によ
,
T
.
可能蒸発量に蒸発散比を乗ずることによ
D
0 8R <
.
10 0
( 2) 式に基づいて雨水保留量と初期土湿不
,
2 R
,
O 2 R <
.
o
て
/
･
”
っ
/
●
/
Fi
したが
･
4L
G
⊂)
占
●
-
●
●
/
しかしながら
角屋睦
,
1 9 8 0)
このような洪水
.
,
下限包終線が重要な意味を有してい
,
連続干天後の降雨
による流出によ
貯水池水位がどの程度回復するかなど水資源
T
. J S ID R E
r a 【s
の
観点か
O ct 1998
.
っ
特性の異なる流域の雨水保留量に関する水収支的考察
時間との関係を検討した
､
′
G
'
冒
r a s sl a n
c a tc
h
.
e nt
m
F ig 8 および F ig 9
･
<
.
ヽ
d
200
Lz
69
には各試験流域における浸透量 F と
.
浸透継続時間T
の
ほ正の相関関係
カミ
関係を示す
このように
.
′
- _
ど 1
-
亡
0
1コ
く寸
()
29 T
.
1 00
-
域で
2
4
存在するが
その間係ほそれぞれの流
,
かなり異なることがわかる
帰直線を求めたところ
/
”
P
両者の間に
,
.
そこで
.
原点を通る回
,
次のような結果を得た
,
.
一
100
D
200
of
u r ati o n
r c o l a ti o n
pe
T
(
:
)
h
浸透量と浸透継続時間の関係 ( 放牧草地流域)
F ig 8
.
R el a ti o
it s d
n s hi p
u r a ti o n
i
b et
w
th
e
n
th
ee n
e
o u nt
a m
r a s sl a n d
g
of
e r c o l a ti o n
p
d
a n
放牧草地流域
F
造成畑地流域
山林地流域
c at c b 皿 e n t
F
1 29T
(r
F
-
0. 3 7 T
(r
F
-
0 50 T
(r
-
.
.
浸透量
:
( m ln)
T
0 9 6)
( 3- 1)
0 9 0)
( 3 - 2)
-
.
-
,
0 8 9)
-
( 3 - 3)
.
浸透継続時間
:
( h)
相関係数
㍗ :
10 0
′
､
'
喜
F
o r e st
Up h
o
c a t ch
ad
m
fi eld
t
en
F
c at c h m
0
-
51 T
.
( 3) 式
e nt
巳
50
亡
0
において
浸透強度を表す
ことになる
先にも述
o
.
∼
F
一局
=
0
37T
.
T にかかる一次係数はそれぞれの
,
が最も大きいのは
の
,
層土壌特性およびカ
O
■
たように
べ
ルスト地形とい
起因すると考えられる
O
ト
O
方
一
.
,
10 0
D
u r a ti o n
200
of
e r c o l a ti o n
p
( T
域の違いは
h )
:
う特異な地質構造に
造成畑地流域と山林地涜
,
.
る
R el ati
o n sb ip
b et
th
w e e n
i n th
e
u
pl
e
m o u nt
a
a nd
fi el d
r p
o
d fo
a n
e r c o l ati o n
r e st
a nd
となる
e nt
わる造成畑地部分の浸透強度は
c at ch m
減
上限包路線が大きな意味を持
,
例えば Fi g 7
.
10
1 5 Jn
-
)は
c
山林地流域の場合
,
,
っ
1 00
ことになろう
m m
降雨
の
でも
.
ことを示している
.
すなわち
の
,
面積率を
,
山林地に比
,
これは 2 2
.
,
で述
べ
べ
同時期の出水に
いて山林地流域と
つ
造成畑地流
影響を与えるとはいえ
下限包路線
･
,
総降雨量と雨水保留量
の間でばらっくのは
,
.
,
流域土壌の浸透性 ( 浸透強度)
わち総降雨量が同じであ
浸透継続時間は降雨継
ところ,
この
て
異
っ
ても,
依存して
いる
なることが明らかである
.
現在
.
後の累加雨量が初期土湿不足量を満たすまでの時間を差
定義した
.
によ
っ
て
個々
そして ,
の
初期土湿不足量
方法で求めた後
の出水に対する浸透量を算出して
農土論集1 97 (66 5)
-
ズムに
つ
今後の課題とした
いてのよ
い
.
,
まとめ
本論文では
,
(2 ) 式
浸透継続
,
,
土地利用や地質構造の異なる 3 試験涜域
づき
,
降雨終了後 1
滅する直接流出量を求め
,
これから得られる雨
での
の
本論では各出水に対する直接流出継続時聞から降雨開始
降雨期間中の蒸発散量を上述
.
すな
浸透継続時間を求める適当な方法はないが
し引いた値として
,
ニ
から
と浸
に
っ
5
このうち出水
透に関わる時間 ( 浸透継続時間)
続時間などによ
水収支的な観点
,
各出水期間中の浸
透量と蒸発散量の違いによるためである･
期間中の浸透量は
したが
.
り詳細な検討が必要であり
関係が
の
を比較
本論で指摘した浸透強度の違いが浸透量に与える
,
だけでなく直接流出を形成するメカ
初期土湿不足量が大きな
,
i
.
影響を総合的に評価するためには
これまで論じてきたように
血-
た改良山成畑
,
て
つ
Ⅶ
て1 / 2 に
域.の浸透継続時間 ( あるいは直接流出継続時間)
すると造成畑地涜域の方が長い傾向にあった
.
浸透量に関する考察
.
25
造成が土壌特性に与える影響を反映したも
と考えられる
なお
.
本論で対象とした直接流出成分に関
少することになり
工による農地
程度の直接流出量しか期待できない場合がある
m
造成畑地涜域内に残存する山林地部分の浸
,
勘案して造成畑地部分の浸透強度を求めるとo
u r at
i on
らすれば
主として土地利用の違いによると判断され
,
,
他流域)
i ts d
そこで
.
透強度が山林地涜域のそれに等しいと伎定し
浸透量と浸透継続時間の関係 ( 造成畑地流域と山林
F ig 9
上
流域の表
この
o
Eh
4
流域
放牧草地流域の浸透強度
.
に
つ
観測デ- タに基
いて
水収支的な観点から比較
れた結果は
1)
,
次のとおりである
･
日から3
検討を行
っ
て
,
,
水保留量
た
.
得ら
で表すこと
流域の乾湿が雨水保留特性に与える影響
を定量的に評価した
は
消
.
降雨前の表層士湿条件を初期土湿不足量
によ
っ
日で
表層土壌特性
,
.
また
,
各流域
の雨水保留特性
地質構造および土地利用の違い
83 7
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
70
に依存していると予想された
そして
.
水保留量に関する水収支式から下層
2) 雨
求め
浸透継続時間と
,
た
これより各試験流域
浸透強度を求めたと
の
文部省科学研究費補助金 ( 基盤研究C 1 2
,
課題番号 0 7 6 6 0 3 2 4)
意を表す
の
ず
い
,
部は
一
た
っ
ころ
.
(8)
淀出量)
本論文では雨水保留量 ( あるいは直接
,
形成のメカ
ができたと考えられ
今後
,
域に適用することにより
いての
係につ
しかし
強度の違いが
壌
く
･
,
bet
J
対象とした直接涜出が現地流域のどのよ
うな土層に支配されているのか
地質構造によるものかなど明らかにす
先に述べた直接流出形成のメカ
二
al
of
H y
K
o
d r o l･
丸善
,
なお
･
〔こ
本論文は199 5 年11 月に岡山で開催された農業土
,
.
,
に加筆
1 9 9 5)
修正を加えたものである
･
Stud y
of
R
o n
b
ase
d
T A K A S E K eij i '
♯
*
*
F
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r e te n
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a ft e r
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o n
1
.
pp
,
.
9 ト9 7
農業土木学会蘇
,
,
-
･
農地造成流域の涜出および水収
:
170
,
pp 495 502
,
雨水保留量に関する水
:
1 ト 16
.
ellt
m
.
農業土木ハンドデック
:
,
.
.
.
,
.
.
,
199 9 年 4
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L m
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M
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M
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･
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,
月 2 4 日まで受付けます〕
木学会応用水文研究部会研究集会で発表した内容 ( 高瀬
ら
pp
,
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101
,
農業土木学会論文集編集委員会あて) は
,
48
造成農地の土地保
:
1 99 8
3
19
閲読了〕
〔
受稿 1 998 7 2 7
研究論文に対する公開の質疑あるいは討議( 4 0 0 0 字
の
以内
8
,
角屋睦 (1 9 9 4)
,
.
今後の課題としたい
,
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農業土木論文集
p 8 59
,
:
黄介生 ( 19 9 5)
永井明博 ( 1 9 8 9 ) 分担
浸透継続時間の定義や初期土湿不足量算定に用いる実蒸
発散量推定の方法などと併せて
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,
( 1)
50
,
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応用水文
,
,
( 1 9 9 4)
.
佐藤晃一
,
,
四国カルスト草地
:
農業土木論文集
高瀬意次 ( 1 9 白2 b)
,
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ズムに関する検討
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,
農業土木学会誌
,
.
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,
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高瀬恵次
あるいは各流域の浸透
,
,
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,
,
農業土木学会誌
,
.
樫井雄
一
佐藤晃
雨水保留特性と流域特性の関
,
流出解析法 ( その 8 )
:
14 4
39
.
水収支と直接流出特性
の
多くの流
このような手法を
,
pp
,
佐藤晃
ズムをある程度明らかにすること
ニ
深謝
,
引用文献
,
角屋睦 (1 9 8 0)
以上のように
ことを付記し
補助を受けた
の
.
線形関係が認められ
い
のあることがわか
流域間に大きな違い
浸透量を
の
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関係を検討した結果
の
れの涜域においても相関の高
.
研究の
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,
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農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
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農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
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農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
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* *
京都大学大学院農学研究科( 〒 6 0 6- 8 5 0 2 京都市左京区北白川追分町)
* *
岐阜大学農学部( 〒 5 0 1- 1 1 1 2 岐阜市柳戸
)
ト1
要旨
余水吐急流部における空気連行流の構造を
最適制御問題の枠組みにおいて推定する
,
数と移涜係数を含む偏微分方程式に支配されると仮定する
の
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最適な制御変数を随伴偏微分方程式を
最適化の手続きを単純
制御変数に制約条件が課せられる
その手続きによ
,
計測された比重と支配式の解と
.
が比重の関数であるという仮定をさらに設ける
を用いた反復数値手続きを開発する
空気連行流の解析に利用しうることが示される
ー
2
.
らの係数を制御変数と考え
これ
拡散係数と気泡上昇速度が負にならないよう
制御変数の構成要素のうちこれらの
に有限要素スキ
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.
間の誤差を評価する鏡界および領域観測型汎関数を最小化する
用いて特徴づける
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. J SID R E
rans
O
. 1998
ct
J
･
農業土木学会論文集
T ra m s
of
∫S I D 良 E
90 (19 98 10)
N o 19 7 pp 85
.
-
.
.
,
.
スコンクリ
マ
トの温度上昇に及ぼす
ー
籾殻灰混合セメントの影響
石黒
☆
覚
☆
三重大学生物資源学部 ( 〒5 1 4 8 5 0 7
三重県津市上浜町 1 51 5)
-
要
旨
セメントの水和発熱を抑制するための混和材として籾殻灰の利用に
着目し
割で
施した
混入
べ
%
2 0
て
1
化が
ンクリ
o
実際の
象として
スコンクリ
マ
た
っ
一
･
方
浪人率
,
6 0
ト打込み後の温度解析を行い
ー
ト
ー
水和発熱
,
,
籾穀灰
,
さらに
･
べ
るため
,
壁状マス
スコンクリ
ト構造物の施
お
工に
いて
は
セメン
,
れらの研究においては
温度解析
,
籾殻灰を混入したコンクリ
,
られている
べ
( 1 9 7 8)
観点から
研究されていない状況である
使用材料の選定や施工時の温度管理などに注
意が払われて
策として
イア
,
シ
ッ
ュ
いる
マスコンクリ
.
トの温度上昇抑制対
ー
低発熱型セメントや高炉スラグあるいは
ることが多く,
般的に
一
,
合計画が実施されている
.
フラ
した
れらの混和材と
が,
実際の
こ
とから,
調
るため ,
はセメントの水和発熱を抑制するための混和材として
籾殻灰の有効利用に着目した
籾殻を燃焼させた場合
･
得られた籾殻灰は
コンクリ
利用が可能である
また
.
ー
二
17 % の灰が
発
2
この
頃から米国で始まり
殻灰
の
e t al
･
'
19 82 ;
c
中嶋ら
o o
農土論集1 97 (66-5)
,
k
,
19 8 6 ; M
1 99 4 ;
ほとんど
,
.
るため ,
べ
コン
混合セメントの
トの断熱温度上昇試験を実施
ー
スコンクリ
壁状マ
トの温度上昇に及ばす影響を
ー
スコンクリ
た
っ
ー
ト構造物を対象として
.
,
19 7 6
ンクリ
コ
eh
杉田ら
,
t
a
,
ー
1 99 5 ;
石%
J
a m
a m
酸化珪素含有率
二
年
灰の詳しい物性臥
重
3 16
2 8 7)
･
.
･
,
,
粉末度
トの配合
ー
白色籾殻灰をボ
92 1 % )
･
16
,
比表面積
ルミルで 60
ー
2 9 40 0
を実験に使用した
.
.
2
c m
この
/g
33 2 0
.
普通ボルトランドセメント ( 比
/ 蛋)
2
c m
川砂利 ( 比重
,
籾殻
石黒( 1 9 9 7) の報文に示されている
その他の材料として ,
｡t ｡
1 9 9 7)
の
分間微粉砕したもの ( 比重 2
トの性状が
1 99 2 ; Y
コンクリ
籾殻灰としてタイ国産
諸外国や日本において籾
製造方法や籾殻灰を用いた
研究されてきた (
ら
a
籾殻灰の混入による水和発熱特性の変化
使用材料およぴ
.
稲作地域において毎
,
点に着目した研究は
その後,
,
t
試験の概要
.
2 1
,
.
eh
酸化珪素を主成
年多量に排出されており廃棄せずに焼却処理した灰臥
高炉スラグやフライアッシュなどの代替え材料としても
有望と考えられる
M
,
籾殻灰を混和材としたマス
打込み後の温度解析を行
,
ト用混和材としての有効
籾殻汝
,
約
の
高活性の
,
分としているため ,
べ
マ
混合セメント
いては
つ
ー
.
乾燥質量
,
さらに,
.
こ
ここで
しかし,
究報告はあるが
トの温度上昇特性を調
ー
水和発熱測定とコンクリ
籾殻灰は
同様の効果を有していると考えられる
生する
クリ
水和発熱の低減を考慮した配
,
や石黒
( 1 9 9 8) による研
そこで本研究では,
などの混和材を用いた混合セメントを利用す
.
水和発熱に起因する温度上昇に
の
ト構造物を対
ー
.
トの水和発熱に起因する温度ひびわれの発生を防止する
,
,
ンクリ
コ
断熱温度上昇
,
トの各種特性が調
マ
無
,
無混入の場合と比
籾穀灰混入による水和発熱特性の変
,
混合セメント
こ
ー
トの断熱温度上昇試験を実
トの最終断熱温度上昇量は
ー
その解析結果について考察した
,
はじめに
.
籾殻灰を結合材質量の内
,
ー
% の場合の最終断熱温度上昇皇は
トの温度上昇に及ばす影響を調
ー
スコンクリ
マ
=
% および 4 0 % とした混合セメントコンクリ
2 0
初期の温度上昇速度も大きく減少した
,
ンクリ
コ
キーワード
1
% 混入した混合セメントの水和発熱測定とコンクリ
トと大差なか
ー
7 C 低下し
,
6 0
籾殻灰の混入率を
･
コ
および
4 0 %
,
2 66
.
,
,
川砂
粗粒率
リカルポン酸系高性能 A E 減水剤
( 比重
6 6 0)
.
2 58
.
,
,
粗粒率
水道水
,
ポ
( 標準形) を使用した
853
.
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
86
T
&
b le l
o rti o n s o f
M ix p rop
籾殻灰
( %)
種類
スラン
粗骨材
最大寸
混入率
フの範
空気量
の範田
囲
( %)
汰
(
m
)
m
水結舌
材比
&
esh
c o n cr et e
細骨材
率 s/ a
3
単位量 ( k g/ m )
(% )
/ち
W
トの配合
ー
水
( %)
(c m )
セメント
籾殻灰
砂
砂利
混和剤
RHA D
0
20
7
-
10
5
±1
60
45
16 8
28 0
0
8( 浴
10 16
1 12
R li A- 2 0
20
20
7
-
10
5 ±1
60
45
1 68
2 24
56
7 95
10 0 3
3 08
Rr h 4 0
40
20
7
-
10
5 ±1
60
45
1 68
1 68
1 12
78 6
990
8 40
R Ii A a
60
20
7
10
5 ±1
60
31
1 68
112
168
536
12 29
■8 4 0
コンクリ
トの配合を
ー
T
に示す
l
且b l e
-
穀灰を結合材質量 ( セメント＋籾殻灰)
( 無混入)
20 %
,
ト ( それぞれ
合材比を同
40 %
,
R H A
,
を作成した
6 0)
ンクリ
コ
0
-
なお,
.
体量が多くなる
さくした
に
R H A-60
くなりすぎるため
,
内割りで
および
ー
R H A-
高性能
,
減水剤をメ
空気量を調
スランプや
いては
つ
A E
ー
混和剤の使用量が多
籾殻灰混合セメ
2 2 2
.
.
籾殻灰を結合材
0%
混入したコンクリ
R H A-4 0
,
カ推奨の使用量範囲内で混和し,
整した
の
籾
,
各種類における単位水量と水結
,
条件とするため
一
60 %
R H A-20
,
また
.
および
は
ここで
.
R H A -2 0
コンクリ
量は,
ー
試験温度は 20 C
.
を減らして細骨材率を小
2 2 3
.
空気循環式
の
コンクリ
8
-
,
7 :
9 :
ー
,
R H A10
,
ペ
,
試料の量
,
1 0g
携拝時間
,
分 (辛
1
日までとした
7
断熱温度上昇試験装置を採用した
40
c m
高さ
,
40
c m
供試
.
) を使用
ト打込み後に温度センサを取付け
供試
,
.
ン
試験制ま
フアンで
,
槽内の気温(3
5
槽内の空気を循環
.
捜拝させながら
･
供試体の内部温度( 1 2) を温度センサ
,
それらの温度差を ±0 1 C 以内に制御して断
o
で計測し,
.
熱状態を保持
I
7) と
-
.
断熱温度上昇試験
体を台車に乗せて試験槽内に設置する ( F ig 1 参照)
温度センサ
循環送風フア
,
初期の水
試験条件は
.
40 %
とし, 高性能 A E 減水剤使用
.
体の作成には鋼製容器 ( 直径
し,
20 %
,
について,
R H A-60)
0 6
ンクリートの
コ
.
.
1
( 無混入)
測定期間は注水直後から材令
,
.
トの配合における使用割合と同じにし
o
た
練り)
ことから砂の量
および
トの水結合材比を
ス
ー
.
水和発熱測定
内割で 0 %
和発熱量を微少熱量計により測定した
と同量使用し , 粉
ここでは R H A-40
R H A -4 0
,
.
混入した混合セメント ( それぞれ
60%
および
ントの
質量の
.
している
槽
.
循環空気の温度は
内の
荒精
,
1
度および高精度水槽により調整されている
コンクリ
0
c m
x
,
打込
2 0 C とし,
み直後から温度上昇量の増加が小さくなるまでの期間測
供試体
( ￠4
トの打込み温度の目標値を
ー
ここでは
.
o
4 0
)
c m
定した
.
台車
2 3
試験結果およぴ考察
.
2 3 1
.
コンクリ
断熱温度上昇試験槽における供試体の設置状況
Fi g 1
.
S
c h e m a ti c
di a g
o
r a m
f
th
e
di a b
a
a
ti
c
te st ch a m
b
す
e r
強度特性
.
こ
.
ー
トの強度および静弾性係数を T
れらの結果から
,
材令
7
日以降の圧縮強度は, 料
殻灰を混入した方が無混入よりも大きくなり
.
2 2 1
.
混入による強度増大の効果は明確である
試験方法
2 2
.
材令 3
A l l O 8)
28
強度試験
,
,
7
,
および 9 1 日における圧縮強度試験 ( J I S
2 8
材令
28
日における引張強度試験 ( JI S
および静弾性係数試験 (J S
では円柱供試体 ( ￠10
で標準水中養生を行
854
っ
c m x
た
.
50 2)
C E- G
20
c m
)
を行
を使用し
っ
,
た
A l l 1 3)
.
各試験
試験材令ま
および
に比
べ
19 9 5 ;
91
日における
R H A 14 0
て 6 2 % 増加しており ,
石黒
,
1 9 9 7)
le 2 に示
ab
.
籾殻灰の
,
とくに ,
の圧縮強度は ,
材令
R H A -0
既往の試験結果 ( 杉田ら
,
においても同様の傾向が示されてい
ることから , 籾殻灰の混入による長期強度の増大古ま十分
に期待できるものと考えられる
また ,
R I i A -6 0
の
.
引張強度は R E A -4 0
T
よりも大きくな
, J SID R E
ran s
O
. 1998
ct
マ
コ
ス
クリ
ン
T
トの温度上昇に及ぼす籾殻灰混合セメ
ー
b le 2
a
S t r e n g th s
0
,
-
日
3
10 9
･
R E A 20
20
10 2
R H A 4 0
40
9 5 (8 7)
R li A 6 0
60
7 7
,
･
( 11 2)
36 0
( 146)
22 7
( 125)
3 9 9 (1 62)
21 0
( 116)
3 5 7 (14 4)
1
･
いる
す
つ
時間までの期間に
50
のピ
クを持
ー
メントにおいても二
のピ
つ
クは同図には示されていないが ,
ー
注水後
分
2
ントのピ
くなり,
-4 0
R H A
(第
および
の発熱量の 8 9 %
1
R H A-60
85%
,
R H A-60 に
,
ンクリ
コ
･
に比
.
の発熱量は
および
66% で
会
に示
#
1
二
)
a
個に
2
を適用し
線も同図に示した
つ
いて
この
.
試験を行い
Fig 4
こ
,
れら
このときの
.
終到達温度
( 6 7 O C)
o
･
こ
の
R H A
-0
実測値は
に示す
.
1
一
20
-
▲ : A II A 6 0
-
10
20
【
30
】
I
40
50
Fi g 2
籾殻灰混合セメントの水和発熱速度
.
R
at e
of
h
ea t
e v o
l
ti
u
o
of ce m
n
e n
t
c o n
t a i n i n g ri c e
h
LS
k
a
s
h
400
,
^
･R
∩
30 0
べ
また
.
R I I A- 2 0
,
それぞれ , 2 0 8 C (6 6 6 C)
o
,
●: R H
-
-
0
A
:
A ll
-
20
40
LS
瑚
LI
▲: R H
20 0
i
.
60
#
.
,
の
断
コ
ン
10
6
G
0
5
.
.
.
,
また
R H A- 2 0
,
R ⅢA
15
Fi g 3
E
v
l tl ti o
o
of
n
籾殻灰混合セメントの水和発熱量
r a ti o n
hyd
h
eat of ce m
n t c o n ta
i
e
nl n
g
ri c e
h
u sk
a sh
22 4 C
o
,
.
o
.
10
材令 ( 日)
R I I A-
,
o
o
.
と同様の傾向である
た
っ
.
払お
-4 0 では
て初期の温度上昇速度 ( 温度上昇量)
小さくなるが , 単位セメント量は R 且A-0 より 1 12 kg/
農土論集197 (66- 5)
Ⅱ
らD
般的な式 ( 土木学
R I I A -0
れらの断熱温度上昇試験結果から
に比
R ⅡA 4 0
材令 ( 時間)
試験結果を近似した曲
の
o
･
R Ⅲ A -0
:
-
,
と
,
平均
,
･
R Ⅲ A -0
A
∼
結果から
2 0 5 C (64 9 C )および 2 1 1 C 5 0 1 C とな
(
)
およそ
0
a H A
I
における平均の打込み温度および最
o
,
-
:
i
i
臣
鞍
⊥
.
および R H A-60
40
r
のピ
R H A -2 0
それぞれ ,
,
ある
トの断熱温度上昇特性を表す
19 9 6
,
･
屠
i _
#
i:
注
,
一
おける水和発熱量の低減が著しい
熱温度上昇量と材令の関係を
ー
2 2 6 ( 91)
○: R H A
一
て大き
べ
2 0 ( 13 9)
･
- トの断熱温度上昇特性
同一種類の供試体
クリ
)
5 9 ( 1(叫)
.
.
籾穀灰混入による水和発熱の抑制効果は明確であり
2 3 3
(
･
籾殻灰混合セメ
材令 7 日における
･
A H A-4 0
3
･
･
.
量の経時変化を Fi g 3 に示す
くに
亡
,
日まで測定した籾殻灰混合セメントの水和発熱
7
3 7 1 13 4
り
20
h
.
クの出現時間が早
ー
2
▲
.
と R H A -60 ではピ
3 CK5 ( 13 3)
籾殻灰混合セ
,
R H A -0
,
4 5 0 (16 2)
)
･
それらの出現時間は
いる)
クの水和発熱速度は
ー
くなっている
材令
秒前後に現れて
10
2 6 6 (l o o
也
クが現れている
ー
2 B 3 ( 12 3
･
b♪
.
曲線として示されるが
つ
3 9 8 (14 3)
･
25
べ
普通ボルトランドセメントの水和発熱速度曲線は
.
日
28
た
.
いて F ig 2
つ
日
払)
こ
水和発熱特性
ントの
(G
c
2 4 9 (1(
)
1
･
ものに比
の
2S
E
岬)
2 知 (1CK))
･
･
.
籾殻灰混合セメントの水和発熱速度の経時変化を
時間から
･
強度増大に
,
無混入
･
とした場合の比率を表している
て高性能 A E 減水剤の使用量を多くする必要がある
1
e
日
91
20 4
の値を1 0
0
,
E]
2 7 7 (1 W
( )
だし , 籾殻灰を混入した配合では ,
水後
c r et
n
( 1( り
圧縮強度と静弾性係数は低下して
籾殻灰混合セメ
a r d e Il e d c o
弓丁張強度
2S
対する最適な籾殻灰混入率は 4 0 % 程度と考えられる
.
h
24 7
･
れらの圧縮強度の試験結果から判断すると
･
o d tll u s o f
( leo )
･
71
h
,
2 3 2
m
18 1
( 94)
･
括弧内の数値は各材令における R f
ているが,
el a sti c
7 日
( 1( り
87
トの強度および静弾性係数 *
ー
圧縮強度 ( M P a)
(% )
R fL A 0
つ
a nd
籾殻灰混入率
種類
☆
ンクリ
コ
トの影響
ン
m
3
,
ないにもかかわらず
,
は認められない
方
一
.
最終断熱温度上昇量において大差
,
速度は最も小さくなり
は
R ⅢA-0
少
顕著である
に比
べ
,
R ⅢA - 6 0
また
,
最終断熱温度上昇量は
て約 17 C 低下し,
o
では , 初期の温度上昇
,
温度上昇の抑制効果が
.
855
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
88
3
50
i. i とよよ
〒
△
｡
40
P
壁状
.
3 1
マスコンクリ
解析方法の概要
.
工され
実際の排水機場で施
亡+
哨 30
昧
+
+
i
造物の断面を対象とした
T
○: R II A 0
芸
1
T
･
4 5 8( 1
･
-
20
R E A 20
-
●:
t
〟
:
T
=
T
:
T
4 4 6( 1
･
-
l
c
-
c
l
△:
R H A 40
▲
R E A 60
〟
1
4 4 4( 1
･
=
.
-
10
-
- 1･l 10
V
:
//
2 9 0( 1
･
-
.
-
t
-L
)
c
ト上に厚さ
ー
ンクリ
)
)
O 8 0L
[
リ
)
1･
0 65L
l
c
l
1
got
(
5
Fi g 4
コ
.
ンクリ
A di a b
with
ti c
d iff e
としたコンクリ
e r a t u r e ri s e
p
.
r e n t ri c e
h
k
tI S
as
of c
h
c o
o
n cr
e
1 9 9 1)
,
籾殻灰混入率を
,
て 11 C 低下し,
o
べ
に示す
.
解析断面の
.
ここでは
.
定
,
.
.0
壁
.0
底版コ
ンク
コ
リ
ト
ー
本試験結果よ
本結果
m
ンク 1)
ト
-
)
/
,
般的には無混入の場合よりも大きくなる傾向にあり
,
,
入率を相当大きくしな
いと温度
( 土木学会
圃府ら
た高炉スラグ微粉末を用いた場合
,
,
1 9 8 8)
＼
.
-
r o ss
s e c ti o n al s h a p e
of
ト構造物の断面寸法
ー
m a s si v e
a
c o n c r e te
c a st o n
all
w
a sl a b
ま
.
断熱温度上昇量は
の
.
壁状マスコンクリ
Fi g 5
混
上昇の抑制効果がないと
199 6b ;
,
くンシバ＼
一
C
60 %
F ig 6
3
30 %
混入率が小さい場合
混入率を
を実施した
.
トの断熱温度上昇量は
いる
参照)
5
nte nt
潜在水硬性を有する高炉スラグ微粉末を混入したコン
われて
.
1 上聖二ヱヱ1
2
と傾向を異にしている
い
スの壁コ
ー
te
,
ー
の 3 ケ
m
ひずみ三角形要素 4 個で構成した四角形要素を使用した
15
りも少ない混入率で温直上昇の抑制効果が預れており
クリ
O
.
既設の底版コンク
,
層で打込んだ場合を想定し ( Fi g
一
分割と境界条件を
ュ
は
ト構
ー
トの最終断熱温度上昇量 ( 材令 1 5 日)
ー
無混入のものに比
は,
m
および 2
1 5
,
ここで
.
スコンクリ
マ
トの水和発熱と放熱の影響を考慮した二次元
ー
トの断熱温度上昇特性
ー
te
.
た壁状
( 日)
t
ら( 1 9 7 8) の試験結果では
ebt a
M
a
1 0
非定常温度解析 ( 石黒
10
材令
トを
ー
ンクリ
コ
メッシ
0
ト構造物の温度解析
ー
,
熱伝達境界 ( 壁コンクリ
程度以上にすれば普通ボルトランドセメン
ト)
-
トのみを用いた場合よりも温度上昇を抑制できるとされ
ている( 依臥
1 9 9 6)
.
た場合の断熱温度上昇量は ,
ると思われる
1 9 8 5)
,
この
傾向とよく合致して
.
,
また
さらに
籾殻灰
,
の
水和に加えて籾殻灰が
,
籾殻灰の混入によりコンクリ
ー
線回折と熱重量分析
,
1 9 9 5)
けられて
,
トの水和
Fi g 6
F i n it e
,
.
したが
っ
て,
籾殻灰を
60 %
混入した場合
の温度上昇の抑制効果は,
次のように考えれば比較的よ
く説明できると思われる
すなわち
6 0 % Lこなるとクリンカ
温度解析のメ
F E M
e le m e n t m
esh
a n
.
鉱物の量が
カ鉱物の発熱量が少ないこと,
,
籾殻灰の混入率が
4 0 % と少なく
,
クリン
さらにクリンカ鉱物の水
和により生成する水酸化カルシウム
放熱の影響は
の量が
少なく
,
こ
,
ュ
分割と境界条件
di ti
co n
f
o ns
or th er m
al a n
l y si s
a
ー
トの発熱率を算定して入力デ
皮)
れ
コ
や温度上昇量 ( 発熱量)
ンクリ
コンクリ
ー
ー
ー
すなわち
による水和発熱特性 ,
3 参照)
また
読
,
.
の
,
タとし
,
籾殻灰の混入
温度上昇速度 ( 発熱速
変化
の
影響を解析した
トの水和発熱特性以外の物性値は
小さくな
.
ble
a
験で求めた断熱温度上昇量と材令の関係から各コンクリ
を参照して決定し , T
たものと考えられる
ト表面の熟伝達率を変化
ー
させることにより考慮した- ( T
会
856
シ
ッ
o u nd ary
壁コンクリ
に伴い籾殻灰の反応畳も少なくなることから全発熱量が
っ
d b
結果から検討されており( 杉田
の
籾殻灰のポゾラン反応性が実験的にも裏付
いる
固定温度境界
■
.
ら
ト)
断熱境界
非晶質量に強く影響され( 内
生成物中の水酸化カルシウムが極端に減少することが
Ⅹ
ー
い
セメントクリンカの水和に与える影響など複雑といわれ
ている
ンクリ
.
籾殻灰の水和反応性は ,
川ら
熱伝達境界 ( 底版コ
本試験より得られた籾殻灰を用い
ト標準示方書
a
bl
e
3
｢
施
工
編+ (
,
土木学会 , 1 9 9 6 a)
に示すようなケ
T
.
土木華
.
rans
ー
ス 1
J S ID R E O ct 1998
.
とケ
に
ス 2
いて
つ
解析した
o
また
,
み温度および底版コンクリ
臥壁コ
ここで
.
刻み
時間)
2
-
トの温度上昇に及ぼす棟殻灰混合セメントの影響
ンクリ
コンクリ
,
トの打込
ー
20 C とし
トの初期温度は
ー
ト打込み後
ー
温度解析を行
の
ク 1)
ン
なお , 外気温の変動は考慮し
.
ないものとし ( 2 0 C 一定)
た
コ
ス
マ
-
た
っ
o
日間 (時間
14
小さいほど大きくなる
壁厚さが 1 0
時間(
(
R H A -0 )
R H A - 0)
から2 O
皿
.
.
89
また
.
最高到達温度
,
に増加すると,
m
1 2 時間( R H A - 6 0)
,
ケ
,
ケ
は2 2 時間
11 時間( R H A -6 0) 程度それぞれ増加した
,
,
は1 8
ス 1 で
ス 2 で
ー
時間は
の
ー
.
.
70
T
&b
温度解析に用いたコンクリ
le 3
トの物性値
ー
ケス1
ー
P
r op ert
i es
of
o n c
c
te u s
r e
e
d f
th
or
al a n al
er m
y
st s
ケス 1
トス 2
ー
ンクリ
コ
トの密度
ー
( k g/
ンクリ
コ
2300
3
2 300
1 13
1 13
2 6 7
2 67
ll 6
ll 6
5 8
ll 6
.
トの熱伝導率
r W / m C)
底板コンクリト表面の熱伝達率
2
( W / zn c )
芸
40
.
.
o
.
30
ー
o
ー
W
(
.
ト表面の熱伝達率
2
m
c)
.
.
o
/
R E A 20
:
-
-
B E A 40
-
U
ー
壁コンクリ
R ⅡA 0
I
▲
トの比熱
ー
○:
50
-
)
m
o
ンクリ
･
′
( kJ 化 g C )
コ
60
-
月
戎
甜
肝
F
i
/
.
車さ十ヰー
1j
壁
20
.
R H A 60
:
o
0
5
10
15
材令 ( 日)
3 2
解析結果および考察
.
壁厚さが
1 O
と
m
.
2 O
ト中心部の温度履歴 ( ケ
さが 1 5
場合は
の
m
･
際の壁状
マスコンクリ
水和発熱特性
へ
こ
,
.
場合について
の
m
.
を
1)
ス
ー
.
ト構造物で臥
ている
っ
同図から
.
トの
ー
( 壁厚
o
･
制効果は大きい
験
さ 2 O
.
壁厚さが大き
,
と考えられる
より 2 4 C
低下した
いが
こ
) 低下
また
.
,
R H A14 0
,
の
1 O
.
壁コ
を
ンクリ
Fig 8
･
壁コ
ン
に示す
クリ
ー
さいほどケ
,
ー
R fI A - 6 0
の
の
一
.
最高到達温度は
,
一
･
.
R H A
ス 1
,
農土論集197 (66- 5)
とケ
また
ー
,
ス 2
△
R H A
:
-
40
′
▲: R H A 6 0
1
賢
/
/
-
哩
項 25
1喧
′
一
:
ケス1
:
ケス2
一
_
一
-
′
Ⅲ鮮
__
′
一
/
-
ー
ー
およ
R H A -0
2 O
.
15
1 0
1 5
.
2 0
,
.
壁コンクリ
ー
トの厚さ ( n )
FS g S
壁コンクリ
M
a xi
d iff e
m
r e n
u
t
m
t
トの厚さが最高温度上昇量に及ばす影響
ー
thi
e m
p
e
ra
n e
s
s
ck
t tL r e ri s e
i
n
th e
co n cre te
a ll w
w
it h
)
m
と大差な
4
.
まとめ
より小さくなった
,
抑制効果として
-2 0
の
最高到達温
抑制効果は認められない
般的な傾向として
.
/
30
R H A-
,
( 壁厚さ
o
2 6 C
R H A-0
方
-
●: A H A 2 0
{
J 5
/
/
茸
れらよりも小さいため
) および
○ : R fi A 0
′
,
温度上昇速
,
.
温度上昇量臥
ト表面の熟伝達率が小さいほど,
すなわち
の
トの厚さが最高温度上昇量に及ばす影響
ー
きいほど大きくなる
きい
m
よりも上昇し,
R H A-0
,
,
n
w a
1
･
一
35
ノ
断熱温度上昇試
,
断熱温度上昇量は
現れたものと考えられる
度は
れは
こ
.
壁面からの放熱の影響が
,
J
こ
温度上昇に対する抑
し,
のそ
初期の温度上昇速度が
とに加え
)
m
c o n c r e te
′
/
′
.
R H A -4 0
.
,
.
R H A-0
,
( 壁厚さ
o
･
また
R E A-6 0
o
結果から推測されるように
の
一
U
′
.
･
とがわかる
こ
度と温度上昇量が
0
m
th e
-
より 9 8 C ( 壁厚さ 1 O
R ⅢA-0
,
ト中心部の温度履歴
o r y a t c e n te r o f
40
ト
ー
20
最高到達温度は
h i st
e r at tlr e
p
一
ンクリ
コ
最高到達温度の上昇や温度低下が緩
やかになるなどの傾向が認められる
び 13 3 C
e m
45
くなると放熱よりも発熱の影響が大きくなり , 水和熱が
,
t
瑚
状態とは大きく異な
蓄積されるために
a ly z e d
実
.
当然であるが断熱
,
An
ー
ー
壁厚
.
コンクリ
壁面からの放熱および底版
,
クリ
に示す
F ig 7
熱伝導の影響が相乗的に作用し
の
壁
,
コン
れらの中間的な挙動を示す
ー
解析による壁コンクリ
Fi g 7
壁
コ
の
最高温度上昇量
ンクリ
ー
壁面からの放熱の影響は
厚さが大
トの厚さが小
,
の
差が大
壁の厚さが
マスコンクリ
ー
トの温度上昇に及ぼす籾殻灰混入の影
響を調べた本研究から
1)
以下のことが明らかとな
籾殻灰を結合材質量の内割で
混入したコンクリ
いてはい
2)
,
20 % 40 %
,
材令
7
ずれも無混入の場合より大きくな
っ
ー
トの圧縮強度は
籾殻灰混合セメ
ントの
初期
の
,
っ
て相違した
おける水和発熱量は
混入率の増加に伴
.
また
っ
,
た
.
および 6 0 %
日以降にお
た
.
水和発熱速度は
殻灰混入率の変化によ
,
っ
材令
7
,
日に
て減少し,
殻灰混入による水和発熱の抑制効果が確認できた
.
857
籾
籾
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
90
籾殻灰を結合材質量の内割で
3)
した
ンクリ
コ
リ
た
っ
トのそれは
ー
方
一
.
籾殻灰を
,
壁状マ
析結果から
スコンクリ
ト構造物
ー
低下し
o
17 C
また
,
石黒覚 (1 9 9 8)
籾殻灰を混入したセメントコンクリ
国府勝郎
灰の混入がマスコンクリ
の影響を考察し , 籾殻
る研究
te m
本研究を進めるに当たり
:
卒業生の加藤周
e ht a
P K
.
,
また
ンクリ
コ
,
年および
年度
9
トの断熱温度上昇試験に際しては
ー
さらに
.
杉田修
の小林茂広様にご協力をいただいた
セメント ( 秩)
感謝の意を表する
して
A d
,
ic
R
:
h
e
f
v a n c es o
h
-
n c r et e
t
u sk
c
河野伊知郎
･
o
as
ri
of
h ull
ce
c o n c r e te
a
iq
u
ash
A CI
,
･
学習田俊
ラグ
･
J
t o
o u
m
r
L
a
d
e
u ce
-
75 2
,
,
e n ta r y
n
c
e m
ti n
e n
g
-
.
,
原田耕司 ( 1 9 9 4)
･
て
い
つ
コ
:
ンクリ
コ
,
ンクリ
ト工
ー
1
･
.
,
ポゾラン材としてのもみがら灰の
:
土木学会論文集
,
526
,
-
pp 43 5 3
.
,
羽原俊裕 ( 1 9 8 5) : セメント用混合材 ( ス
シュ
シリカフユ
ム
もみ殻灰) 中の非
ッ
･
ー
,
,
晶質相の構造とその水和反応性
.
e
gy p p 4 07 43 1
16 1 pp 4 19 424
,
郎
一
ライア
フ
,
Pl
u e s tl P
n
e c h n ol o
吉田弥智
･
庄谷征美 ( 1 9 9 5)
一
内川浩
こに記
こ
.
.
se
m ass
有効利用に関する基礎的研究
セメントの水和発熱池定に関しては住友大阪
,
-
pp 39 48
,
78 ) : U
- str e n g th
学年次論文報告集
井喜代治名誉教授ならびに月岡存教授から貴重なご助言をいた
だいた
$6
,
(1 9
.
,
ト混合材としての籾殻灰の利用に
ー
本学の浅
,
D
r tz
hi g
h
( 1 9 9 2)
.
-
郎君ならびに森泰博君にご助力をいただいた
一
ー
-
･
m at e r
i al
8
in
r at u r e
e
p
Pi
d
a n
.
.
本学部平成
,
-
.
･
pp 60 63
トの温
ー
.
,
中嶋清実
謝辞
トの断熱
pp 120 121
,
安斎浩幸 (1 9 8 8 ) : 高炉スラグ微
トの断熱温度上昇と水和性状に関す
高橋茂
･
土木学会論文集
,
P K
e ht a
M
M
度上昇に及ぼす抑制効果を確認した
第 5 2 回セメント技術大会講演要旨
,
ー
.
水和発熱特性の変化および壁面からの放熱
,
,
1 15 0
.
村田芳樹
･
ー
p p 1 45
,
:
温度上昇特性
打込み後の温度解
の
ト用混和材としての籾殻灰の利用
コ
,
,
ンクリ
石黒覚 ( 1 9 9 7) :
農土論集 1 $ 7
粉末を用いたコンクリ
初期の温度上昇速度は大きく減少した
4)
混入
混入したコンク
60 %
無混入の場合より
,
40 %
無混入の場
トの最終断熱温度上昇量古ま ,
ー
合と大差なか
および
20 %
セメント技術年報
,
39
,
,
1
pp 3 6 4 0
y
m
a
引用文献
C
o o
C
k
,
DJ
( 1 9 8 6)
.
C
o n cre te te ch n
:
e m
lo g y
o
土木学会 ( 1 9 9 6 a)
3
,
ヰ成 8 年制定施工編
a t e ri a l
- Ri c e
m
h
k
tI S
-
sh
a
ト
ー
ト標準示方書
ー
ンクリ
,
ー
,
ルダム監査廊の温度ひびわれ解析
農土誌
,
f
d
ro
or
Ct
ion
tl
e nt
ce m
d
an
P
,
ro
c
ti li z a ti o
u
n
JS CE
f
o
.
,
ト工学
ー
-
3 4 4
,
ー
ト
-
pp 7 2 82
.
,
.
.
.
,
.
農業土木学会論文集編集委員会あて) は
,
1 999 年 4
,
月 2 4 日まで受付けます〕
-
n
P
:
sti t u t e
b
,
以内
,
pp 43 48
I
( 1 9 8 2)
･
su
a
.
,
.
I
,
高炉スラグ微粉末を用いたコンクリ
:
.
･
.
5 ク9
as
〔1 9 9 8 5 2 1 受稿 1 9 9 8 8 1 7
閲読了〕
〔この研究論文に対する公開の質疑あるいは討議( 4 0 0 0 字
ー
ー
ー
フィ
o
sh
a
-
.
,
土木学会 ( 1 9 9 6 b) : 高炉スラグ微粉末を用いたコンクリ
トの施
工指針
コンクリ
ト
ライブラリ
第 8 6 号 p p 8 31 8 7
:
S M
b kh
k
us
p p 1 8 2 19 1
･
石黒覚 ( 1 9 9 1)
h
依田彰彦 ( 1 9 9 6 )
ンクリ
コ
d
a n
.
ce
.
n
u e n ce
f Rice H
o
k
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LT n i v
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I
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U
R O
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e r a tu r e
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M
o n c r et e
C
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,
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5 1 4- 8 5 0 7 J A P A N )
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ad i ab a ti c
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n
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r e pl a c e m
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1
.
-
･
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,
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pp 157 166
,
p p 1 7 1 1 95
,
スコンクリ
マ
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r e pla c e m e n t
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by
c e m
e nt
te
c o n c re
it h
w
of
e at
l
o w e r
vi
o rs
th
in
ri
t
o u
s
c e
a n
th
a
m
at
as s
･
t,
A di a b
a ti c
t
e m
p
e ra
t
ri s e ,
u re
a n aly s is
T
. J S[D
ra ns
R E O ct 1 998
.
コ
農業土木学会論文集
Tr a m s
of
∫ S I D 良 E
.
N
o
19 7
.
pp
,
91
.
( 19 98
99
-
.
10)
矩形断面水路における流し掛け水車の出力特性
*
後藤寅宏
*
片山秀策
* *
農業工学研究所 ( 〒3 0 5
-
* * *
たときの水車出九
水車
1) 水
3) 水
キ
1
さらに水車設置による上下流
,
ド:
ー
フル
,
水車の周速度が水路涜速の
,
流し掛け水車
涜水エネルギ
,
45 % の
堰上げ
,
ている
これらの問題の多くは過度の化石
･
によるもので
地球環境問題は
,
ネルギにかわる
エ
る水九
風力
られている
･
等で発電
れてきた
水力
エ
ネルギの使用
ネルギ問題と
エ
いえる
.
化
ネルギの開発が強く求め
域エネルギの中で水力
これら地
古くは揚水
,
エ
ネルギ涙として農村地域に賦存す
エ
太陽光等の地域
,
エ
農業用水としても賦存しており
製粉
,
,
これまで
,
ネルギは
エ
1 2)
-
-
1 1)
-
利用するために
ときに生じる
水車羽根の高さ
,
に達した後は減少する
45
.
た流況を示す
っ
流量
,
,
.
水車効率は最大効率 o
,
流し掛け水車を用水路に設置し
,
.
.
.
水車効率
トルク
,
周速度
,
ダム
,
脱穀用の動力として利用さ
ネルギは揚水
,
製粉等の動力源として
古くロ
,
する水車は
伝統的な技術の積み重ねによ
,
えられている
水車やプ
また
.
ー
ロペ
,
a
であるわが
流水
エ
エ
エ
て
,
水車は
エ
.
,
この
ギ瀕であるためといえる
一
,
方
,
19
,
用
られる特徴がある
安全に送水するため
農土論集19 7 ( 66- 5)
これは農業用
であり
,
水路
-
の
ネルギから得
エ
変換が困難で
動
,
ネル
エ
.
の
,
安定した出力が長時間得
本研究の目的は
.
膨大な流水
エ
,
ネルギ
現在利用されていな
を有効に利用する研
環として水路に設置した流し掛け水車を用い
一
動
て
,
力に変換利用するための基礎的な課題を明らかにするも
,
のである
2
.
.
研究目的
,
の後 s
m
,
用水を
設計においても安全性
,
経済
･
ダ
･
(1 7 9 3)
e at o n
などについて
これ
用水路の
の目的が
現存する水車に関する最初の理論的考察は
ろのレオナルド
階段工
,
,
.
農業用水
究の
路の
進められた
ネルギは揚水に利用される程度で現状ではほとん
ど利用されていない
ネルギ
エ
間あたりの出力は小さいもの
ネルギ
エ
落差工
ネルギが利用でき
動力利用がなされてきたが
電気
流水
,
.
19 88)
,
,
また
.
力利用に限られるため現状では利用価値の少ない
農業用水路延長
ネルギは膨大であり
ネルギと考えられる
得られる地点では位置
までも発電
ている
っ
と長大で ( 農林水産省構造改善局
m
は農業分野独自の
の
国にあ
っ
ビン
ー
以上の農地に送水している農業用水路で
水路に賦存する水力
等落差
いるフランシ
水車利用の中心とな
,
水田農業が中心
1 00 b
て今日まで伝
現在発電に使用されて
ラ水車などのいわゆるタ
世紀に開発され
受益地
っ
,
ないためである
てい
られる出力は小さく
い
.
約 2 8 00 0k
,
考慮され
,
落差工
,
性が重視されることから農業用水路内に構造物の設置が
農業用水路の流水エネルギから得られる動力は単位時
時代から利用されており水力を利用可能な動力に変換
,
くば市天王台 1
-
影響等を検討するために
の
,
,
は
-
･
水車出九
,
,
ス
くば市観音台 2
ド数により異な
ー
温暖化酸性雨など地球規模の環境の悪化が問題となっ
マ
1
はじめに
.
石
1 2)
1
たところ以下の点を明らかにした
っ
水車設置により波立ちが生じ
,
車の最大出力は
ワ
ー
水車効率
つ
つ
榊
旨
車に作用する負荷の増加に伴って上流水位も増加し
下流水位は
2)
8601
ギを流し掛け水車を用いて動力に変換
ル
佐藤改良
くば市観音台 2
-
負荷を変化させた水理模型実験を行
の
-
-
筑波大学農林工学系 ( 〒3 0 5 85 7 2
要
農業用水路の流水エネ
つ
8609
農林水産技術会議事務局 ( 〒3 0 5
* *
榊
天田高自
らによ
W
ei sb a c b
,
理論
.
,
っ
(1 8 7 7)
て
な
け
っ
,
,
1 500
年ご
は水車の効率,
出九
実験両面から明らかにして
効率の関係につ
.
そ
動力水車の実験的研究が
世紀から 1 9 世紀にかけての水車の研究では
と水車出力
,
ヴインチの手稿と言われている
いて論じられ
,
,
損失
いる
.
18
水車の形状
研究の対象と
た水車は動力水車として大きな出力の得られる上掛
,
胸掛け
,
下掛け水車である (R
e y n o ld s
,
1 9 8 3)
.
一方我が国の在来の動力水車や揚水水車の研究は明治
,
859
92
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
中頃に井口 ( 1 8 8 8) によ
研究が中心であった
な観点から
黒岩
,
昭和
.
青木
,
らの研究がある ( 黒岩
平岡
出水
1 984 ;
,
されており
らかになっている
藤原
,
また
.
藤原
から
出水
,
越智
前田
出力
,
前田
,
1 9 9 2)
,
藤
.
効率
,
下掛け水車は
.
トを有する下掛け水車と
十
水車上流に円槽やゲ
,
水路や河川で利用される流し
,
掛け水車に分類される農業用水路には現状では堰やゲ
ー
.
トを設けられない場合が多いので
水
流し掛け水車は古くはロ
ー
,
け揚水に利用したノ
などがあり
1 9 9 8)
リア
ー
に取り付けた橋水車
け水車
舟に取り付けた舟水車
,
,
水車とも呼ばれ
2
著書では
L
,
3
n
(v
I
いる羽
,
w
,
路まで通水断面
動力瀕として利用
できること
,
塵機
の
稼働に十分な動力であること
,
水車を利用
で
実用化に向けて
,
これは
-
)v
c
得られる動力が
,
たとえば揚水機や除
経済性
流し掛
用できない
掛け水
の
-
)
v
,
根枚数
枚の羽根の浸水部分面積(
:
流速( r n/ s)
2
である
)
m
周速度(
水の密度( k g/
:
p
,
c
,
3
m
)
,
/ s)
m
A
象と
影響が少ないように水車を設
揚水程度にしか利
,
そこでより大きな出力を得るため
.
でこれまでほとんど検
中
また流し
,
討がなされていない
.
流し掛け水車の水理模型を製作して
,
設置した場合の出力
:
特に幅
,
であることから対
得られる動力はわずかで
,
車の
本論では
( 1)
製作の容易
,
現在の水路は矩形断面が多く
,
本研
.
程度の矩形断面水路を研究の対
m
程度の水路に流況
m
置した場合
β4
c
である
.
種々の
.
幅1
,
できること
程度の水路はほとんど矩形断面
1
,
また前傍ら
,
流量も様々
,
の
した
後藤
.
種々
m
.
愛知用水などの大幹線水路から水路幅数
,
1
C
水車出力(
:
(v
2
)
.
身近
共に
,
水路との隙間の少ない水車を対象とした
]
v
浸水して
:
の
a cb
ている
いるが
究では
.
である
水車上流の堰上げ水深を通水断面に対する水
,
の末端水
c m
象とした
.
橋脚
,
.
水理模型実験により農業用水路における
,
性などを考慮して
時代に水車に瓶を取り付
の出力は次のように記されている
ヰ
ここで
いることになる
海潮を利用した海潮水車 ( 川上
パドル
,
マ
水車の理論をまとめ上げた W ei sb
n
農業用水路における流
,
ネルギの利用は流し掛け水車を用
エ
は
農業用水路は
車がある
定量化が必要となる水車の設置によ
十分な検討がなされていない
ネルギを動力に変換する水車とし
エ
下流
,
波立ちが生じること
の
-
影響を明らかにした研究はわずか
の
-
堰上げ
車の羽根面積比で算定して
.
て下掛け水
,
の
-
これら現象の
,
( 1 9 9 6) は
関係を明らか
の
.
上流
流し掛け水車の水理特性を報告しており
揚水水車の
,
影響を明らかにすることである水車設置
の
-
ら ( 1 9 9 6 a)
効率特性が明
,
て
っ
る水路
1 984 ;
,
性能試験の結果が報告
越智らの研究では
,
水路流況
て
に伴
1 9 83 ;
,
ビンの
ー
主に産業考古学的
,
1 9 86 ;
,
在来型水車の
農業用水路の流水
ー
平岡
,
青木
1 98 0 ;
,
回転数とトルク
,
にしている
,
越智
,
以後タ
,
上掛け及び下掛け水車の出力
,
実験を行い
年以降
50
1 987 ;
,
原らの研究において
なされたが
て
っ
効率
,
水路流況
,
の
-
水車を
,
影響など基礎的
な水理現象を水理実験により明らかにする ■
.
,
一
:
3
,
実験方法
.
近年でも河川からの揚水に流し掛け水車を利用した研
究 (G
数に
a
つ
rm
an
いて
. 1 9 8 6 ; B u rt o n
報告されている
,
業用水路の落差
美 ; 十文字町
電の研
究(N
,
エ
ネ
ル
,
工
を利用
1 9 8 6)
K K
以上のように
車の出力
1 9 8 8)
,
.
また
があり
,
水車の出力係
わが国においても
,
3
流し掛け水車の水理特性を明らかにするための基礎デ
磨
,
した流し掛け水車の研究 ( 成
がある
1 9 8 7)
,
これまでの
タを得るため,
ー
や双胴船に取り付けた水車による発
,
水理模型
1
.
うに
幅24c
,
m
,
水理模型を作製した
高さ
32
c m
長さ16
,
に示したよ
F ig 1
.
.
のアクリル製の水
m
平水路を使用した上流端には計量用の直角三角ゼキを有
.
.
流し掛け水車の研究では
効率が研究の中心であ
っ
た
.
する上部水槽
水
,
送水する循環方式とした
ギ利用において重要なことは得られる出力に加え
,
n
d
下流端には水位調整用のゲ
ー
ト
,
ゲ
ー
e rs h ot
w
at e
r
h e el
w
w a
te
.
r
l
e v
el
m
e
te
r
th i n p l a t ∼
e w eir
-
rese n
oir a n
′
d
tr
i a n gl e w eir
I
l
'
ー
5 5 In
-
㌣言
郡
1
I
E
x
p
3 5m
.
r eSen
JO
lr
実験装置の概要
.
860
･
3 O T TI
Ⅱ
Fig 1
i
e r
ト直
下には循環用の下部水槽を設け, 水中ポンプで上部水槽に
農業用水路の流水
U
,
m
e n
t al
a
pp
a
r
at u
s
T
. JSI D R E
ra m s
0 ( :t 1 99 8
.
%
93
T
Th
曾
C
装
V
e rti
l
c a
ti
se c
o n
f
o
at e
w
l
(
F
,d
w
L
r
)
c m
2 4 (2
12 3
.
0 2 1
2 6 (3
C l 8
8
0 0066
12 3
0 20
2 1 0( 5
C2
4
4
0 0126
12 8
0 3 7
2 6(3
6
6
0 0127
.
12 8
.
0 3 7
2 1 2( 6
c
8
8
0 0125
.
12 8
.
0 36
2 1 8( 9
-
c a s e
4
4
0 O191
.
13 6
.
0 51
2 1 4( 7
1
c a
6
6
0 0188
13 6
0 50
2 16 ( 8
c a s e
C 3 8
8
0 0 186
13 6
0 49
2 2 0(1 0
･
･
1
･
･
:I niti al w
.
.
,
.
.
.
.
.
るほか
R o t ati n g di s k
U
,
トルク計
,
Ili v e r s al
j o l nt
T
ボ式水位計 ( ケネ
ー
水車の上流
,
した
･
点
3
下流 2
,
軸トルクはトルク計 ( クボタ製
計測した
流速は
水車平面図
Fi g 3
Pl
an
e
s
e
c
ti
o n
f
o
a:t
w
e r
e
el
)
一定水位のもと
,
実験流量は
25
6
c
of
b l ad
{
8
く
4
m
-
c
流れの
e
,
c m
フル
c m
a
p( 3
m
m
)
H ei
gh
t
of
ー
e
an
d i
n
iti al
w
a
t
e
r
6
,
m
直径 5 0 c
のアクリル
m
m
幅 23
,
軸受けを設けた
.
c m
ユ
ニ
( 軸径
30
バ
,
Il
農土論集1 97 (66-5)
ー
)
皿
水車には
ョ
.
.
,
ビス穴
皿
で
を設け
,
,
.
,
て
,
F
,
'
で
0 019
羽根の高さ
,
T
abl e
/s の 3
それぞれ 0 22
,
.
0
,
.
35
0 5
1 に示す
0.4 1
,
である
.
,
.
巻き
,
の約 1 /2
で
'
.
種類とした
3
m
.
,
0.2
-
流量
,
0. 5 7
,
m
.
/
s
.
2k g
,
,
8
2 kg
,
ずつ増やし
,
実
負荷の増加により水車の回転に
,
た
っ
.
初期水位のおおよそ 1 / 3
,
種類とした ( F i g 4)
の 3
c m
から開始し
.
1 /2
,
,
2 /3
.
m l
で
.
連結と同時に計測を開始し
,
水位
トルク
,
回転数等を
,
計測した
羽根
及び写真樟影した計測は水車上流水位が安定するまで継
水車と水路側壁の間
3rr
,
シャフトを
両端
ある
.
イントを介して巻き取りシ
を連結し
を用い
-
,
板で作製した ( F ig 2)
水車と水路底の間隔は
サルジ
s F 5 0 0 1)
,
水車上流水位が安定した後水車軸と巻き取り
水車軸 1 0 Il
,
を交換できるようにした
ずつ
,
実験では水車を設置した水路に上記の流量を流下させ
d e pt h
連結させた
,
を用
-
実験条件を
.
0 013
,
水車の羽根の高さは
bl a d
水車模型は厚さ 3
ド数は
むらが生じるまで行
)
水車羽根の高さと初期水深
.
0. 0 0 6
,
験は水車が停止するか
である 4
F ig 4
とした
m
負荷となる錘は
d e p th
w at e r
( C 3 : 13 6
水草回
,
E 3 V 3 D 6 1)
m
G
h i ti al
製
5
ジで計測
ー
T D O O 5)
,
初期水位は水車半径
.
.
時の水路内平均流速は
c m
この
H e ig h
ン
,
点の合計
水車設置に伴う流況の把握および水車出力を明らかに
ある 12 から 1 3 c
ャフト
)
c a s e
.
上げる負荷を変化させた
水車軸には
)
s e)
水理実験
3, 2
h
w
ロ
電磁流速計 ( 東京計測製
,
するために
Ⅱ1
)
s e
.
水車の上流で計測した
隔は両側 5In
)
a
ク製 s w -301
ッ
点を計測した直角三角堰の水位はポイントゲ
m et e r
o rq u e
R o ll e r s h a ft
( l ュ枚)
)
c a s e
.
を用いて
N S -2 n l)
いて
ー
)
c a s e
-
.
)
回転数計測用円盤を取り付けた ( Fi g 3)
,
サ
,
転数は非接触型回転数計 ( オム
ロ
e
-
.
㊨
にビ
c a s
d ep th
t
a[ e r
水路水位は
,
-
.
.
e
-
.
.
.
c as
-
.
.
1
Ⅵ7
→
水車模型は
o ad
(k g)
0 19
･
F lo
iti al
12 3
C 3
*
n
0 0068
C3
e e
ts
e n
'
I
/s)
m
m
0 0063
C2
h
3
x p er i
6
･
w
e
r at e
w
(
f
o
4
･
r
Fl o
n s
C l 6
･
水車横断図
.
hg t o f bl a d e
( c m)
ei
実験条件
1
.
diti o
on
c
e
C l 4
C2
F ig 2
E
as e
e
bl
a
負荷となる錘を巻き上げ
水車周辺
･
の
流況を把握するために
,
ビデオ撮影
.
続し
,
計測
の
時間間隔は 0.l s とした
水車出力は次式によ
っ
て
算定した
げ状況をビデオ撮影しワイヤ
,
ー
の
量を算定して水車出力を算出した
.
.
確認
のため
,
巻き上
巻き上げ時間から仕事
.
8 61
,
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
94
E
0 2
E
.
.
h
0 16
.
逮
h 2
.
■
‥
o
環
･
＋
●
･
- ●-
(4
c
m
l (6
c
m
l
･
●- -●- ●
-
H
,
＋
L
◇
o o 8
.
l
2
2
E
( 5)
2
l
E
,
2
Ⅰ
ここで
h
,
ー
Ⅱ における各水理諸量とする
,
∠
舛 h
-
5
10
L
理論出力
:
6?
,
流量
:
.
An
水車効率で
:
L th との比
実験における水車の出力L と理
,
.
e x
of
p le
am
Ⅰ
,
w a
t
15
回転数
,
水車効率は
,
分間の平均値とする
.
実験結果およぴ考察
.
d e p th
a
t
s
e cti o
I
n
Ⅱ
,
水車上流の流況
4. 1
示す (C2 4
加に伴
C2
8
･
F
,
Ⅰ における水位変化を F ig 5
断面
,
0 35
-
r
.
流量
,
する
水位は
.
フル
,
X
o O O3
L
を F ig 6 に示す
(4 k g ))
h
.
l
昇率
している
･
II
･
･
C l
･
==･･- ◇p-----
･
4
C2 4
･
＋
-
-
+
C l
ン
･･
･･･
6
･
＋
C2 6
･･
･
-
C l
ペン
-
･
･･･
･･
･
C 2
･
･
8
F
8
r
.
する波が
･
･
･
x
-
C3
･
･
4
--
うた
-
-
-
C3 6
-
･
-
ぅー
-
･
･･
･･
C3
･･
･
8
さ8
0
生じた
0
5
10
L
15
o ad
上流
,
,
-
.
o n s
hi p b
tw
ee n
l
oa
d
an
(k g)
d
h
c
a n
4
g
of
e
w
.
:
d
at e r
e
た
っ
pt h
(2 )
T
:
トルク叩 m)
,
N
回転数( r p
:
水車効率は以下のように与えられる
･
び有効落差は次式で与えられる
862
.
m
ずかながら減少
,
c m
無負荷では 1
,
.
82
c m
.
の
特に羽根高
水位変動を
.
.
エ
r
フル
,
ド数
ー
負荷によ
,
っ
て
大きく変
.
において
0 2
-
.
,
ネルギおよ
水車内部の流況は負荷
,
関係なく安定しており
羽根高さ 8 c
)
F ig 1 において
水車上流の断面 Ⅰ と水車下流の断面 Ⅱ の比
てわ
っ
,
.
,
h l ( 6 k g) -
-
化し上下流の流況に影響を与えていることが明らかにな
T N /9 5 5
水車出力( W )
すなわち単位負荷
,
水車内部流況
2
F
=
.
25
2 0
負荷増加に対する水位変化量
e
0 5
羽根の高さが高
伝播することが確認された
水車内部の流況は
F ig 6
-
水車羽根が水面を押し下げる時に発生
最大 0.8 2
では
c m
r
上流水位は上昇したのち安定するが
,
において
0 2
F
,
.
負荷接続後
-
0. 2
単位負荷増加に対する水位変化
.
,
･
r
.
量は一定ではなく負荷の増加に伴
0 0 02
負荷の増
.
-
増加に対する上流水位の変化 ( ∠プh
の
(2 k g)
≡
の上
/ s)
F
.
,
負荷増加に対する水位
.
m
.
ド数が大きいほど
ー
くなるほど大きな値まで上昇する
0 00 4
0 01 3
は負荷の増加に伴い上昇
においても同様に上流水位 (h )
l
5
に
.
3
車上流水位は上昇している
て水
っ
地点
m
-
･
･
水車軸と巻き取
,
における水位変化
,
.
,
2 0
0 006
P
て用いる水位
( k g)
o ad
l]
e r
トルク
,
水車上流 2
p
.
(7 )
T7
,
.
,
4
断面
F ig 5
i
,
2
1
0
at
て
っ
りシャフトを連結させ上流水位が安定状態に達した後の
-h
l
0
R el
蘇
,
L/ L th
=
水車出力
01
従
.
疏
:
Q
,
.
.
,
gH
特に記述のない場合以降の検討におい
0 02
0 0
重力加速度で
,
V2
(6 )
L th
論出力
.
竜
v l
間における水車の理論出力は次式で与えられる
,
ここで
ー
0 04
.
:
g
,
水深
2
:
∠
0.0 6
0 00
h
,
l
間の有効落差
Ⅱ
,
ルギ
ネ
エ
Ⅱ
,
=
比
:
を断面 Ⅰ
2
,
77
( 4)
/2 g
断面
:
L tb
)
)
m
)
m)
m
)
m
)
(3 )
2
-E
l
,
断面Ⅰ
●
(8 c
(4 c
- I -(6 c
-- - = -- - ＋1- I 2 ( 8 c
＋
∠払( 4 c m )
→ ト
∠ 払( 6 c m )
ー
∠二
二あ｢8 c m )
.
S=
･
h
h
h
h
h
h
＋
0 1
A
h
●
･
.1 2
･
べ
E
=
字l
0 1 4
旦
2
ここで
l
2
1
h 2 ＋v 2 /2 g
-
H
0 18
h l ＋v
-
l
疏
の
-
F
r
-
では
m
,
,
下流
数が高く
,
,
0 5 において,
.
羽根高さに
波の伝播はわずかである
水車羽根による水面
波の伝播が観測された
0 35
の
-
,
の
押し下げと上
.
負荷の ′+ さい時には水車の回転
､
水車羽根の水面の押し下げと
水車下流部で水
,
T r a n s J SID R E O
.
. 1998
ct
矩形斬面水路における荒し柑ヤ永車の出力特性
Fi
.
95
;
/I ;
-
＋
.
ー
■
c2
ー
-
1
r
C3
4
4
1
L
･
_
Z
･
3
一
7
1
一
寸
･
-
-
c 3
6
･
_
L
･
3
ー1 i
凹
.
q
■
■
･
■
･
-
C 2
-
8
･
･
1
J 9
･
也
二
0 0
0 Ol d
■
---
｢
0 O 14
.
■l
負
＼
J q ′
t
J
.
q
<
E
t >
i
.
X
ヽ
J
I
o
J
●
ゝ
0 0
.
S
ゝ
<
上涜
O 0
肖
下涜
･
≡
E
-
o o
.
( a) F
功 5
-
r
日el g h
1
o
f b】a 血
写c T
=
n
,
T
o ad
4kg
-
0 0 04
.
0 00 2
.
0
0
5
L
断面 IT
Fi g 8
.
義
下涜
O )) F r 0 5 F[ ei g
ht
=
･
fb h d
o
,
e
=
6
ct n
,
l
o ad
甘
p
flL
O
r
iT t Si d e
e
a
cq
rr
e T)i
w
h
水面を水車羽根が叩く
もに /k q J
ことに上
き普を発 t した
J
転数が減少 L
これ
,
.
らの
.
.
た
Fig 8 EL
.
上弥
､
を宝t: させる
れが
))
っ
て
特に
.
F
r
-
0 5 では
,
空気を連行するとと
.
このため
.
の堰上
→
げ
.
1
7
( b))
.
羽根の上
部を越流する成れ
の
,
t
れた
F
,
のケ
ス
ー
水位変化
で
-
r
では
0 2
.
.
水車下涜
地点
m
トしたものである
.
下流水位の変動も少なく
負荷や羽根の
,
.
ミ
=
.
.
.
下し, 羽横による水面の跳ね上げカ; なくなると
の
F 疏水位
,
変動幅が減少した水車羽根が水面を通過する時に水面
.
変動を生じるが
,
上下涜水位差が ′トさいときには下流
水面変動の伝播はわず
負荷の増加に伴い
きくなり
.
.
かである
水車下読の充況
(F
r
り
･35
.
.
断面
流量 o.o 1 3
I 土暮1 1 97 価- 5)
位
.
羽根上部を越流する戎れが水車の下滝水面を押
.
さらに流下永脈を水車羽横が
し上げることにより床れが不
打の
3
m
/ s)
.
水位変化を
軸
負荷
関係なく下流
o
)
増加
に
5
に示す
大きな変動を及ぼす
に
に FTr
大
一
-
O j5
ト
′
ー
の
へ
回転数が減少し+ 二下鹿の水位差が大
L 下げ, 水面変動を生じた
押
.
水車卜硫 2 tn
断
計測時間 I 分間における最大水位と最
,
ロッ
,
2
達統となり読下水脈によ
.
り押し下げられた下滝水面が煎れの方向に移動し
4. 3
でも初
た流況を示すことが明らかにな
っ
高さに関係なく安定した涜況である
増力耶こ伴い上下涜の
.
c
ずれ
.
滝沢を示し涜 F 水脈が水車下鹿部まで達する現象カミ観
a lr
.
い
伝搬する現象が確認された負荷の増加に伴い回転数が低
た
.
水位葦が増大し水車内部で法もぐり越前から不完全越流
の
較すると
打
s c d J On
流れに逆らう方向の力
.
水車羽根を通過できる流
負荷
d
d
a
o
F y 0 35 で妓
負荷カ少ない時点では水車下虎如で水
.
車の回転による水面の跳ね上げが生じこの影響が下涜に
っ
水車内部では堰を越流するときに生じる流
観激された ( F ig
l
水車の包
て
っ
現象姓生じなくな
は
e 71
d e p dl
上涜水位安定後
.
面II の
e el
羽根に作用する流水の力との釣り合いから水
車のtg] 転数が減少する
量カ; 減少し
a
負荷の増加に伴
負荷の増加により水車羽根に
が増加する
7(
･
tL e
定である
一
で比
ド数により異な
ー
小永位の差をプ
面の跳ね上げが観軌された ( F ig
J
.
つ
I V al e r
b et
期水深とほぼ同じであるが水車設置による波立ちが生じ
1 4kg
ここ
水重内部流況
.
FI o
はほぼ
下流水位は平均値
フル
F ig 7
S hi p
D TI
O f w at e r
c h a z7 g e
均水位 ( A ,)
の平
上涜
d
(k g )
d
o
20
おける負荷と水面変動幅
に
R cl由i
也
15
1 0
で壮
.
ことが
明らかにな
っ
た
.
下流水
,
このよう
負荷の増加に伴い下涜水位の変動幅が
大と変化する
ことが
明ら
かにな
っ
た
,
863
.
.
96
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
F
3 5
.
o ad
＋
( 2 0 k g)
＼
q
￣
￣
￣
￣O
I
A
ト
I
&
l
○
^
∼
＼
＼
ー■
--
X
-
I
＼
＼
or
C3
-
L
-
qu
e
負荷の増加に伴
,
C3
(
or
1
O
u tp u t
T
or
C3
(
(
o ad
･
では
c m
た
負荷 2 kg
しかし
.
6)
1
8)
(6 k g)
(c3
荷の増加に伴
トルクは
○
[
2
ヽ
0 5
.
R
t ati
o
(r p
回転数と出力
A
e xa
m
p le
b et
w
e
e n
r o
ta 土
io
n
ト
,
l
a
s
p
d
e e
F
r
-
F
r
-
F
,
0 5
.
で
(4
m
o u tp
,
rq u e
o
(6
である
2･7 rp
m
7 8 rp
)
c m
(6
(6
m
･
,
1 0 4 rp
.
,
で 0 3 8 W
)
c m
)
c m
m
(8
.
3 9 5 rp
,
7rp
,
(8
m
メ
-
-S
l
エ
o ad
ギに加えて
( 2 k g)
になる
2
∼
■
-
0 15
.
-
7
7
----
う㌣
( 1 4 k g)
7
7
0 05
.
-
-
･
X
7
(
･
･
･
･
7
(
7
7
Q
(C3
･
･
4)
伴
6)
い
8)
15
2
o t a ti o n al s p e e d
( rp
m
0
2
5
e 冨a
m
Pl e b et
w
e e n
m
ていることがわかる
っ
ある (
,
.
-
.
これま
.
.
い
水路や河川
ト
ー
,
.
このため水車羽根には流水エネル
上下流水位差として水圧が作用していること
いては
,
F
-
r
0.3 5
,
r o t a ti
o n a
l
sp ee
d
において
0 5
.
水車内
,
,
水車の効率の低下がみられた
,
にな
っ
た
に示す
F ig 1 1
.
,
.
.
負荷の増加に
効率が最大値の
出力は増加するものの効率は低下する
,
効率
0.4 5
.
に
負荷を
出力ともに低下することが明らか
,
.
.
6
水車音
水車羽根が水面を叩く音が F r 0.5
周速度 o.4 7 m / s 以
￣
上のときに観測されたまた水車羽根が水面を叩くとき
-
a n
d
e
f rl Ci
en
c
y
.
,
,
に発生する気泡を水面下に引き込んでいる現象も確認さ
864
)
0 35 と報告されて
幅の広
,
)
Fi g 1 0
0.1 5
,
A
(4 c
)
4
.
m
げを生じるが本実験のように水路
効率と出力が増加するが
,
達した後
回転数と水車効率の関係
F ig 1 0
.
最大出力時の回転数は
,
この値は
水車効率と出力の関係を
･
･
,
増加し続けると
10
R
,
0 5 で 1 1 rp
-
.
になると
6)
( C3
0
5
)
.
部で生じた流下水脈が水車下流の水面を押し下げる流況
4)
( C 2 8)
7
･
2
C 2
)
T
- J- I
- ◇= -
(C
T
77
∼
･
0
r
,
では
0 35
-
r
ネルギと計測された水車出
で
.
.
の堰上
-
流況と効率につ
6)
･
＋
o ad
(C l
･
7T ( C l 8 )
-
＋
.
0 45
,
1 9 8 3)
,
流水位差が大きくなる
∠二土
L
0 1
F
F
,
O
L
,
.
c
■
.
)
で 1. 5 8 W
の回転数をみると
c m
,
0,3 5
-
r
と隙間の少ない水車の場合は堰上げがより多く生じ上下
0 1 5
o
トルク
,
.
最大値は
e y n ol d s
加に伴い上流
己
ど
,
からの噴流を利用する下掛け水車の効率である負荷の増
A
.3
負
.
,
.
0
)
s
に設置する流し掛け水車や半径方向の平板羽根でゲ
*
令
0 35
T
^
O
【コ
也)
(R
いる
汰
c m
)となり
c m
(8
m
,
研究で下掛け水車の効率は
での
0 45
F
最大出力時
.
水車効率は水路の流水の
0 5
.
/
m
水車効率
水車効率の
0 4
流量 o.o 1 9
,
,
ド数の増加とともに高くな
ー
4. 5
t t
u
)
c m
0. 2
-
r
で 3.0 0 W
0 2
m
F
,
力から算定した
汰
令
0 5
.
さらに負荷を増加し続けると
.
,
.
r
一例を
,
3
.
･
8 rp
nd
a
8
-
,
クの関係
ル
トルクの関係について
,
･
ている
フル
.
C 3
-
k g,
9.7 rp
F ig 9
.
0 ad
)
m
4
･
増加する
3 0
o n al s p e e d
,
て回転数は減少するのに対して水車出力
っ
最大出力は
2 0
確認され
で
は増加し続けるが水車出力は最大値に達した後に減少し
■b 女
10
羽根高さ
,
消され負荷変動と下流水
た
っ
2 0k g
-
水車羽根による水面変動
では
てかき
水車回転数と水車出力
I
(
.
水車出力
4. 4
＼
＼
.
でみられた
0 35
-
r
では 8k g
c m
c m
面変動の関係はみられなか
.
: ⊃
8
,
さ 4
流れによっ
,
Fi g 9 に示す
:⊃
1
1 0 kg
-
羽根高
,
が生じても
1
＼
て F
っ
大と変化する現象が
-
8)
･
C3
u e
q
4)
6)
I
ql 児 ( C 3
小
-
4)
･
(C 3
u tp u t
I - ○- 一T
2
”
コ
こデ
T
くト
￣
Z
Q) tit(
u
6
■
i
≡
O
- ･･･ - -
不
3
>
.
下流水位変動幅の大
L
(
では
0 5
-
r
T
. JSID
ra 【s
R [ O ct 1 998
.
,
矩形断面水路における涼し掛け水草の出力特性
れた
除塵機の駆動に流し掛け水車の動力を利用した後藤
･
ら ( 1 9 8 6 b)
3 5
.
=
--
■
･
C2
･
-- - ◇ -
C 2
-
3
･
.
C2 8
--
C3
･
C3
･
+■
o ad
で
( 1 6 k g)
/
6
- -x ･
L
4
-
8 3 d I〕の
＋
C3
･
7
.
6
L
8
o ad
l O
1
/
m
s
榊
,
,
5
流況
の
音圧で観測されている
.
周速度と出力
周速度 (c
kg
る
:a
幅の広
･
: ln
い
/ s)
は
∋
(
1 5
.
米
i s b a c血
W
e
/v )
が o 4
c
1 8 7 7)
,
水車外周の速度で
,
出力に関係す
.
局
,
時に最大出力を生じる
の
本実験では水車設置に伴い上流に堰
.
上げを生じる条件で実験を行
X
,
水路に流し掛け水車を設置した場合では
速度と流速の比 (
コ
1
○
流速
,
/ s のときに水車羽根の水叩き音が水車直上
m
4
4
＋
-
報告によれば
の
1
.
2 5
.
周速度
,
部で
97
初期状態から減少して
いる
たため水車上流の流速は
っ
.
t
c
丈
･
･
比
0 5
.
o ad
L
∼
(2 k g)
周速度と水車上流 o,4
Fi g 1 2 は
9
比
0
･
と水
,
車出力の
関係をプ
ロ
トしたものである
ッ
から最大出力時の周速度と流速の比 ( c / v l
)
0
0 2
0 6
0. 4
.
E f{1 Ci e
n c
読みとれる
.
みとれる
y
方
一
･
らは
Fi g 1 3 か
.
.
ると考えられる
水車効率と出力の関係
Fig 1 1
.
l a ti o
n s hi p
b et
w
e
e
n
e
f fi c i
n cy
e
a n
d
o u
) の
2
F ig 1 2
.
前後と
前後と読
4 5 % のときに生じてい
,
e
.
I
v
このことから流し掛け水車を設置した場合の最
･
大出力は周速度が水路初期流速の
R
は 0 6
この比が 0 45
,
.
tp u t
1 2
.
0 9
.
0
X
不
0_ 8
*
8
,
0 7
.
■
◇
今
■
X
0.6
そ
く)
0 6
.
そ
◇
t
A
令
i
◇
0 5
.
◇
0.4
◇
く)
X
:
?
■
◇
-
.
- t --
C2
.
-
C2
.
-
0 4
-
◇
-
-
4
6
汰
d
.3
0
;
= -▲ -
C 2
◇
C 2
-
･
11
0 2
1-
C 2
･
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Ⅱ
比と水車出力の関係
865
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
98
5
おわりに
.
出水力 ( 19
8 7)
水車の技術史
:
藤原良樹ほか ( 19
農業用水路の流水
に
ネルギを動力に変換利用するため
エ
,
効率
水路流況
,
影響を明らかにした
の
-
G
理できる
水車出力も同様に
,
水車効率は
,
.
.
な
た
っ
流況は
F
.
動幅が大
-
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-
にお
.
関係では F r
F
-
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0 3 5 では
小
O 5
利用する場合に上流
,
現状のわが
た
っ
現象が
部確認されたが
一
いることが確認された
農業用水路に流し掛け水車を設置して
.
流水位の変
.
国の
また
,
用水路
の
-
適用は
黒岩俊郎
エ
ネルギを
かんがい期間全体からみれば短いことから余裕高や期別
,
必要となる
増加しても o.4 5 以上には達
出力と余裕高や設置水路の構造などから水車の利用範囲
しないことから
上流
,
の堰上
-
げ量
については順次報告する予定である
本研究を進めるにあたり
:
,
郎教授
,
西日本工業大学工学部池森寛教授から
重な資料と研究
ご指摘を賜りました
の
-
雄地域資源工学部長
言を賜りました
奥島修
,
水車
.
二
記して感謝申し上げます
.
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( 1 9 8 8)
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,
-
pp 672 673
.
,
ネルギ
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講演
ー
,
鹿児
,
-
.
工学会誌
,
輯
6
,
農業用水路におけるミ
:
ス
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ラ
海潮水車
の
日本機械学会
,
巻
71
-
p p 82 6
.
,
第
,
発電に
ニ
て
い
つ
期通常総会講演
75
-
p p 2 80 2 8 1
.
,
前田清志 ( 1 9 8 0 )
,
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池森寛
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,
-
pp 49 5 7
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日本の水車
:
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玉川大学出版部
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,
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,
特性
,
役割-
,
西日本
,
. -
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:
pp 45 54
,
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.
:
( 19 8 9 )
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末次敏明 ( 19 8 6 )
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下掛け水車の動力特性に対する実験
第 4 5 回農土学会北海道支部講要
〔1 9 9 8
日本の稼働水車- 実態調査報告書-
:
-
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pp 97 105
,
日本の水車と文化
N K K
,
,
的研究
.
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:
工業大学紀要
引用文献
青木国夫( 1 9 8 3 )
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ネルギを利用した水車除塵
エ
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第 19 号
,
フ
:
:
揚水水車群に
企画科主任研究官からは貴重な助
所業務管理課機械技術係諸氏から多大なご協力をいただきまし
た
G
.
越智康志
水車に関する貴
,
水路等実験装置に関しては農業工学研究
,
水理特性 ( その 1)
o
p 6
農業工学研究所竹内睦
.
の
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農林水産省構造改善局 (1 9 8 8) : 農業水利施設整備状況調査結果
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.
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水車出力の算定
,
多摩美術大学美術学部川上顕治
,
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平成 8 年度太陽 / 風力
,
丸島水門研究レポ
:
li o p ki n
謝辞
( 1 9 9 8)
( 19 8 7)
N K K
.
今後
流水
:
日本水車ノ説
:
前田清志 ( 19 9 2 )
路水位を考慮する必要があるまた水車効率は負荷を
.
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九州における水車動力利用の残存形態
:
玉置正美
,
成美哲郎
,
が決定される
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設計流量に対する
,
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流し掛け水車
:
6 b)
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会講演論文集( IV )
.
流水の
,
川上顕治郎
余裕高が見込まれておりまた計画最大流量の流下期間は
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十文字町企画課( 1 9 8 6 )
流水
堰上げを考慮しなければならな
の
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,
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83 1
さらに水車
.
.
u
p.3 6 3- 3 6 6
p
,
井口在屋 ( 18 8 8 )
水車による水面変動と下流水面変動の
,
0 3 5 と同様の
.
羽根による水面の水叩き音が確認された
い
て下
っ
-
pp 3 1 49
,
T
平成 8 年度農土学会講要
,
島女子短期大学紀要
.
負荷の増加に伴
,
,
平岡昭利 (1 9 8 4)
ド数により異なることが明らかと
ー
影響を大きく受けて
の
れて低
つ
大と変化することが明らかにな
一
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,
論集
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.
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片山秀策 ( 19 9
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.
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,
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.
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.
上流水位は F ig 5 で示したように負荷
昇する
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本報告により農業用水路に水路との隙間の少ない流し
,
日本の在来形水車に関する研究一在来形水
:
路工業大学研究報告
,
.
掛け水車を設置したときに生じる流況は
8 6)
車の分類と構造ならびに兵凍県下におけるその実態調査 -
･
流し掛け水車の水理模型実験により得られる出力
,
思文閣出版
,
受稿
,
1 998
.
9
.
. 1
pp 76 81
,
1
閲読了〕
.
研究論文に対する公開の質疑あるいは討議(4 0 0 0 字
,
農業土木学会論文集編集委員会あて) は
,
19 99 年 4
月 2 4 日まで受付けます〕
.
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. + SID R E
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.
99
矩形断面水路における流し掛け水車の出力特性
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16 1996 A
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-
.
,
｢ラテ
.
ン
アメリカ地域の住民参加型アプロ
･
チによる
ー
稔合的な農地保全計画の捷音 ( Ⅰ)+
*
秀雄
青郷
●
c hi ef Te c h n i c a l A d vi s o r P
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,
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M
C
,
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及ぼしている
ェ
クト
プに
"
は
つ
"
い
g
ー
原因は
･
て調査し
,
総合的土地管理
い
る
･
森林の伐採
･
農業活動
,
で
,
全て
の
段階での農民参加と
･
アメリカ
ー
･
総合的土地管理
っ
,
S
S
,
IA O
a n ti a g o
,
,
C hil e
C H I L E)
P 7 Vj e c t G C I y R L A /1 2 6 W P N
a n ti a g o
,
C h il e
,
C H I L E)
農業生産の減少はもとより社会基盤や経済全般に悪影響を
及び薪炭林の過剰採取などである
,
持続的開発に必要な住民参加型アプロ
''
* *
a a n
旨
過放牧
,
本論は農地保全計画立案に当た
ワード: ラテン
農土論集1 97 (66-5)
･
,
ラ米地域の農地保全と回復を通じた持続的農業支援計画
重要視して
キ
,
南米諸国で急速に進行しており
1( 伽 5
e m e n t,
1 0 95
a sill a
d A d ri
P , vj e ct G C F R L A / 1 2 6 /J P N
a sill a
要
農地劣化問題は
o e n ra a
,
”
では
,
チを各国に普及した
ー
.
プ
ロ
ジ
ェ
FA O の地域プロジ
.
土地劣化の度合い
原因及び劣化タイ
,
クトが採用した概念
土地劣化問題解決の建となる農民の社会経済的な要素を
て必要な
土壌保全
,
,
この
概念に
農地保全
,
つ
い
水食
て体系化したものである
,
土地劣化
.
住民参加型計画立案
875
e
農業土木学会論文集
Trams
of
∫ S 1 D R E
N o 19 7 pp 10 9 1 16 (19 98 1 0)
.
-
･
,
,
.
毛島素砂地の砂質圃場における小区画ボ
ダ
ー
潅概法の適用効率
ー
一地下水資源の効率的な潅概利用を目的として一
池浦
*
弘
*
山本太平
井上光弘
*
鳥取大学乾燥地研究センタ
れている
ここでは
･
な検討を試み
深層浸透損失のみを考慮する場合
と流去損失を考慮する場合
潅脚寺間は十数分程度であり
キ
ワ
ー
ド ‥ 砂質圃場
ー
ダ
で砂質圃場におけるボーダ
法の特徴に
ー
つ
ー
ダ
ストリ
ー
ッ
潅概法が行わ
いて適用効率と長辺長の関係から検討を加えた
ク値を示し
ー
ー
法の適用について基礎的
ー
末端流去水が回収されなければ適用効率は低くなる
･
ダ
ー
また
.
,
プの長辺長はほぼ最適な長さであった
方
一
.
ー
ダ
法
ー
,
ボ
ー
ダ
ー
ストリップ
長辺長
,
適用効率
,
覗
.
ストリップ
一
,
流去捜失率
,
.
深層浸透損失
この長さを最適長辺長と考えた
,
正確な時間の計測やストリップ表面の整地などが重要と考えられた
,
小区画ボ
,
ー
ー
適用効率は特定の長辺長でピ
,
在毛烏素砂地で用いられているボ
の
砂質圃場において高い透水性を考慮した小区画ボ
,
次に毛烏素砂地の小区画ボ
,
*
江生
旨
まず鳥取大学乾燥地研究センタ
,
魂
( 〒 6 8 0- 0 0 0 1 鳥取市浜坂 1 3 9 0 )
ー
要
中国内蒙古自治区の毛烏素砂地では
*
.
深層浸透
,
損失率
1
はじめに
.
ここでは
ボ
中華人民共和国内蒙古自治区
低湿地 ( 丘間低地)
の
毛烏素砂地では砂丘間
の
年以来
19 8 5
.
地を対象にした日中共同研究の
環として
一
毛烏素砂
,
y
a TTl a m
O
tO
al
et
1 9 9 3)
,
しかし
.
,
地表法 ( ボ
ダ
ー
ー
法
,
現在本地域では
畦間法など) が最も普及して
,
いる
本地域の圃場の多くは透水性の高い砂質圃場である
で
地表法を実施する場合
,
やすい
･
された肥料
区画
,
多量の深層浸透損失水は施用
,
いて
即ちボ
ー
実施されて
いて
ボ
,
ダ
ー
ダ
ー
ー
の重
,
地表法には高透水
法で用いられて
ストリッ
･
このストリッ
,
の工
いる
プ( 以後ストリ
ッ
夫が見
最小潅水
プとする)
本地域に特有の潅概方式
プの形状が最適である
は水資源の効率的利用につながり
水源の保全
いる
,
こと
本地域における地下
ひいては永続的な潅概農業を展開する上で
要な要因と言える
農土論集197 ( 661 5)
.
法の設計に必要な水足前進式や浸入式などの基
検討した
いて
つ
画ボ
から検討した
2
ー
ダ
ー
次に毛烏素砂地で行われて
.
法の特徴を長辺長と適用効率の関係
.
砂質圃場におけるボ
.
2
.
ダ
ー
法の考え方
ー
検討上の仮定条件
1
次の①
ここでは
-
④ に示す俊定のもとに
条件を単純化して検討を行った
①圃場が水源か
ら離れ
,
,
フィ
ー
ルド
.
なおかつ潅概水路が土水路で
ある場合には送水中に浸透損失が生じる
潅漉効率を検
.
討する際には送水中の浸透損失を考慮する必要があるが
プ内に限定し
ここではストリッ
②ボ
は長辺長が短く小面積であり
と推定される
地下水の水質悪
深層浸透損失を減少するため
内
この
,
.
毛烏素砂地にお
性圃場にお
また
･
農薬などを溶脱するため
,
化が考えられる
･
の
潅概水量の増加は揚水システムの可動時間や動
力費を増大させる
られる
.
深層浸透損失が大きくなり
,
において
ー
潅概システ
これらの
ムは施設費や維持費などが高価であり
いる小区
まず鳥取大学乾燥地研究センタ
,
プリンクラ
ス
法や点滴法などの新しい潅概法の実施が試みられてきた
(
ー
本的事項に
を中心に豊富な地下水資源を利用
した潅概農業が行われている
ダ
ー
ー
ダ
ー
法は低
い
畦畔で区切
,
これを考慮しなかった
た帯状のストリ
っ
薄層流で全面越流させる潅概法であり
口は 1
箇所である
当であるが
した
･
③ボ
.
ー
ダ
ー
ッ
潅概水の流入水
解析に当たり 3 次元的な考え方が妥
ここでは
,
,
長辺方向に対して
2
次元的に解析
法の解析で取り扱う要素として地中浸
透水以外に地表残留水や水面蒸発が挙げられる
本研究
.
では透水性の高い砂質圃場を対象としているため
残留水を考慮せず地中浸透水を中心にした
.
,
地表
④圃場にお
ける初期水分条件の影響や表面粗度の影響 ( 安養寺
19 9 6)
.
プに
については考慮しなか
っ
た
,
877
,
,
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
1 10
2
いて
浸入式
2
.
ここでは
式( 1) に示す
K
o s ti a
c
インテ
:
n
,
時間 ti
:
D
,
m
)
m
インテ
.
これは
.
シリンダ
いている
考え方に基づ
はほぼ均
インテ
圃場の不均
性を考慮したものであり
一
法では圃場を代表する値を得られな
ー
しかし
.
ク定数の決定はシリンダ
法により行
ー
いという
っ
た
:
T
2
A
.
)
A
,
の
浸潤前線は曲線的に分布
差である
なお
.
L : ストリップの
,
A
)
m
A
,
差
の
l
A
,
流入時間
,
水足前進式はストリ
W
プ内に流入した潅概水の先端が
ッ
達した距離と到達に要した時間の関係を表す式であり
t
-
a
t
e
t[ tま
,
t
＋
L
従来式( 2) が広く用
fJ
ここで
距離
J′ :
,
( 2)
流下時間( s e c)
の
J
≡
≡
Jβ
∫:
,
α
,
β : 水足定数である
,
.
より鳥取大学乾燥地研究センタ
･
験区) で行った水足試験の結果であり
に流入する流量を幅 1
入流量
/
e/ s
,
e e
)
m
当てはめたところ
A
そこで実験式として式( 3) を得た
ここで
a
,
b
,
2
8 3 e/ s
.
の
I
a n
v
le
c e
n
( m)
gt h
'
(m )
≡
≡
l
A
3
古
′
⊃
q
三
O
U
q
プ
+
J
CL
2
.
a
-
l
l
過大評価が生じた
の
Fi g 2
ボ
p
of
.
.
r o
fil e
ー
p
ダー潅概下の浸潤プロファイル
o
er c
l a ti o
(3)
bl
＋
n
流入時間
w
at
e r
r
nd e r
u
b
o rd er
i
m
g ati
o n
における
水足前進距離
'
L
の
決定
.
i
=
D
2
_
3 00
q
は
･
3
定数である
:
､
得られた試験結果に式( 2) を
.
水足前進拒離
t
ッ
A
当たりに換算した値 ( 単位幅流
m
を示す
,
はストリ
q
,
,
＋
FL
( 4)
⊂:
.2
砂床試験区 ( 鳥取試
の
ー
.
[
i i
水足の前進距
は後述の方法に
Fig 1
･
,
は長辺
2
計画潅概水深
.
【:
離( m )
)
m
,
･
α
-
ad
r
上
L
いられている
A
,
は式( 4) で表され
T
:
2
流去損失(
は総浸潤面積と A
,
水足前進式
.
,
′
有効土層内
:
:
,
,
L
･
T
2 3
l
)
m
長辺長( )
,
2
m
m
と計画潅概水深 D I の積
前進時間( s e e)
の水足の
長辺長 L
水口側の浸入水深(
:
u
深層浸透損失(
:
2
tま長辺 L
l
D
,
,
水足の前進距離( m )
浸入時間( s e c) である
.
)
m
の
( s e c)
m
m
までの浸潤面積と A
L
,
ここで
.
計画潅概水深(
である
本研究で対象とするの
,
l
貯留断面積(
,
潅概下の浸潤嶺
ー
浸潤額域を細分化して各部の面積を台形公式
この
.
流入時間
,
ダ
ー
する
D
と見なせる透水性の高い砂質圃場であるため
一
-
渡遣ら
19 6 5 ;
,
ボ
.
に示す通りであり
により計算した
,
ク定数の決定
-
法や畦開法によらず水足前進式か
ー
ら推定する方法が提案されている ( 白井
1 9 9 5)
浸入時間( s e e)
Ei :
,
た
っ
域は Fig 2
.
( 1)
浸入水深(
の
についてはシリンダ
･
ti
c
-
ク定数である
-
浸入式を用いた
の
o v
n
D
ここで
k
適用効率の計算を行
e e/ m
i
=
/
α
=
a
l
3
十b
を等間隔に分割
l
分割した各部分の浸潤面積を台形公
面積の和を総浸潤面
式により計算
積 ∫1 とする ( 式( 5 )( 6 ))
0 0 65 7
.
200
,
,
b
U
”
=
3 79
.
･
【ノつ
ら)
≡
E=
tL
10 0
α
β
Fi g
.
-
e r
ad
v
an c e
l
e
n g tll
分割した各部分の浸潤面積を台形公
式により計算長さ L までの面積の
和を浸潤面積 ∫2 とする ( 式( 5 )( 7 ))
1 77
,
.
1 80
･
.
15
流去損失率 ( 式( 8 ))
深層浸透損失率 ( 式( 9 ))
適用効率 ( 式( 1 0)( l l ))
( m)
砂地圃場における水足前進式 ( 鳥取試験区)
1
at er
w
at
=
10
5
W
β
d
-
ad
v
a n c e eq
u
ati o n
o n
sa ndy
fi el d ( T o tt o ri
e j' a m
i n a ti o
適用効率の計算手順
.
.
4
を計算する
)
n are a
F ig 3
2
,
p
適用効率
t
r o c es s
o
c al c u l a t e
w
a te r
ap
p li
c a ti o n
e ffi ci e n c
y
適用効率の計算法には直線近似法や数値積分法などが
挙げられる
直線近似法は簡便な方法であるが適用効率
.
を過大評価する傾向がある ( 安養寺
数値積分の
878
一
,
1 9 8 3)
手法である台形公式 ( 水上ら
,
.
ヱこでは
1 9 85)
を用
Fig 3
.
T
の
に適用効率の算定手順を示す
水足前進距離 L を式(3)
により求める
,
の二
まず
･
,
流入時間
分法近似 ( 水上ら
,
19 85)
.
T
rans
.
J SID R E O
ct
. 1998
毛鳥素砂地の砂質圃場における小区画ボ
次に求めた
を長さh
L
における
分割点
の
このときj
･
浸入時間は流入時間
前進時間の差であり
れる
に i 等分する
′
は任意
[
T
C
-
j
ち
値であるが
の
2
フィ
11 1
ルド美妓 ( 毛烏素試験区)
ー
毛烏素砂地は中華人民共和国内蒙古自治区南部の黄河
中流域にある半乾燥地である
センタ
n
(5)
b ( hj )
.
を小さくして L を細分する
h
,
1]
3
( hj )
-
,
ほど誤差は小さくなり計算の精度は向上する
-
潅概法の適用効率
ー
本地域の中央には治砂造
.
林と農牧業の推進を目的とした毛烏素砂地開発整地研究
D
h
2
.
とj までの水足
T
,
h
3
[ま式(5) により求めら
浸入水深 p j
,
番目
ダ
ー
m
とした
m
表される
総浸潤面積
･
s
l
手皇
(王
h
-
l
を長さ h
浸潤面積
c
S
T
潅概水は
.
1 5
ct
＋
10
2 5
-
.
I
I
1 0 0
×
A
＋
2
いて
長辺長L
,
i
D
P/ s
16 8
,
S
-
2
=
1 0 0
×
/ m)
e/ s
.
3 2
である
e c
プに送られて
ッ
ダ
ー
ー
この
.
プ
2 7 7 e/ s
ス
プの幅と
ッ
楊柴固場が
,
)
5 9
m
.
/h a ( 同
1 4 7 5 e/
,
インテ
,
行った
つ
rn
e e/ m
.
及び送水シ
,
単位用水量は各々 1 30 0
の
クレ
-
s e c
ト試験は
ー
.
( 8)
M
∫1
3
いる
各ストリ
.
21 3
プへ
また
.
各国場において 1 回ず
た
っ
X
m
ストリッ
,
,
以上の大揚水量のポ
e c
いるストリッ
( 単位幅流入流量
e c/h a
2 48
,
表した
式(l l) で
であり
m
.
e/ s
l
l
x
神近
･
以下に分布する浅い帯水
m
.
テムを使用して水足試験を行
' 7'
,
j
,
果樹のりんご圃場と緑化植物の楊柴
,
長辺長はりんご圃場が
S
3
A
＋
l
実験農場にお
山本
･
に示すような小区画ボ
.
圃場で実際に使用されて
までの
.
適用効率( % ) は式(1 0)
,
=
A
( 6)
)
B
n
(
A
R
j
R ( % ) と深層浸透損失率 p( % ) は各々式( 8)
また
,
h
-
2
流去損失率
で
ている
19 88
,
実験農場はi まとんどが平坦
の
Fi g 4
,
プにより地表面下
ン
1
-
に k 等分するとき
ユは式( 7) で表される
s
D
･
J
式( 9)
法を用い
は台形公式により式( 6) で
ンタ
ー
層から汲み上げられ各ストリ
L
,
ここでは
.
研究セ
この
.
な砂質開場であり
.
s
また
19 8 7)
が設置されている ( 周ら
ー
i r ri g a ti o
ai n
d i tc h
n
ll
+
P
S
2
=
1 0 0
×
+
A
十
1
A
＋
2
A
-
2
=
S
3
l
￣
￣
￣
￣
￣
( 9)
1 00
×
T
l
B
3
+
E
1
-
A
A
＋
l
A
E
E
,
l O O
4
(l l)
x
+
＋
2
1 0 0
=
+
×
1 0 .
∫1
3
E
,
2
適用効率( % )
である
8
_
工
6
-
15
-
,
30
∼
l
m
10
J
.
S
e
c o n
d
ary l
m
g
a
ti o n
毛烏素試験区におけるボダストリ
配置
及び潅水ロ
テ
ション
Fi g 4
ー
.
実験圃場及び方法
.
st ri p
6
7
深層浸透損失と流去損失を考慮する場合
:
ord er
4
5
深層浸透損失のみを考慮する場合の適用
:
.
2
3
効率( % )
3
+
＋
1
S
( 1 0)
.
×
+
L
2
-
2
ここで
の
l O O
x
l
4
=
｢
I
ー
ー
dit c h
プと水路の
ッ
ー
,
P
3
.
鳥取大学乾燥地研究セ
設け
ボ
,
験を行
c
m
ダ
ー
た
っ
ー
f b
o
d
r
st r lp
er
d i
a n
r rl
g ati
dit c
o n
h
,
a nd
i
rr l
io
at
g
n
r o t ati
n
o
法
幅の異なる
･
) と給水量 (2 4 3
与えた
畦畔
.
するために
進水
シ
へ
43
の
トを埋設した
ー
端から末端に向っ
て
経過時間を計測した
得られた値
得た
また
.
を行
っ
た
の
,
内に平坦な砂床試験区を
ー
.
10 75
-
.
プ( 幅
のストリッ
e/ s
の
)
e c
〃s e c/
,
50
4
4
,
組み合せにより
を 4
)
m
32
ッ
プの側方境界に深さ
段階に変え
潅放水を流下させ
.
15
以上の各条件でストリ
.
各条件とも
3 回
,
ず
まで
c m
ッ
プの上
水足前進距離と
つ
計測を行い
.
,
シリン
ダ
ー
法によるイ
ンテ
-
クレ
ー
ト試験
試験区の土壌の物理性と潅激諸元
1
土壌の物理的な性質は若干異なる
水係数と粒径組成を
素砂地砂に比
本ら 1 99 0)
鳥取試験区
が約 l 8 %
,
.
T
数
a
類の値
の
T
abl el
.
に示す
各々
.
の土
壌の飽和透
鳥取砂丘砂は毛烏
粗砂分を多く含み高い透水性を示す ( 山
,
F ig 5
.
に示す土壌水分保持曲線より
方が保水性が低く
,
,
有効水分は鳥取試験区
毛烏素試験区が約 4 0 % を示す
.
.
.
鳥取試験区
であり
,
の
値はトマト
,
キ
ュ
ウリなど果菜
毛烏素試験区のように果樹や緑化植物な
どであれば計画潅概水深は大きくなる ( 山本
農土論集197 (66- 5)
るが
は各試験区における計画潅潜水深及び間断日
b) e2
である
べ
また
.
,
平均値に式( 3) をあてはめて水足前進式を
.
結果及び考察
.
鳥取試験区と毛烏素試験区は何れも砂質圃場であ
,
側方浸透の影響をできるだけ小さく
各ストリ
,
つ
3
3 44
-
.
.
ンタ
水足前進式と浸入式に関する基礎実
の
単位幅流入流量 ( 2
て
o
基礎美妓 ( 鳥取試験区)
1
100
o siti o n
,
1 9 8 0)
879
.
,
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
1 12
楊柴圃場は計画潅減水深が比較的大きな値を示す
は
Ⅵ
,
m
a m
to
o
al
et
( 1 9 9 3) による測定と比べて
I n ta k
時期
,
インテ
T abl e3
これ
.
e
ク定数とベ
-
c o n st a n t s
c
n
,
,
a nd
a si c
b
シックインテ
ー
i nt a k
植物などが異なるためと推定される
,
T o tt
S
a tu r a t e d
T b tt o r i d
hyd
n e
ll
r a uli c
Sa n
d
u ct
i
d
c o n
d M
an
v
U
ll
it y
d
s
nd
a
a
p
e s er t s a n
r
ti cl
c o
d h y d r a u li c
n d l l C ti v it y ( c m / s e e)
C
o ars e s a nd
Fi
n e s a n
n e
u
M
u
-02
.
(% )
U
d
s
,
5 7
14 4
40
.
.
.
11
0 71
143 1
水足曲線を
F ig 6
.
- c ai
a ng
.
.
.
.
.
Cla y ( % )
1 0
2
.
に示す
abl e4
合につ
3
減衰が急である
の
S
クレ
-
.
鳥取試験区 A
.
,
水足
は各々
D
-
ほぼ同じ単位幅流入流量の場
.
毛烏素試験区と比較すると
いて
足曲線はインテ
.
S
T
0
0 5
.
前進式の定数を
の
鳥取試験区の水
,
トが大きいために水足前進速度
ー
単位幅流入流量の増加により水足前
.
進速度の減衰傾向は緩やかになり
水足は水口からより
,
.
♂
1
600
A
4
-
T
-
o tt o ri
d
sa
u n e
ll
T
d
令
M
-
U
u
d
s
e sert
sa n
l
I
40
0
U
(U
【′】
l
l
O
U
s
A
●
Y
a ng
B
)
A p pl e
M
r
O
ロ
∇
C
△
D
d
▲
:l
≡
i fi e ld
o tt o
△
l
O3
1
u
fi eld
-c
i
a
′
1)
ー
≡
g
'
J
2 00
=
○
ニ
O
コ
A
′
一
忘
●
∽
■
■
G
2
ld
B
4 5
水足前進式
3
.
遠くまで到達する
-
.
.
単位幅流入流量が異なる
1 1
e
0 71
0 8 4
2
S ilt ( % )
S oil t y p
0 66
鳥取試験区と毛烏素試験区
- 03
5 23 E
83 5
4
ert
e s
d
n
s a
1 62 E
(% )
d
o n e nts
d
s a n
r a te
/ h r)
m
982 4
.
of
p
co m
Y
e
m
0 8 6
.
d
T ott o ri d
S at u
e
トIb
ー
1 05
o ri
A ppl
,
Ib (
”
.
鳥取砂丘砂及び毛鳥素砂地砂の飽和透水係数
及び粒径組成
T a b l el
クレ
-
lb
e
,
C
土壌
t
a
e r
′
｡
L
_
1 0
J
l
l
A
l
v
a
il a bl e
o i st
m
l
W
＋
Fi g
l
l
W
0
0 1
v
ol u m
0 3
.
e t ri c
w
a
t
.
r e t e n ti o n
at er
c
r
u
v e
of
T
o
tt
o ri
d
u
n e
3
0 (c
c o nt e nt
e r
の
/c
m
d
nd
a
各試験区の計画潅激水深
abl e2
I r rl g ati o
d e p th
n
a nd
i
rr l g
a
ti o
n
i n te r
T o tt
I r ri g
a ti o n
I r ri g
a ti o n
4
.
e p th
i n te r
2
浸入式
T
bl e3
a
びベ
チ
d
-
ー
v
(
)
r
ad
M
U
u
d
s
e se
r
t
a
C
o n s ta n ts
of
3
10
15
.
Y
4
クレ
-
トは鳥取試験区
ー
,
ク定数
トを示す
.
楊柴圃場
,
ベ
ー
シ
c
,
ッ
n
及
,
クイン
りんご圃場の順
特に鳥取試験区は粗砂分を多く含
.
むために透水性が高く ( 長ら
トはりんご圃場の約 8 5 倍
.
,
,
1 97 6)
,
v e s
n
o
ex
p
e n t al
e ri m
fi
eld s
w
インテ
-
クレ
楊柴圃場の約 7 倍を示す
.
ー
at e r
.
4
ad v a n c e
e e
e
q
ati o n s
tl
/ m)
b
a
0 0 889
2 43
.
3 3 7
.
.
2
82
0 0657
3 79
C
6 88
0 01 3 4
3 65
D
10 7 5
0 005 6
2 5 8
A p pl e
2 77
0 01 71
5 76
2 48
0 05 0 7
15 4
-c ai
(d a y)
-
cur
B
a ng
.
に各試験区におけるインテ
ー
Y
e
74 5
.
a nc e
q ( e/ s
d
sa n
s
27 7
に高いことが分かる
880
A p pl
ori
t a l fi eld
e n
30 0
m
シックインテ
クレ
m
v
水足前進式の定数
bL e 4
T
及び間断日数
al o f e x p e ri
v
( m)
3
m
)
m
al
,
l e ll g t b
c e
v a n
実験圃場における水足曲線
6
A
T
ad
.
土壌水分保持曲線
sa n
.
ate
at er
0 4
.
鳥取砂丘観及び毛烏素砂地砂
Fig 5
W
0 2
.
20
10
re
u
】
a n
.
.
.
.
- c ai
.
.
.
.
g
.
.
.
.
.
.
.
流去捜失率
試験区における流去損失率と長辺長の関係を
示す
,
流去損失率
れて低くなり
,
はストリップの
最終的に消滅する傾向を示した
流入流量が大きくなると
,
Fig 7
,
長辺長が増加するに
に
つ
単位幅
.
前述のように水足前進速度が
大きくなるので流去損失率は高くなる
率の消滅する距離も大きくなっている
また
.
,
流去損失
.
T r a n s J S 旧R E O ct 1998
.
.
毛鳥素砂地の砂質圃場における小区画ボ
りんご圃場と鳥取試験区 B
及び楊柴圃場と鳥取試験
,
区 A は各々ほぼ等しい単位幅流入流量を示すが
ダ
ー
潅概法の適用効率
ー
11 3
00
1
流去損
,
I :
I
/
=
-
= I
･
-
･
.
失率は何れの場合も鳥取試験区が低くな
として鳥取試験区はインテ
前進距離が短くなる
の
ことが
流去損失の抑制法として
1 9 8 1) やサ
ジフ
ー
ロ
に用いられている
クレ
-
トバ
ッ
法 ( 安養寺ら
ー
この
.
理由
ボ
【ノ〕
∽
.
ク法(y
ッ
= :
｡ m
｡ m
などが
t
｡
｡
,
′
8
40
′
ゝ■
.
′′
q)
1
′
′
ノ
M
′
EL
′′
.
qJ
′
4
/
′
∫
′
I
0
L
M
0
亘
U
u
¥
6
e
g-
a n
c ai
0
￣
0
Y
g-
an
2 0
gth
n
e
of
b
o r d e r st ri
p
30
(m )
単位幅流入流量の変化に伴う深層浸透損失率と
Fi g 8
Fi eld
s
長辺長の関係
A p pl e
I
I
【
Y
￣
J
.
.
8
fi el d
s
A p pl
￣
1
10
U
tl
′
′
2 0
岩
合や単位幅流入流量が大きい場合には流去損失を抑制す
る必要がある
=
,
般
一
砂質圃場においても長辺長が短い場
.
60
=
○
1 9 91)
,
80
Q､
3
挙げられる
カ
,
た
っ
トが高いために水足
ー
R el ati
c a
i
o n sh
bo rd er
i p b et
st ri p
d
n
､ ∇e e
ch
wi t h
n
a
e ep
gi n
e
p
O
g
f
r
lo
o l a ti o n
c
i n l et
w
at e
d l
ss a n
d is
r
e
g th
n
of
ch arge
∽
∽
I
O
ら
t ＋■
くト■
･
10
ゝ
4
○
(=
コ
I
0
､
I
【ゴ
0
喜
＼
ヾ
I
Eq
ヽ､
ヽ
20
8 0
A
U
己
①
､
ヾ
､
-
､
こ
遥
･
I
.
: ヽ
0
6
､
ヽ
ヽ
:
'
ヽ
q)
10
L
e n
20
gt h
f b o rd
o
e
r st ri p
30
(m )
.
ヽ
亡
(⊃
盲
0
4
U
Fi g
.
R el a ti
wi t h
c
o n s hi p
h
a
r,
b et
gl n g
w e
Of
i
e n
r u
nl e t
n o ff
w
t er
a
l
ss a
o
di s
d
n
ch a
r
g
l e n g th
of
b
o
rd er
､
:∃
a
D I
単位幅流入流量の変化に伴う流去損失率と
長辺長の関係
7
-
､
≡
2 0
q)
st ri p
)
､
a
e
深層浸透捜失率
L
深層浸透損失率と長辺長の関係を
浸透損失率はストリ
傾向を示した
･
ッ
また
.
前進速度の増加により水口とストリ
差が小さくな
っ
.
これは
0
.
このため
,
流去
のどの
条件よりも低い値を示
の
o
f b
o r
d
e
t ri p
r
s
30
(m )
.
の関係 ( 深層浸透損失のみを考慮する)
R el at i o
bo
(c
r
o
d
n sh
ip b et
e r st r lP
si d e
n
血 g
o
e e rI
w
at
W
c h a rlg l n
wi th
n ly
d
e ep
p
r
e
g
r
e
p p li c ati
a
o
n
at
e
f i n l et
w
o l a ti o
lo
O
c
n
e ffi ci
di
r
sch
e
a nd
n cy
a
le
n
gt h
of
rg e
)
ss
10 0
喜
-
-
Eq
80
h
I
￣
A
p p le
Y
a n
- c ai
g
U
白
q)
.
深層浸透損失率は流去損失率と対照的な変化を示す
水足
20
g th
e n
二
単位幅流入流量の変化に伴う適用効率と長辺長
Fig 9
水足
りんご圃場と楊柴歯場の深層浸透
,
損失率は何れも鳥取試験区
している
深層
プ末端の浸入時間
ッ
たためと考えられた
損失の場合とは逆に
.
プの長辺長の増加に伴い増加する
に深層浸透損失率は低くなる傾向を示した
の
に示す
F ig 8
単位幅流入流量が大きくなる場合
,
ここ∵
-
く弓
1
4. 5
一
.
讃
前進が衰え流去損失率が小さくなる場合には逆に
浸透損失率が大きくなる
6 0
q)
.
E]
○
40
S
U
深層浸透損失率を抑制するた
.
めには長辺長を短くするか
,
または単位幅流入流量を増
こ∃
a
P <
≡
20
q)
加させる必要がある
･弓
ト⊃
く
.
a
0
1
4. 6
4･ 6
適用効率
･
1
L
深層浸透損失のみを考慮する場合
Fig 1 0
.
深層浸透損失のみを考慮する場合の適用効率と長辺長
の
関係を鳥取試験区に
いて
Fig 10
.
に示す
農土論集1 97 ( 66-5)
.
つ
いて
Fi g 9
.
,
毛烏素試験区に
R
e
l ati o
適用効率は長辺長の増加につれて
rd e
( co
n s
r
30
2 0
of
g th
b
o rd er
st
ip ( m )
r
毛烏素試験区における適用効率と長辺長の関係
( 深層浸透損失のみを考慮する)
n sh
ip b e t
つ
bo
e n
t ri p i n
s
i d e ri
n
g
o
M
n ly
w
e e
U
u
d
n
s
eep
w
e
a
t
x a
p
e
e
r a
mi
r
c
p p li
n ati
o
o
l a ti o
c a
ti o rl e ffi
c
i
e n cy
a
n
dl
e
n
gth
r[ a r e a
n
lo
)
s s
8 81
of
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
114
低下し
示す
単位幅流入流量の増加につれて高くなる傾向を
,
同じ長辺長に
.
烏素試験区と比較した場合
いて毛
つ
いても低くなる
鳥取試験区の適用効率はどの条件にお
結果は
この
らかである
従来
.
.
100
喜
N
Ef]
いられている
( 安養寺
適用範囲は
〃
1 9 83 ; 石
,
≦o 5 である上
,
水足の前進時間
,
橋
1 9 7 0)
,
方法
この
.
長辺長が短くなるため
,
80
>
ヽ
”
己
にする四分法が広く用
を計画潅概水深の浸入時間の 1/ 4
の
ことが
単位幅流入流量を増加させる
,
.
.
簡易な長辺長の決定法として
,
望ましい
,
に示す深層浸透損失率の変化からも明
F ig 8
長くする場合には
本研究の試験区に対する適用は不適当である
方
一
.
60
'
①
E:
)
⊂
4
`
'
バ
i
/
: †
､
-
-
一
･
-
-
-
I
＼
40
盲
,
戟
,
⊂)
道
-
-
I
U
こ=]
し
a
&
が国の地表法の潅概計画では深層浸透損失のみを考慮し
た上で
適用効率が得られる長辺長が推奨さ
70 % 以上の
,
れている ( 農林水産省構造改善局
より
Fi g 1 0
.
長は
12 8
.
各圃場にお
,
いて
1 9 8 3)
,
ここで Fig 9
.
.
70 % を示
適用効率が
m
りんご圃場が 1 8 O
.
,
m
楊柴圃場が 1 8 5
,
6 0
流去損失率が無視できるほど小さい場合
.
利用する場合
を前提にしている ( 安着寺
1 98 3)
,
の
前進距離よりも長い場合
流入流量が小さい場合が
これに
該当する
または単位幅
,
ており
末端に畦畔が設けられ
プ末端に
末端流去水はストリ
,
内に止まり一時的に湛水した後に浸透する
ッ
これを
.
式( 1 0) により得られた値よりも低くなる
,
E
ここで
,
E
･
-
l
(1
0 0
R
-
プ
考慮
o
d
r
t ri p
er
こ
30
(m )
s
s
id
s
tr l P
e
bet
e
w
ch
wi t h
ri n
g b
o
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d
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g
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O
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lo
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effi c i e n c y
n
di
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h
sc
a nd
ss
に示す
.
d l
n
a
e n gt
h
f
o
arg e
n o
r u
ff l
)
o
s s
のときに
は長辺長が 1 5 8
.
を示し
m
また
.
62 % のピ
m
れていると言える
られていないが
楊柴圃場で
,
ク値を示す
ー
プの長辺はりんご圃場が
ストリッ
16 8
ク値を示す
-
のときに約
m
.
場が
関係を
･
62 % のピ
約
の
りんご圃場の適用効率は長辺長が 15 7
･
21 3
m
.
･
楊柴圃
,
最適長辺長に近い範囲内に設けら
,
また
.
適用効率が
,
程度しか得
60 %
地表法が適用されにくい砂質圃場であ
,
ることを考慮すれば比較的良好な値と考えられる
･
10 0
亘
( 1 2)
･
嘩
-
8 0
-
-
A p
pl e
Y
n
a
A
g
-
c ai
O
末端流去水が回収できな
'
l
･
_
･
蕊
)
s hi p
n
e r
Fi g 1 2
すると適用効率は流去損失 R を用いて式( 1 2) のように示
され
o
実際の
.
ッ
b
毛烏素試験区における適用効率と長辺長
毛烏素砂地では
.
n
.
潅水区の
,
② の末端流去水を回収する場合にはスト t+
流去水の回収システムが必要とされる
d
-
再
･
きる場合とは水足の前進が衰え
流去損失率が潅水区内で消滅する状態であり
長辺長が水足
o r
(c o
b
プ末端に設けた排水路により回収
ッ
①の涜去損失が無視で
R el a ti
①
of
gt h
e n
こ
単位幅流入流量の変化に伴う適用効率と長辺長
の関係 ( 深層浸透損失と流去損失を考慮する)
Fi g 1 1
･
または② 末端
,
流去水をストリ
,
-
,
こ
20
10
L
.
深層浸透損失のみを考慮した適用効率の算定法は
: : 二
こ∵
I
く弓
a
,
である
m
.
20
q)
)
す長辺
鳥取試験区が各単位幅流入涜量に対して
,
≡
場合の適用
い
∈]
a)
U
60
蛋
効率( % ) である
①
E]
0
1L
4
.
深層浸透撮失と流去規失を考慮する場合
6 2
.
毛烏素砂地の圃場のように
また
流去損失が無視できず
,
末端流去水の回収も不可能である場合には
,
浸透損失のみを考慮する算定法は妥当ではない
鳥取試験区にお
いて
.
の
増加に
に達した後に低下を示した
.
ピ
つ
ー
(弓
,
ピ
適
･
ー
L
F ig
.
この
つの
.
即ち
,
b
o rd
e
r st rip
(m )
( 深層浸透損失と流去損失を考慮する)
R e l a ti
b
2
of
e n g th
毛烏素試験区における適用効率と長辺長の関係
12
ク
クは流去損失率の低下
,
.
30
20
10
o rde
(c o
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s
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st rl P i
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M
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of
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d
r 皿
O ff
)
lo
s s
長辺長を最
最適長辺長は単位幅流入流量が大きい
場合ほど長くなる傾向が見られる
88 2
2 0
>
①
a
に示す
れて高くなり
損失率の和が最小になる長辺長を示す
.
cG
J J
.
と深層浸透損失率の上昇が交差するときに生じ
適長辺長とした
FL
a
,
深層
,
0
深層浸透損失と流去損失を考慮し
た場合の適用効率と長辺長の関係を F ig 1 1
用効率は最初に長辺長
4
cd
U
ニ二]
最適長辺長を
ところで鳥取試験区における計画潅減水深 30
場合の最適長辺長は単位幅流入流量
T
2 43
.
ra ns
.
e/ s
/
e c
m
m
の
のとき
m
JSID R E O ct 1 99 8
.
重量整
に 5 5
であり
m
.
秒である
-
,
ストリップの
場合
この
.
地
潅概に要する時間は
,
作業要員を必要とする
の
83
潅水作業は正確な時間計測のもと
に短時間で連続的に行われる必要があり
業には常時数人
壁画ボ
一回
,
潅水作
の
周知のように
.
地表法の最大の利点はその経済性にある我が国の場合
.
プリンクラ法や点滴法の導入は多くの農家にと
ス
済的な負担にならず
る小区画ボ
ダ
ー
,
以上から
.
毛烏素砂地に掛ナる- ストリ
計算値はりんご圃場が約
る
前進に時間を要し
の
分
8
プ当たりの潅叔時間の
楊柴圃場が約
,
分にな
18
潅概時間がさらに長くなる
,
作業を人力に頼る地表法では
ストリップ
ッ
表面の整地など
向上させるため
の重
潅水
.
潅概時間の正確な測定や
,
潅概時の管理が適用効率を
,
要な要素になる
潅概法の適用効率
ー
.
,
浸透損失率は減少傾向を示した
2
長の増加につれて減少傾向を示す
.
端に畦畔がある場合は
ま
て深層浸透損失水に加わる
っ
3
,
る場合
ピ
を示した
4
する
通り
の
流入流量を大きくして最適長辺長を長く
,
ことにより
可能である
プをある程度拡大する
ストリッ
,
しかし
･
流入流量は主にポ
,
路の組織容量に依存するものである
.
ことが
プまたは用水
ン
毛烏素砂地で使用
毛烏素砂地の 2
ストリ
プの幅を狭める
ッ
ことに
より十分な単位幅涜入流量を得ることが可能であるが
プ面積が逆に小さくなる可能性もある
ストリッ
流量が大きすぎる場合にはストリ
じる危険があり
いても考慮
つ
ッ
,
また
.
,
プの表面に侵食が生
流入流量の限界の把握や流入の方法に
,
する必要がある
は各々1 5 7
.
m
及び 15 8
,
世界の潅概農地にお
,
ているが
いて
様々な潅概法が行われ
最も普及している方法は地表法である
,
地表
.
法は水路から圃場に潅減水を流入させる簡易な方法であ
施設費や維持費が比較的安価であるという利点を有
,
する
一
･
方
地表法はスプリンクラ法や点滴法などに比
,
ると適用効率が低く
言われる
･
しかし
,
,
一般に砂質圃場には適さな
一方
.
ッ
まず砂質圃場におけるボ
率とボ
ー
ダ
ー
ストリッ
後中国毛烏素砂地
検討を加えた
1
･
ストリ
-
,
実際
ッ
プ当たりの潅概時間
潅水作業は正確な時間の計測やス
,
プ表面の整地など適正な管理
のもとに行われる必
.
が畦畔で締め切られている場合にストリ
末端流去水の取り扱いに
端流去水の節約
つ
いて
っ
ダ
ー
ッ
プ末端
プ内に止まる
ッ
考慮しなか
または有効利用はボ
,
ー
た
この
.
い
末
法の最適長
決定や適用効率に影響を及ぼす要因であるため
,
.
題番号
o 7 0 4 1 1 4 2)
ものである
年度文部省国際学術研究 ( 学術研究
7
ー
ダ
ー
法の適用に
つ
ここでは
.
いて
適用効
プの長辺長の関係から検討し
の小区画
ボ
ー
ダ
ー
法の特徴につ
流去損失率は長辺長が長くなるほど減少を
課
による現地調査が契機となり取りまとめた
現地調査に当たり東京農業大学の駒村正治教授
.
鳥取大学の大槻恭一助教授
古林業科学研究院の挑
なる援助を頂いた
九州大学の甲斐
,
洪林副院長から貴重な助言
ここに深く謝意を表する
.
諭助教授
,
,
,
内蒙
及び多大
.
,
そ
いて
引用文献
安着寺久男( 1 9 8 3 )
農土試技報
,
安養寺久男( 1 9 9 0 )
pp 4
.
9-5 2
深層浸
ボ
:
155
ダ
ー
ー
潅概の許容最大流下距離の考え方
-
pp 15 21
.
,
,
.
:
うね間潅概の最適設計方法
:
ボ
農土誌
,
,
5
8( 1 0)
･
安養寺久男( 1 9 9 6 )
,
,
いと
.
農土論集197 ( 66-5 )
本研究は平成
:
発展途上国などでは経済的な理由か
ら地表法に頼らざるを得ないのが現状である
の
いて
本研究では毛烏素砂地の圃場のようにストリ
謝辞
現在
べ
各圃場にお
,
.
まとめ
.
り
であり
m
.
検討した
に用いられている長辺長ははぼ最適な長さであるという
今後の検討課題とした
5
いら
プの最適長辺長
辺長の
.
現在用
,
ッ
要があると考えられた
,
いて
りんご圃場と楊柴圃場におけるストリ
トリ
場合
砂質圃場にお
の
いて
考えられる
この
れて
単位幅流入液量を
つ
ッ
においてこの水量に匹敵する流量を得ることは困難とも
.
つ
プの長辺長の適正に
れているストリ
は十数分程度であり
潅概システムでは末端給水路
ク値は何れも 6 0 % 前後
長辺長を長くすることが可能であ
つ
結果が得られた
通常
.
.
されているポンプは 1 0 e/ s e c 以上の高い給水能力を示す
,
ピ
,
ー
このことから
.
ことにより
が
の河川を利用した
いて
長くなる傾向を示した
.
.
長辺長を最適長辺長とした
最適長辺長は単位幅流入流量の増加に
.
ると考えた
前述
このときの
,
本研究の試験区にお
適正な用水計画とともに実施時の管理が必要である
.
式( 1 2) により計算した
･
深層浸透損失率と流去損失率が交差する前後に
,
大きくする
,
プ内に止
ッ
適用効率は深層浸透損失と流去損失を考慮す
,
ク値を示し
ー
プ末
ッ
適用効率は式(1 0) で得られた値よりも低くなる
また
.
ストリ
,
末端流去水はストリ
,
長辺
,
単位幅流入流量が小
.
さい場合に流去損失は小さくなる￣また
土壌条件的
本来
.
適用効率は深層浸透損失のみを考慮する場合
.
に適さない砂質圃場において地表法を実施するためには
.
1 15
透損失率は長辺長が長くなるほど増加を示した単位幅
流入流量￣の増加につれて流去損失率は増加傾向を深層
結果
.
プの土壌表面が不均一である場合には水足
ストリッ
･
,
鳥取試験区におけ
法の適用はあまり推奨できない
ー
て経
っ
むしろ自動化による労働力の軽減
方が有益と考えられる
の
,
ダ
ー
一夕の決定方法
,
ー
ダ潅概
農土論集
,
の
ための浸入および粗度/ i ラメ
18 4
,
- 11 9
p p 10 9
.
.
883
,
11
農業土木学会論文集第 19 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
6
安養寺久男
率向上
水上孝
衰
,
輔恩
ため
の
方策
の
野田松太郎
一
,
凌
,
祥之( 1 9 9 1)
農工研技報
,
渡辺敏正
,
算
朝倉書店
,
p 5 6- 5 7
.
,
p 12 2 1
,
周
畑地潅慨
･
建中
p
,
6 8- 7 7
.
中国
:
3 5( 1)
,
白井清恒( 19
-
p p ll 2 4
.
長
智男
-
pp 41 47
,
.
6 5)
Y
･
砂丘
,
山本太平
,
- 解析
,
松本
,
大学農学部昭和 5 0 年度報告書
ンテ
白井清恒
,
聴( 1 9
1
3- 15
.
悟( 1 9 9 5 )
ク定数の決定方法につ
pp 152 158
.
高橋
,
p
,
て
い
l- の動態
C
,
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n
A g ri
T
32
,
7 6)
鳥取大砂丘研報
,
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I
c u lt u r e
地表潅概法におけるイ
東農大農学集報
4 0(3)
,
A
t a rl
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To t t o
,
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r e a
乾燥条件下
:
29
,
砂丘砂中の
pp 2 9
,
r L
Ir
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血
.
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農業
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A- 1 5
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,
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2
.
17
.
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･
7
13
質疑あるいは討議(4 0 0 0 字
.
.
.
,
農業土木学会論文集編集委員会あて) は
以内
,
閲読了〕
,
開の
研究報文に対する公
の
1 998
受稿
.
19 99 年4
,
月 2 4 日まで受付けます〕
.
W
A p p li c a ti o
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E ffi c i e
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I
ng
a
e m
a nd
L
ni
n
.
t r ol
n
A ri d
n
u r a
a n
o
･
〔1 9 9 8
o n
･
Y
,
er , a
esert :
d R
n
a
8
-
o
o n s
a m
g
1
,
土壌特性と地下水の塩類化につ
,
.
り
u
u rro
o
pp
･
.
,
F
o n
l
a
o u rn
V o l X VI
pp 4 3 4
,
d
a n
Sh
s
of
M
J
,
第 19 回
,
･
Si z es
a m
･
中国毛烏素砂漠における砂漠化の
:
0)
5 5(1
,
S c h e d u le s
o n
n th
el o
e v
T
o
g ati
a r
農土誌
,
.
a n
'
19 8 7)
-28
p 17
,
35
-
.
畑地潅概の研究
･
S tr e
of
f
o
U n i ve
･
神近牧男(
,
一
m
r rl
F
･
:
,
y
鳥取
,
u ze
C u tb
:
概況と農業開発- 特に気象
,
都市下水の
:
8 1)
(1 9
.
K h
e
山本太平
三重大農学報
再利用に関する研究 - 砂丘地におけるカンガイ利用-
-
i
いて
矢野友久
a
ot o
m a m
a
･
,
渡遁文雄
N
,
＋
土木学会畑地カンガイ研究部会
計
･
･
地表かんがいの
:
山本太平( 1 9 9 0 )
,
山本太平( 1 9 8 0) ; 普通畑における点滴カンガイの技術
毛烏素沙漠開研
･
究センターの概要 ( 1 ) - 試験地内の自然環境概要研究
水分
:
ータによる数値計
土地改良事業計画設計基準
:
渡辺博司
,
畑地カンガイ研究部会テキスト
神近牧男( 1 9 8 8)
,
南原英生( 1 9 8 5 )
ュ
本名俊正
,
における塩水潅灘に関する基礎的研究 ( 第 1 報)
･
･
社団法人農業土木学会
,
松田昭夫
,
8 3)
.
ンピ
コ
24
-
.
農林水産省構造改善局( 19
画
7
･
-
pp I 9
,
市山寿乳
,
プログラミング入門シリーズ
184
,
山本定博
うね間潅概の適用効
:
.
･
農業土木学会論文集
T ra m s
of
∫ S I D R E
122 (199 8 1 0)
N o 197 pp 117
.
-
.
.
,
.
銅棒を用
た
い
バ
クリ
ス
ー
水理構造諸元
*
山本光男
､
の
決定方法
の
*
J 島信彦
′
複合型渓流取水工
ン
ー
明治大学農学部 ( 千 2 1 4 0 3 3 川崎市多摩区東三田 1-I 1 )
●
-
_
要
バ
ス
ー
クリ
鋼管が使用され
バ
水理諸元決定事例により
くなった場合に考慮す
易に手近に入手ができ
ナウイ
1
バ
:
ス
ー
のバ
クリ
ス
ー
その強度も十分確かめられて
,
長さを短くすることができ
の
ー
複合型渓流牧水 t
ン
ー
クリ
バ
･
ー
また
,
クリ
ス
き問題ノ烹である親度に
べ
加工し易い銅棒
･
い
つ
銅管の代わりに
銅棒
の
て検討を行い
バ
,
渓涜河川地形
･
汎用性が高く
,
能である
定し
の
バ
の
ス
ー
ー
クリ
取水目的
,
クリ
ス
ー
いて
バ
バ
,
ー
ー
ンの
ス
の
ー
複合型渓流取水工は
計画取水量に対して
,
クリ
設計にあた
ー
ンの
所要有効長を計算して
ンの
ー
ては
っ
ス
クリ
,
m
所要有効長も長くなり
取水工
,
の
-
,
,
2
バ
.
lγ
口本
_
-
I
l
8
ー
′
･ I,
I
て
:
-J
'
.
.
D
I
ト
￠
〝
ナ
1
､
.
r
.
+
L
r
〈
I
-
＼｢
'
いた
･
ar
S
cr ee n
A 土論集1 97 (661 5)
程度の銅
また,
,
｡
決定における銅棒
の
銅棒を用いることにより問題
,
ー
流石に対する強度に
･
ては,
っ
の
の生
いて
つ
銅棒の使用が非常に
｡
ンの構成材料と水理構造特性
の
ー
方式渓流取水
ン
材料
一
･
工のバ
ス
ー
クリ
ンを構
ー
形状にはいろいろのものがあるが,
般に市販
計画取水量によ
,
っ
鋼管が用
の
いられ
しかし
｡
ては
方が有効な場合がある
/s
m
,
その堅牢
鋼管
,
の
渓流河川地形
,
,
代わりに銅棒を用
ス
クリ
C
m
o
p
o
ー
u nd
ン
複合型渓流取水工
T yr
N=
T
,
｡
orre nt
J n La k
e
バ
,
設計水理諸元を計画取水量￠｡
クリ
ス
ー
ン設
ー
置幅B
25
-
-
に対して,
m
バ
･
ー
隙間幅 ( 間隔)
〆1
0
0
ス
10 0
-
直径 4
B
ー
'
10 0
1
I] (= 1
:((
.
､
､
-
: To
;i )
●
ー
バ
ー
本研究では
-
I
ヽ
バ
クリ
ス
においては
.
●
･
m
･
ヽ
Fi g 1
m
●
h
_
8
ヽ
溌況
7
∫
-
能となる
諸元
ン
ー
を示したものである
こと
30
エ
㌔
-
弓S $ i7 : 望
2
ことが可
河川流況によ
,
鋼管
,
●
+ ト + ト
￣
,
｡
長さを短くすることができ
クリ
ス
ー
,
径が小さ
の
ー
,
建設用材として容
,
銅棒
,
性は十分に確かめられている
β
T
バ
スクリ
ー
ー
成する
￣
￣
環
A
本研究は
o
バ
,
ると
い
段落高さも大き
●
＼デ
の
程度の
m
程度
m
B 1
-
ては
っ
じることが考えられる流木
バ
ト
,
ー
利点を示すとともに
有効である
これまでは
計画取水量が大きくなると
,
本研究は
,
計画取
,
10 0
m
鋼管の代わりにク
,
バ
段落高さもトさくする
検討を加え
-
るとともに
べ
′
いる
｡
100
-
稜度の銅棒を用
構成材料
ン
ー
このとき
｡
隙間幅及び開度を決
構成材料として外径 4
鋼管を使用してきたが
バ
ン
ー
維持管理が容易で安定した計画取水が可
水量に基づ
,
スクリ
ー
流況
バ
｡
バ
外径￠
,
u l
河川流況によ
,
ー
くなる
に示した
･
3 0 ..
利点を述
の
棒を用いると
F ig 1
￠
,
-
段落商さを小さくできるなどの利点がある
水理構造諸元
,
まえがき
.
,
れまでは
こ
,
使用が非常に有効であることを明らかにしたものである
の
複合型渓流放水工
ン
ー
の
鯛成材料として
構成材料として
ン
ー
るが
い
取水工
,
旨
ン
ー
クリ
3 0
ー
-
ン
m
m
,
30
m
m
a
20
-
管厚
の
l
m
として ,
m
5
-
銅棒を用
複合型渓流取水
路の寸法諸元を算定し
,
バ
m
m
いる
工のバ
ー
の
バ
ー
場合とに
ー
材料に
鋼管を用
ス
クリ
つ
ー
いる
いて
,
外径
場合と
,
ン及び
バ
ー
集水
材料が水理構造に及ぼす影
885
,
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
11 8
響を考察する ( 山本ら
1 9 9 6)
,
長)
a
2
バ
1
.
2 1
.
.
バ
1
クリ
ス
ー
3
計画取水量 Q
B
m
とし
m
m
バ
,
所用本数
ー
本は
N
クリ
バ
ンを構
ー
を
クリ
ス
ー
,
成する
a
m
バ
ン
ー
とすると
m
設置幅
バ
,
Q ＋
×
10
鋼管を用
場合
いた
バ
,
o
凍入係数
:
〟
きる (小島ら
で
,
所要本数
ー
N
｡
l
1 0
本は
｡
1 00
-
0
m
ネ
エ
ルギ
E
ー
( 1) 式によ
,
E
i 5 h
-
.
｡
は
m
o
それぞれ,
,
2
÷
( 君)
)
c
の
m
1 9 9 4)
,
-
及び比
h
外径 4
/s)
クリーン取付け越流堰頂における限界水深
ス
ー
2
重力加速度( m
･
.
求めることが
て
っ
m
c
( 7)
( 1)
1
上記水理諸元において
o
によ
h
)
a
,
g
このバ
_β
(
Q B
ただし,
の
ー
ネルギ
エ
朽言瓦
･
の外径を 4
ー
流端における比
ン上
ー
-
o
JL
,
-
となる
ス
隙間幅 ( 間隔)
の
ー
N
バ
,
/s
スクリ
ー
Q
L
箕定
の
に対して
m
.
法諸元
ン寸
ー
バ
,
とすると
m
o
材料として鞘管を用いる場合
ー
は
m
.
I
をE
ー
(8)
(9 )
.
.
り,
25
N
-
I O.
端数を切り上げて
であるから,
バ
して
クリ
ス
ー
ンと
ー
.
を配列する構造とすると
る
したが
｡
'
B
となるので
B
. ..
て修正バ
( Qi
-
式により
っ
,
N
X
＋
修正
N
,
l.
O
本とする
2 09
-
O
バ
バ
…
,
(
X
N
ンの両端にバ
ー
隙間幅の数は
設置幅
ン
ー
1
N
'
B
は
m
β
1
0
m
0
( 100
-
×2
2 5 06
.
.
- I))
0 9 ＋ 2 0 ×( 2 0 9
×1
=
墨
このバ
1 00
d7 %
は
度
〆
1
｡
0
は ( 5) 式から
クリ
ス
O
I
O
は
m
て
っ
ンの取
ー
付け角度
とすると
0 5
-
〝
.
(7 ) 式により
,
C
o
50
-
l
バ
,
ー
所
の
,
,
L
-
70.
×0
.
扇
J
16 6 ×2 5 06 ×
.
( 1 0)
1 762
-
.
となる
｡
,
集水路断面寸法鼻元井定
2
置概略図におい
の配
F ig 3
.
2 5
-
.
とする
m
集水路床勾配
,
1( X)
/
.
( 6)
16 6 %
.
2
3
計画取水量 Q
m
｡
に対する
/s
,
バ
ー
の
/2
v
ける深さ〃
(小島ら
｡
s
集水路 f 流端
,
,
o
1 /2 0
算定は
まず
,
A
I
断面
集水路幅
,
粗度係数
,
,
D
0 O15
-
.
A
-
A
断面
凍速公式により
の
ni n
g
an
/s
m
.
A
次に ( l l) 式により等流水深
,
を求め,
m
199 5)
m
3
10 O
-
を加えて
m
g
Q
元の
を
m
o
算定し
て
っ
に流速水頭
.
1 6 60
て
-
集水路断面寸法諸
｡
試算法によ
1
×
.
における等流水深ム
25 06
,
｡
ー
における涜量 ( 計画取水量)
,
( 5)
ンの開
ー
2 0 8) × 1 0
×
開度
ンの
ー
.
また
L
,
10 0
2. 1
3
1 ..
=
-
となる
要有効長
b
×
クリ
ス
クリ
ス
-
'
ー
( 20
Q
バ
流入係数を安全側にと
( 4)
哩
β
より,
(8 ) (9 ) 式に各水理諸元を代入すると
,
,
.
0￣
.
このときバ
少
て
っ
o 5
は (3 )
.
o
で
を得る
m
,
-
となる
したが
( 3)
置幅
ン設
ー
0 380
-
,
3
ー
o
とな
1
1)i x l O￣
-
クリ
ス
ー
クリ
ス
ー
クリ
ス
ー
a
バ
ー
表されるの
E
o
取水工側壁との間の目詰まりを考慮
に示すように
F ig 2
,
.
3
で
( 2)
208 3
-
＋ 2 0) × 1 0-
(1 00
h
,
o
集水路下流端断面にお
,
の寸
集水路
法諸元を決定する
o
所要有効
H
〔吉〕
h
-
o
上式で ,
( l l)
k
･
Q /
-
v
(
b h
)
o
'
B
k
:
-
s
-
s
補正係数
l/ 2 0
-
l/ 4 0
-
l/ 3 0
のとき
,
k
I/ 5 0
のとき,
i
0 6
-
.
I 0
-
.
0
+
A
ト
_
q
% =
-
-
-
-
であるから,
-
h
バ
.
O
88 6
ー
ス
u tli n e
クリ
of
B
ー
ar
ン
S
概要図
cr e e
n
a
q
m
/ s/
は
m
,
(1 2 )
4 0
1
等溌水深
h
.
3' 5
Fi g 2
3
断面における単位幅流量
A
は次式を用いて
y
,
5
〔器)[ 管〕
試算により
( 1 3)
1 ･
-
,
b
,
o
-
0. 5 2 2
m
と決定できる
T
o
. J SI D R E
rans
O ct 1 998
.
銅棒を用いた
したが
て
っ
(ll) 式により
集水路下流端
,
k
,
として
0.6
-
A
-
バ
断面
A
クリ
ス
ー
ン複合型渓流取水工の
ー
深さH
の
は
m
-
0 52 2 ＋
･
.
2 X 9 8
.
=
( 1 4)
集水路末端における水理構造諸元は
o
示す通りである
式により
.
B
｡
づ
10
×
銅管を用いたときと同様に
｡
を配列する構造として
ー
とすると,
F ig 4 ( a) に
十2 0)
(1 5)
500
-
(3 0
両端にバ
2 32
.
となる
-
3.
となる
〔諾法〕
o 6 ×
･
119
25
N
,
2
H
水理構造諸元の決定方法
正バ
修
クリ
ス
ー
-
バ
,
ー
ス
ー
クリ
本数を
の
設置幅 B
ンの
ー
バ
,
3
｡
m
50 1
は
( 30
-
,.
5 0 1 ＋2 0 ×( 5 0 1
×
2
･
2
バ
バ
2･ 1
バ
ー
ー
材料として萌棒を用いる場合
スクリ
-
25 03
となり,
このバ
法諸元の壬定
ン寸
ー
( 1 石)
ス
ー
( 20
ク 30
に鋼管を使用した場合と同-- の設計水理諸元とす
( 3)
3
1)) × 1 0-
-
.
･
,
本
,
-
2
ンを
ー
クリ
00) × 1 0
×5
度4
ンの開
ー
, o
は
,
う
×
=
1 0
25 03
.
る
一
o
バ
ー
に直径 4
所要本数
N
3 0
3
は,
O
30
-
m
の
m
銅棒を使用するとき
バ
,
( 1) 式により
である
B
-
く
J5
L
バ
-
Sc
m
皿 n Cl
.
ス
ー
ay o ut of
u
♂
Q
Fi g 3
( 1 7)
C Qll c ct Q r C h
/
ー
40 %
l
<
Ⅰ
.
o
■ ■■
-
+ l■
/
.
,
β
3 9 95
=
th
e
クリ
B
a r
-
S
ー
複合型渓流取水工配置概略図
ン
C
cre en
m
o
f
X) un
d T yp
e
T
h ta k
orrent
e
くJ ＼
ド:
%
.
-
■
tr
)
○
く〉
○
M
-
50
I- D
o
tr l
r ヽ
■r )
ヘ
∼
巾ヽ
;
b
-
ベ
2 5
Jl
l[
a;
( a)
4
-
b
.
a;
10 0
m
( b)
m
F ig 4
.
fl y d r
農土論集19 7 (66- 5)
o
0
5
O
au
Qi
2 5
-
.
-
30
m
m
集水路末端における水理構造諸元 ( m )
li c
Di
m
e
n si o
n s
a
t th
e
E
n
d
of
C
o ll e c t
o r
C
h
an
n e
l
887
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
120
一方
ルギ
バ
,
E
ー
したが
て,
っ
取付け越流堰項における比
ン
ー
は( 8) ( 9) 式より
m
｡
クリ
ス
ー
バ
クリ
ス
ー
E
,
0 38 0
-
o
となる
m
.
♂
いた
要有効長
L
場合と同様に
銅管を用
は,
m
, ｡
〝
とすると
0 5
.
( 7) 式より
ので
,
所
3
.
事例からも確認されて
工
滑るように
いるので
外径
1 7 62
.
.
｡
d
m
鋼管バ
の
m
1 00
-
l
m
内径
,
90
-
2
m
m
l
｡
有効長
,
2
肉厚部断面積 A
の
ー
d
m
｡
は
L
I
O
ち言す表言古扇石
イ
o 5 × 0 4 0 ×2 5 03 ×
.
.
.
0 73 2
を得る
2
d
7E
A
,
d
7E
1
2
2
-
10.
4
4
( 1 8)
.
号(
-
｡
-
2
o 1
･
)
o oダ
･
3
1 4 9 2 × 1 0￣
-
C2 1)
.
集水路断面寸法諸元算定
2
.
場合と同様に計算を行うと
いた
鋼管を用
端における集水路の深さは
H
2 32
-
となり
m
.
一方
集水路下流
,
3
Fi g 4 ( b)
m
.
,
は
断面二次モ
,
4
d
方
∫l 0
I O
m
O
断面係数 Z
,
I
O
O
4
d
2E
1
2
=
64
64
o
孟(
-
バ
2. 3
構成材斜による水理構造特性
ー
( 1 7 ) 及び ( 1 0)
,
Q
o l
･
o o y)
･
j
1 6 8 8 × 1 0￣
-
30
Q
(2 2 )
設置幅
B
クリ
30
-
16 6
1
IO.
2 41
.
.
取水量 0
バ
路底床勾配
水路下流端断面
場令も
2 32
ンより上
4
m
30
-
クリ
ス
粗度係数
,
の
m
一
m
の
m
,
10 0
-
m
銅棒を用
いる場
o 79
.
m
合には
,
も低くする
バ
m
,
水
,
隻
m
,
l 00
.
ー
ス
ス
ー
であるから
D
クリ
クリ
きる
バ
スクリ
ー
ン構成材の
-
ー
石磯
ス
クリ
ー
ンの
ー
--一ー
ニ
･
っ
ここでは
り上げた
ー
｡
ンの
,
ては
流石
些立
の
流水の密度を
F
(2
-
,
この
点に
長L
静荷重のみを取
石磯などによる衝撃力等に関しては
取付け角度が大きく
,
また,
,
バ
ー
方
1 0 0 0kg/
,
0 00
- 7 5 5)
(N)
12 201
0 d V)
バ
,
'
F
この
｡
ント M
l
｡
｡
m
a
x
M
.
C 2 6)
っ
'
l. .
e
50
-
×
L
バ
,
を F
'
I OO
ー
の
有効
とすると
( 2 7)
仕N )
て鋼管に生ずる最大曲げモ
最大勢断力
,
o
.
荷重によ
F
ス
9 8
x
7 8 43
=
は,
l 0
受ける浮力
鋼管に加わる荷重
o
F c o $ 50
-
. .o
の
m
.
F
,
の
付け角度
の取
ー
1 762
とすると
m
質量カー流石
の
,
3
S
I
O
O
m
a
K
は
ー
メ
,
l..
=
] .o
M
4
問題となるよう
7 843 X I 7 62
.
な石磯が流下する
のは
高水時であり
,
このとき
,
.
石僕は
4
-
3 455
.
888
,
(2 5)
1 13 0
-
は
m
1 0
.
12 2 0 1
｡
,
β
6 X 0 7 55
,
=
-
｡｡
となる
銅棒にかかる荷重として
.
-
-
l
(2 4)
0 755
-
水中における鉛直方向に働く力
涜石
-
,..
｡
流下
,
,
.
強度
大きさによ
は
流石を球体とするときの直径
この
.
流木等に対する強度が問題となるので
,
関する検討を行う
クリ
構成材料
m
質
,
,
3
となるから
バ
l 0
3
m
｡
この
,
3
I D.
となる
ー
ン上
ー
ニ
方
-
,
2 650
,
-
2 6 5 0 k g/
-
p
その体積 V
,
,
ー
-ニ
l 0
p
とすると
m
ことがで
H
すると
密度
の
2 0 00
LZ2
V
計画
,
.
バ
2 00 0k g と
,
.
( 2 3)
5
流下石磯 ( 巨石 )
,
度は
場合も共に
いる
量
-
鋼管を用いる
の
m
に示すように
.
流側越流堰の高さを
ー
｢
｡
ここで,
ー
Q
,
とすると
.
銅棒を用
F ig 4
,
4
方
2 5
-
となる
,
ンの開
ー
0 0 15
-
D
方の張り出し部の厚さをともに
m
.
2
3 3 7 6 × 10
-
ン
ー
バ
鋼管の代わりに
｡
の深さは
30
-
バ
,
ー
クリ
いて
つ
,
となるので
m
.
4
,
の
m
に
m
ス
ー
有効長は 1/ 2.4 になる
/s に対して
集水路幅 b
I/ 2 0
-
s
m
バ
,
3
1 0.O
-
いると
20
-
a
/s
m
.
1 00
-
3
10 O
-
.
の
ー
,
.
(2 0)
隙間幅
ー
銅棒を用
の
Ⅱ 皿
バ
,
￣
0 1
.
構成材を〆
ン
ー
m
.
=
2
1 76 2
25
. 0
丁
.
倍になり
2.4
.
0 73 2
-
=
l 0
( 1 9)
2 41
同一の取水量 Q
,
z
.
-
<
1 6 8 8 × 1 0R
,
z
3.
L
となり
-
-
I OO
L
( 1 8) より
,
40 0
-
ス
-
4
.
式( 6)
3
4
メント Z
ー
,
に示すような集水路断面寸法諸元を決定することができ
る
-
O
3.
-
2. 2
特
,
jI 曹の強度
1
,
10 0
L
の上を
,
の
ー
水脈
いては流下
部にお
ン
ー
に考慮していない
50
バ
クリ
ス
ー
流下することが施
｡
-
流入係数は銅棒に関しては知見が得られていない
-
バ
o
取付け角度
ンの
ー
ネ
エ
(k
N
･
n
( 2 8)
)
T
.
ra n s
JSID R E O
cL
1 998
,
翠棒を用い
S
'
F
-
. 0
叫
ス
ー
クリ
ン複合型渓読取水工の
ー
(k N)
7 843
-
l..
たバ
.
(2 9)
D
水理構造諸元の決定方法
些
3
-
6 ×0 151
.
J
I
知
この
,
努断応力 z-
鋼管に生ずる最大曲げ応力
1 .
.
n
a
M
は
x
I OO
_
q
l
O
｡
血
8
X
最大
,
この玉石の
F
,
水中における鉛直方向に働く力 F
( 4 00
-
,.
〟
1 5 1) × 9 8
-
=
]o Q
は,
.
也N )
2 4 40
=
3
伽)
2 44 0
-
.
.
.
q
(3 6)
0 6 61
.
方
となり
121
(3 7 )
h
Z
]o.
となるから
3 455
.
0 7 32
-
づ
3 3 76 × 1 0
o
50
-
銅棒に加わる荷重を
の
m
･
取付け角度
,
o
バ
,
'
F
｡
有効長
の
ー
L
3 0
とすると,
｡
.
(k N /
102 34 0
=
,
4
T
- _×_
=
l oo,
S
K
3
I C.
A
)
A
F
-
30
o
ント M
3 0
n
a
x
M
.
.
( 3 8)
銅棒に生ずる最大曲げモ
て
っ
最大勢断力
,
0 d V)
1 5 68
-
荷重によ
S
3 .
m
a
は
又
メ
ー
,
越
三
=
h
4
1 4 9 2 × 1 0ー
3
3
o
50
c 岱
この
となる
7 84 3
×
'
F
(3 0)
) o.
4
-
=
2
m
.
1 56 8 × 0 732
.
(k N /
7 0 09
=
,
.
)
2
n
(3 1)
4
(k N
0 2 87
-
.
となる
ここで
l OO
-
バ
た
a
<
x
は
ー
S
許容最大曲げ応力
,
最大勢断応力
q
q
a
a
r
質量
,
許容応力
a
l 0
rn
'<
a
㌃
x
2 00 0k g
2
とすると
それぞれ
,
鋼管
この
,
伽
3 0
,
を用い
となるので
c m
いるが
バ
,
,
最大勢断応力
T
般には
一
,
w
,
Z
2
13 7 200 k N/
っ
｡
旦× 旦
=
,
血
鋼管と同様にして検討を行う
積
A
3
は
0
A
L
3
｡
-
0 73 2
m
.
銅棒の断面
の
(3 2 )
z
メント Z
ー
坐
=
知
3 0
×0 03
方
断面係数 z
,
3 ｡
は
,
4
64
(3 3)
.
z
邦
普
-
-
旦
.
v
知
ンを構成
)
d e r) が
ul
,
バ
ー
ス
3 0
m
m
a
<
x
q
a
(4 2)
㌃
,
3 .
m
a
x
<
T
( 平均直径約
40 0k g
-
流下しない渓流河川にお
する
っ
クリ
ー
バ
て
ン
ー
,
の
材料として〆
渓流河川地形
複合型渓流取水
諸元を算定することができる
-
となり,
a
o 65
.
流況
,
) 以上
m
いてはバ
30
m
,
工の水理
こ
の
m
ー
の
ス
銅棒
取水量に
構造寸法
｡
あとがき
.
(3 4)
2 65 0kg/
-
JO
,
( b o lu d e r) の体積 v
-
o
質量
o
4
一
2 6 5 1 × l ol
密度
o
,
クリ
ー
2
n
2
.
となる
0 EN/
型二
0 03
2
-
ヰ
.
玉石(b
適した
3 9 7 6 × 1 0￣8
-
3 0
7 0 6 9 × 1 0￣
を用いることによ
,
-
64
(4 1)
.
X
て,
っ
のことから
7 0 6 9 × 1 0￣4
次モ
二
)
｡
したが
4
.
断面
2
n
-
,
塑二些
ヱ
=
4
=
,
,
(k N /
2 958
-
有効長
,
坐
x
｡
となる
ニ
a
1 56 8
3
,
カ
A
-
=
m
m
づ
10 8 2 6 1
4
m
｡
.
群樺の強度
30
は
x
2 6 51 × 10
としてそのまま剥き出しで使用すること及
-
a
,
.
3
d
m
u
30
て
｡
直径
銅棒に生ずる最大曲げ応力
0 2 87
ど
2
(4 0)
m
,
び途上国における品質のばらつきを考えてこの値を採用
.
( k N)
‰
3 0
-
3
( 39)
m
q
=
0
) 程度の値が採用されることが多くな
ー
.
この
,
2
( 1 4 00 kg g
1 5 68
-
許容
,
｡
値として
の
となり
a
'
F
-
流石に十分耐え得る強度を有
の
,
2
,
,
,
1 17 60 0k N / m
-
q
9 8 00 0k N / m
-
T
することが分かる
した
)
･
｡
3
｡
o
m
言芸-
-
この玉石を球
3
m
,
質量
4 00 kg
-
の玉石
は,
一
( 3 5)
･
には
き
β
3
｡
m
は
,
の設
計水理諸元により
棒を使用した場合とに
取水
o .5 1
体とするときの直径
よ土論集1 97 ( 661 5)
B 2
同
,
工の寸
,
バ
ー
取水工
つ
,
いてバ
法諸元を算出したと
銅管を使用した場合と銅
ー
ス
クリ
ころ,
ー
ン
銅棒を用
ス
クリ
の
落差も小さくすることができる
ー
ンの
複合型渓流
所要有効長を短くする
巨石に対する銅棒の強度を検証することによ
いた場
合
ことがで
また流下
｡
っ
て
,
889
計画
1
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻革旦型
22
取水量を保証するとともに
ことが可
計する
一般に
能になる
わが国では
,
,
バ
,
工の建
設に有効である
実際の施
である
に関する実験的研究
バ
,
クリ
ス
ー
山本光男
維持管理が容易な渓流取水
,
_
農土論集
,
バ
小島信彦 (1 9 9 6)
,
バ
:
5
.
7
.
受稿
.
〔この研究報文に対する公開
以内
引用文献
,
バ
d fわr D
et h o
lv
f th
A g ri c u l t u
f
o
B
e
ar
L
･
S
C
c re e n
o m
r e
M
,
ji
e l
U niv
p
it h i r o
*
o
-
n
th
Ty p e
e
T
m o st
o r re n t
f
o
c a se s
ln t ak e
ff e c ti v e l e n g th
h y d r a u li c d i
o n
t o r r e nt
m
o
w
ds
K q
W
e n si o n s
m
th
ch e ck
h ol o g y
rp
∴
βa
r
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-
S
H
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e
b
e
o w
c
o n
c re e n
C
o
ba
n
r,
st e e
e e n
b
ar
-
m
p
S t e el pi p
l p i pe
考察
一
農土牛講集
I1 8
,
,
1 99 8
,
9
.
7
.
閲読了〕
.
質疑あるいは討議( 4 0 0 0 字
の
,
1 999 年 4
,
as
o u n
s
an
f
st e el
s o
th
r
d
o ul
d in t a k
d TJ P e T o
n
pi pe
b
n
er
a r
le
th
a s
n
t
h
d
u n
s to n e s
t
a
e
b
ar
-
in st all e d i r o
di s c h a r g e
e
T
,
ke
a m
a
-
ku
*
e ru o
K
,
ki 2 1 4 0 0 3 3 J A P A N )
asa
a w
-
a ct
d
,
e
ar
h l m ita
f a u h eig h t
e
d iro
b
u se
m e n si o n s
In t ak
o rr e nt
d Y A M A M O TO T
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-
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m
m
an
fo
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diti o n
o
b u t al
sc re e n
-
th
,
in st e ad
e v e r,
a r
b et w
-
of
st r e n g th
e
Ir
890
f th
o
e
･
p ip e ( ￠ 1 0 0
st e e l
,
B
n
O 7 ( 1 I I fiig
e r si
d Ty pe T
o un
A b st r
l
,
方式渓読取水工
ン
ー
農業土木学会論文集編集委員会あて) は
,
i n l n g 也 e H y d r a u li c D i
et e 皿
K O Jf M A M i c hihik
a c u
,
複合型渓流取水工
ン
ー
w
F
178
.
T he M
･
農土論集
,
複合型
ン
ー
月 2 4 日まで受付けます〕
クリ
ス
ー
o
クリ
別の機会に報告する予定
,
〔1 9 9 8
‥
ス
ー
七6 7
･
山本光男( 1 9 9 4 )
バ
:
クリ
ス
ー
材料と水理構造特性に関する
ー
pp 6 66
｡
｡
小島信彦
1
集水路諸元の決定方法
の
p p･6 7 7 3
,
潅揮( て
-9 9 5 )
張
,
17 1
,
p p1 3 l-3 6
ンの加工が
ー
本光男
Lu
,
渓流取水工
構成材料として
ン
ー
普遍的な建設材料とし
たが,
っ
事例に関しては
工
クリ
ス
ー
トを軽減して
ス
コ
,
ンを設
ー
小島信彦
手近に入手し得る銅棒は
し易く
クリ
ス
ー
｡
鋼管を用いることが多か
て
堅牢なバ
,
,
th
e r
th
th
f
o
e
b
n
e
e
m
sc re e n
a
ei r
r
.
w
sa m
e
a u th o r s
d
ri al s
at e
( ￠ 30Ⅲ
-
T his p
e si g n
cl ar i fie
)
-
ap e r
diti o
c o n
d
f th
o
th
at
B
a r
ir o
B
e
a
c
n
sh o w
n s
n
ar
s
b
S
du
re
M
･
-
th
is
o
m
o
e
th
r,
ro u
o u n
d
th
e
of
d ie
gh
d le
re cti v
ef
o re
p
nl y
c o n t r a st
e
m
n ot
ce
o re o v
ar
C
c re e n
e
fo
r
･
･
H yd
･
r a u l7 c
dL7 m
e n si o T tg
･
-
s c re
e
n
m a
t
e ri a l s
･
e
T
. JS
r a ロs
旧R E O c t 1998
.
の
農業土木学会論文集
T
N
r a m s
o
o
.
f
∫ S I D
19 7 pp 12 3
･
氏 E
12 8 ( 1 998 10)
-
･
,
.
高温好気法の新しい運転管理指標として
担体負荷に関する研究
B O D
吉田勲
*
猪迫耕二
農林水産省中国四国農政局 ( 〒7 0 0 - 8 5 3 2 岡山市下石井 1 - 4 - 1 )
* *
要
新しい指標である
各担体
･
を用い
B M L
処理能力と
の
て杉チ
籾殻
,
べ
B = L
て有益である
d･
,
(2)
を
L
B M
40
45 gB O D
-
籾殻の混合体は優れた担体となり得る
キ
1
･
との関係を調
L
B M
プ
ッ
分解効率を示す指標として本研究で提案した
･
ワ
ー
ド : 高温好気法
ー
食用廃油
･
･
kg
･
l
･
1
新たな指標として
,
杉チ
ッ
た
その結果
･
L iu
a
度有機廃液や有機廃棄物を
酸化炭素と水とに分解する方法である
は
適度な水分と栄養の下で
,
,
た好熱性微生物によ
され
担体負荷
BOD
,
BOD
,
てしまう点にある
っ
て
al
et
糞尿 ( 劉ら
( 朱ら
され
すなわち
･
,
1 9 9 2)
1 9 9 4)
,
1 9 9 6 b)
,
,
発生した水分が蒸発し
有機物と廃水をほぼ完全
本法はこれまでに製ア
.
焼酎廃液 (Li u
,
アオ
,
(Z h u
コ
d
an
et
al
･
ri
,
1 996
a
M
,
食用廃油 (吉田ら
,
本法の特異な点
.
o
法の
すなわち
.
プ
ッ
,
木炭
廃水処理を試み
,
,
,
,
活性炭
直径 50
微生物にと
有効性を確認して
以上
籾殻
ン
,
いる
っ
また
.
,
(1) 高温好気法による
.
本法の運転管理指標とし
,
( 3) 杉チ
.
ッ
プと
の
て,
っ
,
籾殻
･
杉チ
ッ
プ混合体
BO D
容積負荷量は
定に保てるが
一
投入された担体量にばらつきが生じる
,
ばらつきは
ため,
プ
ッ
さに応じて投入される有機物量を変化させ
の大き
B O D
容積負荷が
一
･
定であっても
豚
ある籾殻
,
山林廃棄物である杉チ
,
および,
処理性能と B M l
の
B O D
,
担体量を微生物量と見立
,
担体負荷の導入を試みた
B O D
,
処理性能に違い
,
そこで本研究では, まず
容積負荷に代わる指標として
てた上で,
そ
,
担体量
.
分解者である微生物の増殖に相違を生む
,
が生じる可能性を有する
標を用いて
次いで
.
本指
,
プと農村廃棄物で
ッ
それらの混合体を担体とした場合の
関係につ
検討を加えた
いて
.
などに適用
2
.
〃
ク
,
m
マ
L iu
･
et
al (1 9 9 7)
･
ザサ炭を用いて製ア
程度の
ハ
ニ
ン
カム構造の仮道
て良い住みかとなる杉チ
ッ
プの
.
実験装置の概要
本研究で用いた高温好気装置を F ig
は, 円筒形のポリ
の
発泡
ス
チ
となる担体
これまでの研究成果を概観したが ,
,
実験条件の設定時に
負荷を用いていることが挙げられる
.
B O D
これらの研
B O D
容積
容積負荷は生
ロ
エ
覆
っ
担体は直径
反応槽内
･
o 5
･
ク板 ( 直径 1 0
は,
長さ 6 0c
20
の
m
c m
c m
微生物の住みか
担体
の
擾拝は
1
た
.
･
装置内の温度測定で
装置重量は
日 1 回定時に行
っ
た
.
口を持つプラスチッ
棒状温度計を内容物に差し込んで
中心部の温度を測定した
農土論集1 97 ( 66- 5)
本装置
を厚さ2 0
気量は流量計で調整した
) 上に載せ
が
.
2 0 e)
.
反応槽内外の温度を測
,
程度の多数の通気
m
-
の通
-
物反応槽の容積に対する投入有機物量の比を表している
それには分解者である微生物が考慮されていない
に示した
-
た生物反応槽,
酸素供給用ポンプ
,
1
チレン製の容器(10
ルで
ー
.
定する温度計と装置全体の重量を測定する重量計とから
構成される
.
究に共通することとして
,
を提案した
高い分解率が得られる
,
杉チ
,
廃
河川底泥
,
場合
の
微生物のすみ
,
かとなる担体が極めて重要な要素となる
管を有し
担体量の相
,
処理性能は好熱性微生物の適切な増殖を確保で
きるか否かに大きく依存する
は杉チ
1 9 9 3)
)
1 9 9 7)
,
その処理能力の高さが証明されている
,
本
･
,
ることによ
二
有機物が水と炭酸ガスに分解
,
に処理し得る方法と言える
液 (Li u
容積負荷
高濃
,
反応槽の中に自然増殖し
その際に生ずる発酵熱で ,
,
以下の点が明らかとなった
,
に設定して処理を行えば
微生物の働きを利用して
,
M L)
では
.
て開発された高温好気法は
っ
担体負荷 ( B
B O D
L)
V
プと籾殻の混合体を担体として用いた場合の食用廃油の処理
反応槽
l ( 1 9 9 2) によ
･
et
容積負荷 (B
は分解率のばらつきをうまく説明でき
まえがき
.
旨
これまで高温好気法での運転管理指標として用いられてきた B O D
,
違による分解率のばらっきを説明できないことを示し
を行い
*
佐藤秀樹
*
鳥取大学農学部 ( 〒6 8 0 - 0 9 4 5 鳥取市湖山町南 4 - 1 0 1 )
*
本研究では
の
20k g
.
その
,
秤で秤量した
各種の測定は
,
8 91
.
原
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
24
1
則として 6 時間間隔で定期的に行
た
っ
サイクル継続して
7
3
関する実験と考察
B O D 担体負荷に
.
増殖に必要な窒
の
して補
.
食用廃油を処理する場合
て
容積負荷 ( B
B O D
示せぱ (
陀
B
ここで
v
)
1
L
L
,
いる
日に何
一
ある微生物量が入
B O D
B M L
ここで
L
=
W
,
/W
B O D
を(
た
っ
) 式で定義し
2
,
ハ
殻は孔隙が多く
は約 7 6
素率)
酸が
3
.
実験方法
2
微生物の働きは供給される酸素
,
量に大きく左右されるので
10 0e
-
3
m
･
mi
･
に固定した
n
本実験にお
,
実験は
.
気率を
いては通
反応槽に食用廃油を
,
詰め
c o
o m et er
e m
H
2
0
a
槽に
oly
p
ln
v
yl
c
hl
o rid e
m
a
te
ru
a
ls
p
e rfo r a t
e
d p l a sti c p l a t
･
せた場合
5 kg
場合
ir
m et e r
a
P
T
ab
gB O
It e
Ri
W
c e
a
st e
m
br
h
･
l
R U N2
R U N 3
,
.
とした
,
･
詰めた場合をそ
2 2 51 kg
.
,
とした
RU N7
,
杉
,
これら 6 個の反応
.
- d- となるように食用廃油と米糠を投
3
m
,
l
･
本装置
1 03 g
,
,
の
-
処理対象有機物の投入量
21 g となる)
R U N 4
の
つ
2
･
R U N 8
,
この値と各装置に
･
B M L
が得られ
,
B V L
を変化さ
実験
をおこ
とした
R U N 8 では
･
1 6 5 9 kg
な
B V L
,
その
･
では杉チ
R U N4
.
た
っ
1 0
今
C O m
an
ap
p
a r
fo
at u s
r
th
T
e
h
o
er m
p
ct eris ti c s
of
Ri c
B O D
s
50 0 0 0 0
a n
,
I 36
,
5 000
,
e
B
ra n
nd
a
W
T O C
￣
a st
e
F
o od
O
ッ
gB O D
T C
-
485 000
,
7 6 00 0
･
d￣ ( 食用廃油 1 2 9 g
1
･
,
,
RUN4 の B M いま44 4
,
1
1
R U N 8 では 6 0 3 g B O D k g- d- と
･
この
･
l
a
･
ble 2
ある
で
なる
･
.
実験結果と考察
RU N l
,
の
実験結果を
例として Fi g s
一
･
2
-
に示す
3
･
reS SOr
p hili c
il
籾殻を入れた
の
.
,
投入する事になるので
D k g-1 d-1
.
xi c
O
F ig 2 は 1 4
.
(g
･
T
-
1)
m
N
22 000
3
で
日間の反応槽内外の温度変化を示している
,
8
月
22
日から同年 9 月 5 日に行
外気温は 30 ℃ 前後を示している
内容物の温度は実験開始直前で
･
他方
,
っ
･
本
たもの
反応槽内の
食用廃油
36 ℃ であるが,
投入後には時間の経過とともに上昇し 1 8 時間後には 55 ℃
,
にまで達した
.
30
時間後まで
,
後
892
.
1
m ￣ d￣に設定して
実験は 1 9 97 年
f o o d oil
われている
分解率はどうなるかを検討するために
,
2 6 g)
3 3
b al an c e
atic
vi e w
of
a ra
ケイ
.
以上の設定をまとめたものが T
ro cess
le 1 C
1 96 1k g
食用廃油と米糠を
,
米糠
ai r
･
0
e m
(戻
m
A
S ch
べ
プを, 1 7 0 1 k g , 2 1 0 2 k g
ッ
一定容積に同量の担体量を詰め
,
.
･
その
,
C 伽比
,
言い
いと
籾
,
d-1 となる ( この場合の食用廃油と米糠の投入
それぞれ
,
･
すなわち
.
プを2 2 50 kg ,
F ig 1
.
有効性を検討するために
の
J
,
.
実験をそれぞれ
e
方
一
.
を
di u
程度の
m
わら類に比
,
分解されにく
それぞれを R U N l,
,
B V L が 4 kg
次に
e
椀殻は
装置に杉チ
の
R U N 6
る
ct o r
50 p
%
投入した担体量を( 2) 式に代入して各装置の
re
m
また,
.
B M I
れぞれ R U N 5,
量は
J
.
平均細孔直径が
,
.
1 65 6k g
,
は 80 g B O D
I
2
において使用したものと
窒素含量は平均 0.4 8
,
籾殻を
次に
入した
th
m
,
容量 2 0e
,
,
使用した反応槽
,
プと籾殻の投入量を種々に変えて反応槽に詰めた
ッ
.
て
%
( 2) 式で定義した
2 2 4 1 kg
高温好気法におい
m
ある
で
1 9 8 6)
,
まず
3
5
-
倍多いため
4
-
炭素量
,
通気性が良いという性質を有し
,
炭素含量は平均 3 6
チ
･
B O D
プの 2 種類を担体として使用
ッ
プは前報 ( 1 9 9 7)
ッ
を任意に 40
カム構造の仮道管がきれいに並んでいる
ニ
( 2)
M
籾殻と杉チ
では
なお
.
米糠を添加
,
C /N
,
.
大きさは 2
,
て
っ
食用廃油と米糠に含まれる
.
,
食用廃油には微生物
.
添加量を決めるに当た
.
杉チ
.
(池田
.
反応槽内の担体量(k g) である
:
M
容積負荷には分解者で
伽 )
した
同じで
容積負
B O D
,
d- )
そこで担体の量を微生物
.
担体負荷
その有効性をみる実験を行
O D
負荷を投入するかを
の B O D
g
ていない
っ
すなわち
.
この B O D
,
負荷 (g B
B O D
1
･
実験とした
1
素が含まれていないので
の容量は 2 0 e である
本実験
である
)
3
m
しかし
.
量にみたてて
それを式で
.
これを 1 サイクルとして
,
および全窒素量を T a b l e l に示す
.
( 1)
荷とは単位容積に
意味して
が採用されている
一日あたりの投入
:
B O D
その負荷量を表す指標とし
,
/V
B O D
反応槽の容積 (
:
V L)
式で表される
=
た
っ
に設定した
担体負荷の定義
BO D
3 1
2 日に 1 回投入し
原則として
.
,
徐々に低下して
い
っ
た
.
,
ほぼ同じ温度を維持した
これらのことから
T
ran s
.
J SID R E O
投入さ
,
. 199 8
ct
高温好気法の新しい運転管理指標として
れた廃油が徐々に分解され ,
発熱し
て減少することが何える
サイクル目の開始直後は冷
えた食用廃油の投入
及び擾拝により
,
る内容物の温度は 4 1 ℃ に下がる
,
その後
このように反
.
最高温度は実験中ほぼ 6 0 ℃ 付近にあ
た
っ
)
ロ
重量は
の
で
･
に処理対象有機物を o 12 4k
g 投入すると 3 66 8kg
･
となる
･
その後
,
投入物は微生物に分解されて
時間後には
■
7
り返し
,
3 544 k g
重量は減り
,
まで低下している
･
投入
.
サイクル終了時には 3 5 25 kg
･
,
次に
,
そこで
.
を示して
いる
.
bl e 2
a
E 甲 eir
M
R U N
e di u m
m
N
.
m e rlt al c o n
1
___
_
_
_
d
a
____
_
_
e
2
C
ed
a r
3
C
ed
a
r c hi p
4
C
e d a r chi p
5
Ri c
6
Ri c
7
8
di
ei
(R
n s
e
a
u Ⅱ1
gh
ct o r
s v ol u m e :2
(k g
____ + 主星J
1 701
.
2 1 02
.
･
D
3
1
･
工
芸若
-
t
D
,
( 3)
式を用
ものが
･
T
r c hip
Rl
,
00
( 3,
able
I
,
投入油 ( g)
:
R.
,
実験開始
=
,
.
食用廃油の分解率を各実験毎に求めた
ある
3
で
R U Nl
ッ
プ,
ていることがわかる
I
hip
47
をみると杉チ
,
4
38
は大きくな
2 2 41
4
36
2 250
5
44
.
.
的に分解率が高いものの
以上の差が生じた
h u l1
e
h ul1
1 961
4
41
k g 1 d-1
Ri c e
h ul1
2 101
4
38
R UN 2
5
60
杉チ
4
1 656
.
.
.
i c e h u ll
I 659
.
っ
籾殻ともに
2
3
,
5
,
,
6
7
,
分解率
の
48
では過
･
-
r e a ct o r
te
m
p
プの場合,
ッ
象が ,
60
P
か
っ
プでは
全体
,
とでは 1 0 %
3
RU Nl の B M L 48gB O D
-
負荷になることを示唆して
いる
･
また,
.
で 4 0 g B O D k g- l d- 1 程度であれば
B M l
･
ている
っ
以上のことから,
e r at u r e
ッ
R U N 3 で分解率は 9 0 % 以上を示していたことから,
,
解率は大きくな
70
杉チ
.
RU Nl と R U N2,
,
プより低率であるものの
ッ
が小さいほど分解率
B M L
このことは,
･
良好な分解が可能であると
(
.
.
実験終了時残存油量( g) である
:
いて,
4
e
R
×1
分解率( % )
:
,
前残存油量 ( g)
g kg d
･
前の実
,
油の分解率を次式で決定することとした
実
B M L
￣ d' )
m
いるので
ていることもあり得る
っ
.
48
0 e)
B V L
t
油量を分析した
いる
_
C
c
e
w
o
diti o
'
を採取して担体に含まれて
,
ここで
T
.
油分の分解率を求めるために実験開始前後にサ
,
験で使用した油が分解せずに残
減量を繰
,
%
,
実験には同じ担体を繰り返し使用して
,
これ
,
日と短いことを
14
.
ンプル
3 544 k g
実琴の期間が
1
･
から 5 1 7 % に減少したこと起因すると考えられる
応槽内
を見ると
.
ている
っ
考えると担体の分解が進んだというよりも含水量が52
.
次に反応槽内の内容物の重量変化 ( Fi g 3 )
実験開始直前 ( 経過時間ゼ
方小さくな
温度
,
125
験開始前と実験開始後の重量を比較すると実験開始後の
反応槽内におけ
しかし,
.
は再び上昇し約 6 0 ℃ に達している
の
その発熱量もやが
,
2
.
B O D 担体負荷に関する研究
の
える
やはり
,
方籾殻
一
.
杉チ
では,
B M 上が小さいほど分
.
が同じでも,
J
を用いることによ
B M l
た
B Ⅵ
い
･
っ
分解率の異なる現
説明が出来ることが分
て
.
ー
巴 50
次に
3
i
h
&
り,
40
≡
D
(
{
詰めた担体量は約
とおり
一
30
te
ro o m
m
p
T
200
Ti
Fi g 2
C
･
h
an
g
e s
oft
e
m
p
er
a
BVL
b l e 3 より,
の
tu
re
w
it
h ti
m
方が大きくなる
以上の結果から
標として使えるが
3 7
.
芯
,
3 6
･
1 00 g
l30 D
,
っ
た R U N7
では,
B V L
,
k g-
1
･
d-
1
%
,
.
と 77 % で R U N 3
R U N 8
の
場合も
.
B V L と B M いまと
,
･
ともに R U N 4 の方が大きくなる
,
B O D
が明らかとな
っ
合でも
率の
た
逆に
･
,
もに分解率を示す指
負荷が同
の
一
場合に
を用いるとこのような場
B M L
･
-亀
s
3
80
よ
前述した
担体量の差による分解率のばらつきを説明できないこと
ii
>
.
籾殻で行
.
T able 2
.
と同じであるが,
2 2 4 kg
B MI
,
同様の結果となった
e
分解率を比較する
分解率はそれとは逆に 95
3 00
(h)
m e
a
の
投入有機物量がそれぞれ
,
であるため,
e r a tu r e
20
10 0
R U N 3 と R U N 4
,
5
3 544
･
(w
kg
a te r c o n
te n t 5 2 0 %
,
)
(
w
a
t
er
co
3 523 k g
t e nt 5 I 7 %
･
n
.
/
)
3 4
,
分解
ばらつきをうまく説明できるため
T
a l'1 e
3
D
ec o m
p
o siti o n r at e o f w
as t e
f o o d oil
(% )
.
0
100
2 00
T
F ig 3
･
兵士論集 197 (66-5)
C
h
an
g
im
es of
w
e
(也)
ei
gh 1 i n
r e a ct o r c o n t e n t s
300
高
,
温好気法の運転管理指標として極めて優れているといえ
R UN
RU N
RU N
RU N
R U N
R U N
1
2
3
4
5
6
7
8
81
91
95
77
70
75
85
73
R U
N
R U N
893
る
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
26
1
そこで
.
今後は
,
運転の指標として B M L を使用する
,
.
90
4
担体の種類と B O D 担体負荷の関係
.
ぎ
80
O
◆J
前章にお
いて
その実験において杉チ
が優れていることを示したが ,
プと籾殻において同程度の B M I
が示された (R U N 2
チ
プより微生物の住み処となる空間の量で劣
ッ
ことによると思われるが
巳 60
O
O
50
ri
を示唆して
いる
ここでは
.
40
Fi g 4
D
.
ed i u m
m
p
e c o m
of
r a te
o siti o n
70
k g-
d- )
I
lo ad ( g B O D
･
I
･
fo od
w a st e
oil
と担体の分解能力について検討を加え
用いた場合の B M l
た
h ull s
c e
60
50
B O D
種類の担体とその混合体を
2
,
c hip s
40
っ
と担体の分解能力とに固有の関係が存在すること
て B M l
ced er
I
∈
la
●
ている
っ
担体の種類によ
このことは
,
宅
籾殻の方が杉
これは
.
､
:
ッ
re
70
;0
も分解率が異なること
で
,
参照)
R U N 7
,
M L
tu
m lX
cd
高温好気法の新しい管理指標として B
,
.
B MI
前章の実験結果から
,
範囲では
,
を 40
B M L
た
っ
l
･
･
分解能力に大きな差が認められなか
ここでは,
験を行
が 4 0 g B O D k gl
J
60 g B O D
-
k g-
l
･
･
d
っ
-
1
以下の
は容易であ
たため,
d￣の間に設定して実
1
た
っ
かわらず授拝は比較的容易であった
高温好気法
.
分析中であり
使用した担体は杉チ
類である
ッ
プ
籾殻および混合担体の
,
う混合担体とは
ここでい
.
乾燥重量比で任意に
3
2
:
すとドレ
をゆるく詰めると
装置に乾燥重量で 3. 5
20 e
-
1
定容積に軽く詰めて
時間放置して
気中に
24
持して
いる
と考えられる
ここで言
･
ない
つ
現在
いては
,
.
混合担体
.
程度入る
また
.
これ以上の液体を混合担体の入
,
時間後にはドレ
24
,
杉チ
さは
杉チ
I
プの保水量は 1 1 8( g g- ) であ
ッ
･
.
( 乾燥重量)
kg
.
水量は 1.0 6(g
･
g￣) で
1
であ
あった
すなわち
,
杉チ
易であったが
した場合
.
,
,
ッ
っ
反応
っ
た
っ
た
.
今回使用した籾殻の保
1
回
,
手動で行
っ
っ
たが,
その
B M
.
いま40 g B O D
･
k g-l d- 1 から 5
･
13
･
m
･
回の
1
gB O D
1
1
k g1 d-
･
･
段階を設定した . 各実験を 4 回線り返
5
.
その実験における食用廃油の分解率を求めた
,
分解率の平均値の変化を F i g
含水率が
,
逆に
たが,
4
.
3
.
に示す
4
その
.
･
,
2
30 %
考察
.
ての担体で
率は
45
gB O D
k g-
1
･
程度まで低下
d1
･
すなわち
.
理の 1
つ
45
-
gB O D
の目
k g￣ d1
･
で,
1
･
分解率は低くな
混合担体
た
っ
.
,
杉チ
有利であL る
すなわち
,
.
.
ッ
プ,
籾殻の順
高温好気法で
.
ことが
重要となる
.
微生物の繁殖に適
きい担体が ,
を意味して
微生物の住み処となる微細な空
いる
.
そのため, 3
,
していると
考え得る
種の担体の中で
,
た混合体の分解率が最も大きくな
えられる
このことを証明するためには
日後の含水率が低下した時
ける混合比を変える
.
保水力の大
このことは
投入直後の含水率の高い時
っ
,
より多量の微生物を繁殖させることができる担体が
っ
撹粋が困難であ
,
このような傾向を示した理由
力の大きか
,
このことは
.
いる
以下の様に推察される
は明確でないが ,
分解
,
が高温好気法における運転管
安になることを意味して
,
全
,
まではそれほど低下せず
1
それ以上の B M L になると急激に低下した
40
関係は
の
B M L
ほぼ同様の傾向を示した
,
B M L
,
分解率と
から分かるように,
F ig 4
間が大きい
･
食用廃油投入後の携拝は容
担体は固く結合しており
撹祥に困難が伴
それを 7 回線り返して ( すなわち 2 週間)
,
担体間を比較すると
･
て擾搾に難易の差が見られた
2 日後
,
し
通気率は 10 0e
,
食用廃油と米糠の投入は 2 日に
とし,
c 肘比は 40
,
実験とした
は,
プの場合,
籾がらの場合は
894
.
･
擾拝は原則として 2 日に
担体の種類によ
回
1
B M L
プや混合担体と同様に 2 0e 装置に詰めた籾殻の重
ッ
,
ンの
ー
.
2 0
場合
っ
プをゆるく詰めると 2 0 e 装置に乾燥重量で 3 0 k g
その,
.
･
この値は排水のない状態で
,
運転する場合の最大投入量に近いとも考えられる
入る
,
担体中にある微細な間隙の多寡を表す
,
mi n-
1
章における実験と同様に
3
ずつ増加させた
.
大
その後,
,
実験は
重力水を排水した後に担体が保
,
出ることが予想されるため
ッ
混合
.
実検条件
4. 2
プと籾殻を
う保水量とは
時間水浸し
24
た高温好気装置に投入すると
杉チ
種
含水量を担体 1 g 当たりで表示したものである
量の大小は
この
た
っ
.
一
kg
,
･
3
これ以上に籾の割合を増や
その保水量は 1 3 9( g g ) であ
担体を
ッ
生しやすくなるからである
ンが発
ー
杉チ
,
混合したものである
で
比をこのようにした理由は,
の
ここでは触れ
にか
.
関与する微生物に
において
,
含水量の多少
,
担体
4. 1
た
混合担体の場合は
.
,
他
の
,
こと
最も保水
たと考
っ
混合担体にお
担体との混合を行うなど
,
様々
T r a n s J S ID R E O ct 1 9 98
.
.
高温好気法の新しい運転管理指標としての B O D 担体負荷に関する研究
な実験を行う必要がある
5
これは
.
られる
( 1)
2 9 p p 77 84
-
.
っ
得られた結果は
て
る
は分解率のばらつきをうまく説明
B M L
を4 0
45 g B O D
-
分解が行える
籾殻は
1
効率よ
･
,
プと混合することによ
ッ
たが
っ
担体を変えて今後実験を行
い
さらに研究を続ける予定である
籾がら
ニ
,
混合させる
農業技術体系
org
T
･
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Bi o l o g y
ズムの解明に
土壌施肥編 7
･ N od
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農土論集197 ( 66- 5)
M
i n hi g
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B O D
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,
,
3 1 p p 2 0 9-2 1 4
.
,
M
.
o
ri (1 9 9 7)
:
p b ili c
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o
rm
R
猪迫耕二
.
,
ゴミと焼酎
朱列平
,
藤田元夫(1 9 9 7)
,
:
廃
高温好気法
農土論集
19 2
,
,
-
Z hu
L
Y
.
,
.
K
r o c e s s,
,
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Y
,
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以内
,
ri
o
ic
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3 2(4) p p 22 1 2 34
-
.
,
楊稔芳
〔1 9 9 8
,
M
.
佐藤利夫
,
,
33
森忠洋( 1 9 9 6 b)
吉田勲
,
.
5
.
‥
堀
好気処理による高品質土壌化環境工学
･
pp 31 37
-
.
,
,
ch
,
3 3( 4) p p 4 ト4 9
,
p p 1 6 1 16 6
,
27
.
受稿
,
19 98
.
9
.
22
閲読了)
.
は討議(4 0 0 0 字
農業土木学会論文集編集委員会あて) は
,
,
1 99 9 年 4
月 2 4 日まで受付けます〕
.
hili c
e s e ar
l u aLti o n
v a
-
研究論文集
iti o n
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E
ic p r o c e s s
,
p
o s
f
.
,
いて
農山漁村文化協会
o
.
F O O D & F O O D IN G R E D E N T S JO U R N A L O F
,
川底泥の高温
,
ro c
1 6 5 pp 1 8 1 9
つ
資材の特性と利用
hu
o c
.
朱列平
･
P
ro c e s s,
高温好気法による生
:
f Sh
高温好気法による豚糞
fb r 也 e 也 e
.
o
-
:
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m
･
〔この研究報文に村する公開の質疑あるい
S
an
処理
JA P A N
hid
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Y
･
,
t r e at
e
h 3 0 p p 16 5 1 73
,
r
O
hili c
op
e s 飽 rC
環境工学論文集
,
da I
o
rm
g R
森忠洋 ( 1 9 9 4)
山本弘( 1 9 9 5)
,
の
1
(1 9 9 6 a): D
.
,
u r
有効
p p 2 4-2 6
･
N
･
の
.
各種肥料
,
Jo
･
,
引用文献
:
S
,
吉田勲
,
とし
2
:
籾殻の担体として
,
混合担体における分解のメカ
池田一徹(1 9 8 6)
･
l e ctl O n
e
pl et
o m
による食用廃油の生物燃焼処理,
粉砕した籾殻や混合比
,
て
っ
完全処理
e e ri
n
C
:
b y th
at e r
E n gi n
t al
a
se
森忠洋
.
プと籾がらの混合比率を 3
ッ
そ
,
w a st e w
m
,
G
･
d
液
籾殻自体では担体として適当でないが
,
本研究では杉チ
実験を行
k g￣ d-1 に設定すれば
･
優れた担体となり得る
f
B
皿
.
れよりも小さな杉チ
Li u BI G
Li u
ri (1 9 9 3)
o
察恵良
の
J ap
B M l
,
ir o n
尿
本装置の新しい運転管理指標として有益であ
,
.
い
o x
n v
,
でき
o
ro c e ss ed
劉宝綱
提案した
d TI M
an
･
E
,
( 3)
G
I
p
以下のようにまとめ
,
高温好気法による分解効率を示す指標として本研究
(2)
.
,
.
で
性
い
L iu B
本研究によ
て
今後の課題とした
,
あとがき
.
127
,
895
農業土木学会論文集第 1 9 7 号 ( 第 6 6 巻第 5 号)
128
St
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B O I) M
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,
旧 R E O ct 1 998
.
農業土木学会論文集編集委員会
委員長
中曽根英雄 ( 茨城大学農学部)
委
大久保
員
委
博 ( 山形大学農学部)
貞
意次 ( 愛媛大学農学部)
丹治
肇 ( 農業工学研究所)
I,
//
金木
亮
堀畑
正純 ( 構造改善局建設部)
//
囲光
洋二 ( 構造改善局計画部)
〃
松川
進 ( 宇都宮大学農学部)
小泉
健 ( 農業工学研究所)
I,
安田
裕 ( 鳥取大学農学部)
島田 _
清 ( 岡山大学環境理工学部)
I,
山本
ケ
′
//
( 滋賀県立大学環境科学部)
高瀬
〃
一
徳司 ( 農林水産技術会議事務局)
農業土木学会論文集広告料金
1
なお
,
ペ
ジ
ー
新規掲載ある
本誌広告
一
い
6 0 00 0 円
1/ 2
,
は
,
東京都中央区日本橋室町
電
第1 9 7 号 ( 第 6 6 巷第 5 号)
話 0 3 ( 3 2 4 6)
10
年 10 月2 5 日発行
12 61
論文集購読料 7 9 50 円
,
,
振
平成 1 0 年 1 0 月 2 0 日印刷
平成
発
行
所
( 社)
替
編集兼発行者
社団法人農業土木学会
印
株式会社小薬印刷所
所
ジ
3 5 00 0 円
,
東京都中央区入船 2- 7- 4
1 丁目 6
( 代表) F
｡
番1 2 号 ( 周方社ビル)
A X O 3 ( 3 2 4 1) 8 1 9 0
非会貞購読料 1 5 90 0 円
,
1
,
冊 2 65 0 円
o o 1 6 0- 8- 4 7 9 9 3
農業土木学会
〒 1 0 5- 0 0 0 4
刷
ー
継続でも原稿を変更した場合は原稿製作料が加算されます
手取叛｢理工企画株式会社+
農業土木学会論文集
ペ
東京都港区新橋 5 丁目 3 4 番 4 号
農業土木会館内
電話 0 3 ( 3 4 3 6) 34 1 8 (代)
E
･
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LD C
02 4 3 2 @
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0 3(3 4 3 5) 8 4 94
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.
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.
jp
,
農業土木学会論文集投稿要項
( 平成 9 年 7 月 1 日改定)
1
ては 1 000
編集の基本方針
.
農業土木学会論文集は
等を掲載するもの
れも未公刊
2
で
全編投稿論文である
,
のものであること
研究ノ
(1)
ト
ー
3
農業土木学に関する研究論文
,
なお
.
.
研究報文
,
研究展望
,
4
,
り
投稿者は
貢献するとみなされるもの
規定ペ
ジは組上がり 6
よび英文 A b str
( 2)
独創性があ
,
農業土木に関する学術 ( 技術を含む)
ー
a
ct
が必要
向上に
の
封
.
ペ
ジ以内
ー
現金は受付けない)
,
は5
するとみなされるもの
の
体裁を整え
応用を主と
,
5
を参照のこと
.
0 0 1 6 0-8- 4 7 9 9 3
銀行振込
第
ペ
ジ以内
邦文要旨お
,
される
以下のようなもの
研究の歴史的な流れ
6
るもの
い
大きな成果
,
,
およ
,
よび英文 A b st r a c t が必要
研究
研究
･
,
重要
体系的に現状総括するとこ
ジは組上がり 6
ー
ペ
以下では
技術
の
邦文要旨お
,
.
新しい成果および知見の速報で
規定
い
( 5)
ペ
とする
6
.
(1)
ジは組上がり2
ペ
ジ
超過は認めな
.
して
,
疑問または異論を持つ場合は
議によ
っ
答すべきであり
て応
進歩がなされるものである
なお
,
公開質疑
研究展望につ
い
･
討議は
の
研究論文
,
研究
い
ては
後述の 7
,
の) :
1
④
1
ァ
イルと内容紹介フ
ノ
トに
つ
い
紙出力したも
イルを保存したフ
ァ
ピィディスク : 1 枚
ピィディスクのラ
ッ
,
投稿原稿
: 3
使用
,
ベ
ルに
表題筆頭者氏名
,
ソフト名を明記すること
,
.
部
本文 ( 図表 [ 写真は囲に含む]
ー
各提
紙出力したも
ファイルを用
邦文要旨
研究報文
.
.
部
所属機関使用機種
⑤
のこと
部
投稿票フ
ッ
を参照
ファイルを用
内容紹介 ( 内容紹介
③
.
3)
･
,
写し: 1 部
領収証の
2)
･
て記し
.
以下のものを提出する
,
究の
.
,
投稿時には
表題 ( 著者氏名
て研
つい
使用する原稿を｢投稿原
で
1)
っ
正会員と
,
で記述する
.
質疑または討
これによ
,
ては 4 0 00 字
,
,
,
投稿票 (投稿票
発表者が読者に
読者がその内容に対
ては
投稿時の提出物
フロ
,
後述の 8
②
質疑応答
対して責任を持つものであり
ては
①
ロ
,
い
投稿料振込の
.
論文集に掲載された研究内容は
い
.
の) :
ー
つ
出物の様式につ
.
ー
投稿料は免除
,
閲読終了後に印刷用に提出する原稿を｢印刷原稿+
,
農
,
業土木に関する研究および技術に寄与するとみなさ
れるもの
( 社) 農業土木学会
.
論文の閲読段階
,
論文集へ
.
ジ以内
ー
ト
ー
:
論文投稿時に留意すべき事項に
,
掲載決定後に
稿+
.
ろに著者の独創性がみられるもの
ノ
名義人名
ージ料および別刷代につ
ペ
ここでは
研究成果の総花的紹介や文献解題でなく
な成果を整理評価し
( 社) 農業土木学会
投稿の方法
.
.
現状
,
研究の動向
び残された問題点などができる限りわかりやすく
記述されて
:
.
超過
②
.
の
学生会貞
,
勧業銀行日比谷支店普通預金
一
同じに扱う
,
ただし
.
する学生だけの連名投稿の場合には
ー
農業土木における特定の専門的課題
(4)
編を投
1
学生会貞の単独投稿および学生会貞を筆頭著者と
①
研究展望
規定ペ
円/
,
投稿者が学生会員の場合
.
よび英文 A b st r a c t 7う必要
②
.
.
郵便振替
.
号
(丑
380
律20
一
,
加入者名
.
ジは組上がり 6
ー
を展望する
論文集購読を原則
,
に納入する
邦文要旨お
,
したもので農業土木に関する研究および技術に寄与
(3)
投稿料として
o 4 5- 1 16 7 2 4 3
編ごとに報文として
規定ペ
,
,
研究報文
1
で
原則として共著者数は 4 名を上限とする
稿と同時 ( 郵便振替または銀行振込の領収証の写しを同
編ごとに論文としての体裁を整え
,
なお
.
投稿料
.
質疑応答)
,
研究論文
1
本学会会員 ( 学生会貞を含む)
ず
い
,
.
投稿者
.
とする
投稿の種叛と内容 ( 研究論文
.
字以内とする
,
,
所属機関名
同住所を含む)
,
,
式
,
脚注
,
付緑
,
引用文献を含む)
なお
,
閲読作業の効率化を図るため
,
10
行ご
とに適当なマ
を書き入れること
も可)
英文 A b
4)
クまたはアンダ
ー
str a
( 表題
ct
( 手書き
ライン
ー
16
著者氏名
,
所属機関名
,
として掲載時の
ス
作成例を参照)
に従
ただし
間は
当分
,
の
( 2)
.
ては
原則
,
キ
.
(例
てレイアウトされたものとする
っ
19
従来のように個別に用紙出力され
,
.
20
.
21
.
投稿先
〒 1 0 5- 0 0 0 4
港区新橋 5 丁目 3
.
ic
at
s
降雨特性
,
R a i n f all
,
h
c
a r a
地下水
,
t e ri s ti c
c
s
投稿票
.
内容紹介および投稿原稿
,
送付する投稿票
ファイルと
M S- D O S テキストフ
720 K B
コン
および 6 4 0 K B)
専用
,
ワ
合わせること
また
く
こと
7
(1 )
.
ー
(例: 2
)
,y
その後ろに(
投稿票フ
ァ
とする
なお
( 英数字
.
2
.
3
.
4
.
25
問い
26
事務局
,
へ
各自バ
,
クア
ッ
プし保存してお
ッ
イルには
,
を入力
名は｢投稿票
,
とする
投稿票フ
ァ
イルを用紙出力したものと
その出力スタイルは
カタカナ
7 (4) に準ずる
,
.
,
と同じものでもよ
: 1
筆頭著者名フリガナ
(例
: 2
筆頭著者会員番号
(例
: 3 9 7 0 0 0 1 1)
投稿原稿は
共著者名 ( 所属)
(例
: 4
①
学会太郎)
ガ
ッ
こと
カイタロウ)
7
6
7
8
表題 ( 副題を含む)
.
学会次郎( 愛媛大学
( 例 : 5 我が国における )
.
閲読希望分野番号
･
投稿分類
･
( 研究論文
ノ
ー
ト
･
.
10
.
.
12
13
14
15
.
.
･
･
Th
e
P
r
o
bl e
m
)
-
s
(例
し
: 地下水の
研究報文
･
場合:
研究展望
7 0 2)
.
･
研究
(例:
9
.
.
③
連絡者氏名
連絡者所属
連絡者住所
(例
: 13
.
: ll
付録
愛媛大学農学部)
述の 9
(例
: 12
.
.
.
7
,
.
,
なお
.
w
d
o r
い
T X T+
.
,
.
また
.
,
邦文要旨
,
字数に注意する
,
.
同住所
,
ー
ド5
-
｢キ
,
語を
7
ワ
ー
2
.
,
ー
ド:
.
と記
+
行以内で記す
.
: 1 4 7 9 0 - 8 5 6 6)
u )o r
連絡者電話番号
(例
: 1 5 0 8 9 - 9 4 6 - 9 8 8 2)
させて
d
s
:
,
+
この
.
,
式
,
書き方に
脚注
,
ては
つい
,
級
,
.
ct
英文表題
,
英文氏名
,
英文
,
A b s t r a ct 本文は
.
,
.
と記し
.
,
2 00
行以内とし後述の 1 0 に基
￣
なお
文末に改行して
｢K
10
作成する
て
(例
￣
'
7
-
行以内で善かれたもの
7
,
同住所を含む
,
程度
s
連絡者郵便番号
1 1
ド5
ー
出力したものとし
図表 ( 写真は図に含む)
英文 A b s t ra
愛媛大学農学部)
.
ワ
ー
邦文所属機関名
,
行改行して
ワ
ー
を参照のこと
.
所属機関名
.
文末に改行
,
名は｢内容紹介
その場合には
,
引用文献を含む
,
学会太郎)
￣
が
い
英文 A b s tr a c t には
愛媛県桧山市檀昧 3 - 5 - 7)
有)
.
蘇)
.
農業土木学会誌に掲載されるので
に 1
本文には;
愛媛県桧山市棒味 3 - 5 - 7)
(例
(例
: 25
: 26
本文
④
: 1 0
文末
,
研究論文)
筆頭著者住所
7)
.
(例
( 4) に準ずる
邦文氏名
,
邦語のキ
,
質疑応答から選択)
: 8
無)
r
邦語のキ
,
ファイル
行全角 5 0 文字程度
1
なお
･
筆頭著者所属
(例
ll
.
o
er
邦文要旨
( 後掲の投稿分野表から選択)
(例
9
6
.
表題
(参
-
(2))
.
以下のものから構成される
,
邦文表題
･
英文表題( 副題を含む) ( 例 :
･
(例
: 2 3 5)
投稿原稿の構成
農学部))
5
: 22 8
.
( 3)
.
.
.
(例
無)
r
このファイルを用紙
,
内容紹介は
(例
.
o
と記し
+
のスタイルは
筆頭著者名
.
.
最初に合計枚数を
できるだけわかりやすく記述すること
.
.
.
この
句読点は半角)
,
ド:
ー
0 1 0)
: 2 1 5)
イルおよび内容紹介
ァ
保存時の
.
由力
その
この
ワ
内容紹介は
.
.
,
,
.
内容)
･
保存時のファイル
､
｢キ
,
ー
)
r
.
太郎 V
一
,
字以内で本文内容を紹介する
語を記す
次の事項 ( 番号
,
内容紹介フ
300
イルと投稿票
ァ
,
N E C P C -9 8 0 1 R X
.
at e
w
名
ソフト
A b s t r a c t 英訳希望 ( 有
.
(2)
.
プロ横種
ー
d
n
) 書きで写真枚数を記す)
A b s t r a ct 英文校閲希望 ( 有
.
して
投稿票は
1
他
のパソ
7
.
.
その
.
,
ワ
: 24
(例
.
.
する罫線は入れか
する
を標準とする
1 25 M B
,
使用
.
u
: 1 9 5 0)
(例
表枚数
.
24
,
.
投稿票フ
T X T+
ファイルは
44 M B
.
プロを使用する場合には
閲読終了まで
,
内容紹介
(媒体 1
イル
ァ
23
,
本文原稿枚数 (
,
.
H y d r ol o gi c
,
r o
(例
農業土木学会論文集編集委員会
7
G
別刷り希望数 ( 数字のみ)
記し
: 1 7 0 2)
(例
語)
7
-
図枚数 ( 写真を含む場合には
.
番4 号
4
: 1 6 0 8 9 - 9 2 1 - 0 7 7 1)
数弐数
.
22
ド (5
ー
水文統計
.
st
.
ワ
ー
: 18
タイル ( 後掲する完全版下投稿原稿の
たものも受付ける
6
⑤ ( 投稿原稿)
,
い
(例
専門分野番号
の
( 後掲の投稿分野表から選択)
18
につ
筆頭著者
.
,
同住所を含む)
上記提出物のうち
連絡者 F A X 番号
.
17
.
,
邦語
,
英語のキ
ー
ワ
ー
,
のキ
ー
ワ
ー
ドの順
ドを記載する
.
づ
ey
序に対応
7
( 4)
.
のスタイルは
投稿原稿
画耗 ( 光沢紙)
スタイル
投稿原稿の
原則として掲載時のスタイル
,
( 後掲する完全版下投稿原稿の作成例を参照)
レイアウトされたものと
する
ただし
.
に従
来のように個別に用紙出力されたものも受付ける
場合
,
行全角 2 5 文字
③
1
ペ
ジン : 左20
⑤
本文には下中央部にペ
m
m
,
80
m
ジをつける
ー
①
掲載可とな
,
ピ
コ
イルと内容紹介フ
ァ
ピィディ
ッ
部とその
1
原稿の書式は
従う
例
イルを保存したフ
ァ
ては次の
っ
原稿執筆に関しては
うにする
$
1
節
1
項
1
1
.
1
.
②
仮名づか
③
術語は
(彰
文字
2
1
は
記号
を書く場合は
.
1
れる)
⑥
･
･
2
2
.
.
1
2
.
2
3
-
1
.
記す
づかいとする
,
ライン
(例
.
) 書きとする
,
(1
m
.
02
×
1 0 ￣ k gf/
5
指数表示は
4
,
･
10
2
写真は図として取扱う
表は T
a
bl e とする
は用
ではなく 4 × 10
.
2
い
な
い
とする
本文中では
,
⑲
(2)
邦語と英語で併記する
図表の横には
写真は
,
,
｢
*
+
また
E
.
Fi g
.
本文を組込まな
閲読の段階
ではコピ
い
ー
者が判読できるような鮮明なものとする
い
9
,
.
9
.
でよいが
,
(5)
n
e
D
,
a
C
.
右上に
最終的には印
11 1
￣
ジ pp
ー
イ
,
.
出版社
,
ニ
引
,
英文書籍の場合
.
イタリ
,
.
,
ク体で
ッ
の
場合)
( 1)
pp
,
1-5
.
d
.
H
,
v a n c e
∫
n v
P
r e n
e e
m
a n
dyn
r o
T
,
r
r a m s
D
,
a m
f
o
.
F
.
ic
s
th
,
d K
a n
.
f b
o
d
o r
ASAE
e
ir o n
ti
m
e
c
e n
a
n
d
tal
H ein k
S ci e n
- H al l I n t e
人名
,
二
c
e
G
e
d
a n
2
-
,
の
.
E
i o n al p
r n at
W
.
.
,
p
,
1
.
.
r u s e
e
r
.
i r ri g a-
15
,
E
,
( 4)
,
20
n
(1 9 8 9)
g in
e e r
m
:
g
,
.
その他で特別の読み方をするもの
,
.
,
できるだけ避けることが望
やむを得ず脚注を使用する時は
*
○社
,
.
G
.
E
1
.
英文喜藤からの引用の場合)
n ry
.
パイプ
改良と
( 1 9 9 0) : 土地
換地と都市計画
:
脚注および付録は
*
引用文献リストには著者
,
43
7 2) : H y d
6 7-6 8
.
地名
( 6)
ましい
閲読
￣
.
ペ
ク体で記す
ッ
書籍名
,
論文題
:
著者名は姓
,
とする
農土誌;
,
にはフリガナを付す
.
.
,
大阪次郎
,
( 19
.
4 :
,
ては
ai d
pp
(例
,
.
,
,
,
.
函は
図表のタイトル串よび主要な説明文につ
原則として
G
.
ti o
を使用し
+
,
トの｢ Ⅹ+ や｢ Ⅹ+
ッ
c
n
)
×
.
英文雑誌からの引用の場合)
例 3 :
2
c m
.
-
邦文書籍からの引用の場合)
2 :
Ki
た
,
a
.
.
横浜次郎 ( 1 9 9 1)
を入
ンマ
によるものとする
数式における掛算記号には｢
⑨
.
)
19 9 0
,
引用個所記載
-
,
1 9 9 7)
,
著者名- ( 発行年)
,
邦文雑誌からの引用
1 :
記号が最初に現れる場所で記号の定
2
ァベ
ジpp
英文の場合
,
文末にまとめて筆頭著者
,
著者名 ( 発行年)
,
ー
”
ら
によれば
著者の数が多くても
,
(例
,
,
.
英文雑誌の場合
,
` `
その雑誌名はイタリ
,
東京太郎
,
やアルフ
ペ
なお
.
.
(
例 : 1 N/
なお
い
ト順に記載する
ッ
掲載巻 ( 号)
.
後ろ
筆頭著者のみを
,
る ( 学会次郎
い
論文の場合
,
,
する
の
著者が複数にわ
.
る ( 学会太郎ら
い
1 9 9 6)
全員の名前を記載する
.
覧表を付録として付ける
国際単位系 ( SI)
,
アルファベ
ルの順とし
また
.
数字 (3 単位ごとにカ
,
引用文献リストは
式
一
を付す
-
c
,
書籍名は各単語の頭文字を大文字とし
-
-
だし従来単位を併記する場合は (
⑧
ャ
て
べ
学会三郎 (
3 :
用個所記載
･
.
単位は
⑦
シ
項の見出しを下記
単位記号は慣用的なものを使用し
,
アラビア
,
と述
-
とする
-
.
･
現代仮名
,
義を文章で行う
数字は
こと
.
-
必要に応じて記号の
⑤
節
･
農業土木標準用語事典に準ずる
,
,
3
.
1
い
点に留意する
b
,
と報告して
･
書籍の場合は
.
1
.
章
,
･
.
2
.
-
雑誌名
,
a
名以上の場合に限り
3
,
記載方法は
後掲する完全版下投稿原稿の作成例に
,
原稿執筆にあた
のよ
.
姓の
の
名
(丑
.
これらの
ク 1 枚
ス
.
(1)
.
a
例 2 :
投稿原稿の書き方
.
l
et
部
1
ー
のように記述
発行年)
,
として省略してよ
”
例 1 :
投満票フ
ロ
は
次の
,
.
印刷原稿の本原稿
(多
た場合には
っ
"
本文中の引用個所
,
残りの著者は邦文の場合には
,
,
年に発行した異なる文献を引用する場合
一
たる場合には
.
併載は避け
.
発行年の後に
,
記し
完了し
て
ものを提出する
9
には
程度
m
掲載決定後の提出物
閲読をすべ
9
右
④
.
その印刷費用は
,
フにしたものとの
文献を引用する際は
(4)
.
あるが
で
い
.
とする
つ
一
同じ著者が同
マ
ー
写真も提出可
ー
分解能
.
ジを出力したものでもよ
ー
数表とそれをグラ
どちらか
.
行
ジ4 7
プイメ
ッ
に ( 引用文献著者名
1
ー
カラ
,
(3)
.
9
(丑
.
9
次
,
りとする
のとお
9
この
.
トマ
ッ
著者の負担とする
従
,
ビ
い
なお
A 4 用紙縦置き
①
8
出力スタイルは
本文の
て
っ
の間は
当分
,
高
の
に焼付けたものを提出すること
記号を明示し
,
各
ペ
本文該当個所
,
ー
ジの最下段に
簡単
明瞭な文章で記す
ある
･
覧表など)
10
①
b
st r a
書き方に
なお
場合には ( 記号の
こと
きる
.
に関する注意
et
ては7
つい
本文中の図
,
.
( 3) ④ を参照の
秦
,
こと
文字)
.
式などは引用しな
,
ダブルス
②
英文
Ab
ス
ー
程度の行間隔で出力する
st r a ct
い
事務局が日本科学技術情報セ
介する
なお
.
1
,
編あたり 6
稿者の負担とし
場合でも
この
.
ことになる
閲読を受ける
がJI C S T
,
なお
,
編あたり
1
担とし
場合
仲介する
に
専門用語につ
めに
邦文要旨は
1
,
主語を明確にし
文末にキ
ll
ー
ては
ワ
,
,
なる
べ
ドを記す
5 0･
適正
②
原稿のスタイルは
場合
ct
の
事務局
,
誤訳を避けるた
,
文字程度
く短
い
納入する
て
st r a ct
7
,
にお
14
.
この
文章で構成する
また
.
場合には
.
可)
と
て
ただし
.
い
ct
ペ
スで
ー
文頭に
は
これによ
打
つ
,
されな
.
ること
②
閲読をす
業に入る
.
て
( 手書き
は
不
投稿者の責任
,
.
なお
.
,
,
っ
て
対応する
のみを使
英語
,
なお
.
この
,
処理により
返稿後
,
い
6
とする
カ
著者に原
,
月以内に再提出
.
ジを超えた場合は
ー
,
観上がり 1
円を著者が負担する
長大な論文を提出した
を限度する
.
い
ペ
ー
ジに
.
時は
ただし
1
,
編30
この
,
ペ
,
16
c o
掲載可とな
っ
た後には
号なども適切を字体で挿入してあり
,
ー
場合にも
.
,
購入を義務とする
,
掲載された論文の
.
下記の部数と金額で受付ける
30
部 ( 表紙付)
16 310
円
50
部
〃
1 8 3 40
円
100
部
,/
2 0 38 0
円
,
,
,
,
.
上記規定部数以上に必要な場合は
円とする
,
_
1
印刷作
,
は
,
数式
鮮明な図 ( 写
17
p y r i g h t)
.
部
.
掲載された論文の著作権
論文集に掲載された論文等の著作権 ( 著作財産権
印刷用に提出する原稿 ( 印刷原稿)
,
.
別に定める閲読基準により審査し
新投稿接
,
340
,
著者からの問い合わせの際は
,
.
なお
.
完了し
は
ジ料および別刷り
ー
別刷りは
著者は
.
印刷原稿の書き方
べ
ときは
き18
する
.
スタイル
に従うこと
,
.
,
整理番号によ
の
規定ペ
つ
,
い
300
用すること
印刷原稿を作成する
,
.
投稿科の入金を確認して受付け
,
り処理する
超過ペ
①
邦文要旨は文末に置くこ
名および説明文は
て
,
上記の著者負担金制度により超過金を支払うものと
て期す
こと
っ
稿の修正を依頼した場合
.
図表のタイトル
,
受付けた原稿は
,
原則として掲載時の
,
に従
作成例
.
および前述の｢ 9
事前に著作権者から了解を得ること
原稿受付け時
,
条件を満た
投稿原稿の取扱い
.
英文 A b str a
③
④
ダブルス
,
い
個別に用紙出力したものを捷出する
,
る完全版下役稲原積の
また
こと
これらの
.
再提出を要求されることがある
,
受領状を発送する
.
閲読を受
の
行以内とし
( 完全版下投稿原稿の作成例右参照)
従来のように
ることが必要である
い
引用等に係る著作権に関する注意
.
.
著者の責任にお
,
,
ク体
ッ
(太
ザプリンタのような高品位のプリンタで
ー
ジ ( 組上がり)
(彰
は
レ
ク体
ッ
専用フォントが
の
論文中に他論文等を引用する場合に
15
英文の
や記
13
英文論文の注意
.
.
str a
.
英文論文も上記規定に準ずる
12
A b
納入す
邦英の対訳表を付ける
による英文 A b
行全角
,
ー
に仲
円の必要経費は投稿者の負
8 400
閲読者
,
けることになる
て
ては
つい
投稿時に投稿科と合わせ
,
でも
S T)
記号にはイタリ
･
投稿原稿の書き方+
,
ト印刷にかけることがで
ッ
項の見出し数字にはゴシ
･
投稿された原稿は
この
.
い
ては
.
邦文要旨の英訳を希望する者に
③
い
U IC
閲読者による英文
,
数式
,
られ
節
･
さない原稿は
,
円の必要経費は投
300
章
,
後掲す
投稿時に投稿料と合わせ
,
る
,
タ
ン
ー
用
い
,
きちんと行わ
レイアウトが
,
直接オフセ
.
出力されて
.
.
校閲を希望する者につ
の
こと
とくに
従来のように個別に用総出力して提出する時は
ペ
真を含む) や表を取り込み
れているもので
一
A b s t r a ct はそれ自体が独立したものであ
,
るので
,
,
付録として本文末尾に置く
,
英文 A
.
ただし説明が長くなる場合
.
は本文の流れと直接関係ない
い
は
農業土木学会に帰属する
,
,
.
雑誌発行後の正誤訂正
著者から正誤の申出があった場合は
誤表を掲載する
.
,
最寄りの号
に正
投
1
水理
･
流体力学
1
般
一
G
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土砂水理
S edi m
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Fl
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且o
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河川工学
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管理
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水質
水利構造物
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水理学的波動
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長期流出
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蒸発
蒸発散
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気象災害
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融雪
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土壌物理
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土壌の物理化学的性質
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間隙構造
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水分移動
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溶質移動
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土壌空気
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･
粘土
Th
凍上
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凍結
土壌の生成
･
分類
土壌環境と植物根系
土壌微生物
･
土壌動物
特殊土壌
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S
地震工学
構造物の設計手法
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逆解析
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構造物
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固体力学
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構造力学
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数値解析
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地下水流動
締固め
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支持力
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安定処理
地盤改良
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基礎工
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構造物の辞力学的性質
構造物の動力学的性質
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社会計画
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土地利用計画
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海外事情
処理
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･
11
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プログラミング手法
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要
原宿は
この
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旨
農業土木学会論文集の完全版下原稿 ( 邦文)
どをレイアウトしてください
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ゴシック
＋ 9 pt
作成例です
の
必要なレイアウトやフォントに関する情報を記述しています
⊂〉
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福岡市乗区籍崎 611 1-2 )
〒 8 12
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農土大学農学部 ( 〒 10 5 東京都港区新橋 513 4 4 )
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ここに
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完全版下原稿を作成するのに
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この原稿作成例を参考にして
.
ー
題目や文章
,
図表な
,
.
ー
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の要旨を含め
こ
明朝体の全角 8 p t
邦文蓮目部分の幅は本文よりも左右 10
,
英字
,
文字で 7 行以内です
.
数字は
Ti
などの代表的な R
m es
要旨の後にユ行空けて
.
邦語キ
,
約5
キ
ワ
ー
ド
ー
:
去
ゴ
1
･
明朝体 8 p t
,
5
語
7
-
,
2
行以札
体の
m a n
m
ゴシック
m
ださい
います
.
この
作成例に従っ
ワ
プロ
ー
フトなどによ
て
っ
実際の出力サイズが異な
この原
,
m
を作成す
原稿を作成してく
ここでは
,
,
プリ
1
行を越えたらイン
ド)
ー
横 2 段鼠
:
(題目
≡
≡
キ
(D
著者名
,
ワ
ー
所属検閲名 ( 同住所)
,
要旨
,
,
ド)
ー
ンタなどの
ォントサイ
.
原稿用統一 9 p t ゴシック
2 2
-
.
原常用祇は
ズに
できる
ズを選んで出力してください
限り
2 3
マ
.
ー
＋ 9 pt
ジン
基本的な
.
マ
m
-
ゴシック
ジン
ー
下マ
m
るレイアウトにつ
m
-
ヘッ
2 4
9 pt ゴシック
完全版下原稀ほ次の
3
つ
,
著者名
,
1
.
,
ジン
ー
,
25
.
Ⅱ1 m
ジめの上マ
ー
:
20
:
20
m
ジンは 3 0Ⅱ
ー
皿
m
m
題目部分の左右マ
の
部分で構成します
ます
.
所属模関名 ( 同住所)
.
ダおよぴフ
ヘッ
1 ペ
① 邦文題目部分 : 横 1 段組
(題目
.
ジンは30
ー
m
m
タ
∈
∈
ー
(⊃
N
.
.
+
横書きとします
.
ゴシック
:
1 ペ
ジン
ただし
.
約8
ー
左右マ
m
完全版下原稀全体に関わ
,
月粧で
A4
ジンは次のとおりです
ー
ただし
イ 1 0 pt
2 4
構成
縦置きの
,
そのような
m
いて萌明します
･
ドが
ー
③ 英文題目部分 : 横 1 段組
設定したフォントサイズと
,
ることがあります
全体のレイアウト
約8
2 1
ワ
ー
上マ
約8
.
て
パソコン
稿作成例のフ
近いフォントサイ
2
ワ
ー
蛋
使用する
,
磯器やソ
場合は
キ
,
② 本文部分
.
なお
,
8 pt
キ
るた捌こ必要なレイアウトやフォントに関する情報が記
述されて
ス
ー
m
9pt
完全版下原稿 ( 邦文)
,
坂名は
十
約1 0
稿作成例には
･
要旨の長さは 1 行約5 0
･
明覇体 8 p t で書いてください
,
デント
＋10 pt
藻草
,
m
l
この原
誇
7
-
要旨のフォントは
.
を用いてください
8p t
ドを 5
ー
要旨の後に 1 行の行間スペ
ク
はじめに
o
ワ
ー
ずつ狭くします
n
皿
ー
1
ダ
ッ
ジおよび偶数ペ
ペ
ー
要旨
は
,
,
漢字
･
ジの
ジを除く奇数ペ
きの主題をセンタリング
,
9 pt ゴシック
ー
ー
ヘ
ッ
ジの
ダは事務局で記入し
ヘ
ッ
ダには
して入れてください
坂名は明朝体の全角 9 p t
英字
,
下マ
_
よ
V n
￣
数字は
2｡
†
￣
･
m
m
Ti
m
es
-
･
,
!;
け
下線付
,
フォント
.
1
>
,
-
･A
:
＋
十
上マ
25
て
m
m
農業土木学会論文集第 1 9 6 号 ( 第 6 6 巻第 4 号)
などの代表的な R
C
N
.
行 (約
1
.
4 1
.
フッタは事務局で入れます
I
いてください
体 9 p t を用
an
フッタ
乙4 2
∈
∈
o m
)
Ⅱ 皿
3
t
邦文題目部分のレイアウト
･
ゴシック
＋ 1 0 pt
9pt とします
卜
ル番号
拙
邦文題目部分は
住所)
要旨
,
キ
,
論文題乱
,
ワ
ー
著者名
次の順に横 1 段組で記載してください
主題
行間スペ
:
16 pt
:
約 5
ス
ー
副題
ス
ー
著者名
行間ス
ペ
ス
ー
所属検閲名 ( 同住所)
行間ス
ペ
ス
ー
要旨
行間スペ
キ
ー
ワ
ス
ー
ド
ー
要旨およびキ
ワ
ー
ー
:
10pt
:
約
:
1 2pt
m
約5
:
8p t
約1 0In
皿
:
8pt
行以内
:
約5
:
8p t
代表的な R
体を使用
o m a n
7
,
数式は
-
鼠
7
英字
,
数字は
･
してください
m
本文部分の
本文とキ
てください
卜
寸
2
字
ワ
の行間
仮名
･
,
レベル番号
3
漢字
,
半角ピリオド第 2 レベ
,
半角ブラ
,
直後から見出しを書きます
ンク
上下
｡
.
旦H
0 s
I
のように書いてください
u
(2 s h
･
o
紬 s8
- 2 0) d 8
( 1'
=)(%)(吉 )
〔
2
k
-
c
式( 2)
,
-
之
4
z
2
, 2,
m
文章中に出てくる場合 ( たとえば p e)
,
同じものを用いてください
ォントと
式番号は括弧書きで右蘇めにします
.
.
ゴシック
＋ 1 0 pt
ドの間に約 10
本文は 2 段組で
文字間隔は
.
図表
4 3
ー
フォントは
数字は T
てください
8 ェ皿 1)
数字はゴシック体の半角
･
けません
ち
,
.
.
9 pt
段間隔は約
,
漢字
,
ペ
行間ス
の
m
6
段 1 行が全角で約
1
,
m
ー
25
†
スを
T
x a m
血
e s
li n
e
約8
o m
体の
an
m
8 pt
l
m
pl e
o
f th
e
t a bl
ロf
e
,
ind
en
t th e
f o ll
o w
th
e
i n g 正n
Jap
e
a n es e
c a
p ti
o n
is l
o n
g
th
er
a n
o n e
)
s
.
亘聖
,
などの代表的な R
に示します
.
,
仮名は明朝体の全角 9 p 亡英
･
l および F ig 1
e
ド
ル
-
,
E
文字
bl
a
邦語で構成した表の例 ( 邦語標題が 1 行以上
になるときはインデントして折り返す)
l
とし
Ⅱ 皿
T
8 t
〆 p ポ
a bl e
ゴシック
＋ 9 pt
図表の例を
地
0 5
15 3
76
1 0
14 7
73
2 0
14 5
72
.
･
直後から見出
m m
＋
数学記号は
.
数で対応づけ
の
ジ約 47 行となるよう調整してください
本文の
F
Lt
第
,
言妄竿
血
-
数式のフ
m m
ー
設けてください
ー
などの
m
レイアウト
約8
1 ペ
es
の
.
約8
.
m
.
辛
4
Ti
,
英字
,
次に示す式( 1)
,
行以内
2
その他のフォントは
.
著者と所属捜関名はアステリスク ( )
てください
.
m
5
,
)
1
数式および数学記号
4 2
z
m
スを設
ー
約8
m
センタリング
,
の
,
には行聞スペ
ドという模題のフォントはゴシッ
仮名は明朝体の全角
･
m
半角ピリオド
,
( たとえば 4 1 3 )
センタリング
,
,
∴
のフォントは
第 1 レベル番号
･
.
:
ク体の全角を使用してください
漢字
ル番号
m
半角ピリオド第 2 レベ
,
.
レベルの見出し ( 項)
3
9pt とします
センタリング
,
仮名
･
数字はゴシック体の半角
見出しの上だけに 1 行 (約
はゴシック体の全角 9pt
( 副題がないとき)
m
漢字
,
第 3 レベルの見出し
.
第
( 副題があるとき)
m
10
:
,
,
スを設けてください
ー
4 1 3
.
英字
｡
半角ブランク ( たとえば 4
,
.
スペ
.
のフォントは
_
第 1 レベル番号
･
しを書きます
それぞれ
.
センタリング
,
約 1 0 ⅠIl
行間スペ
所属機関名 ( 同
,
ドから構成されます
ー
スを設けます
ー
第 2 レベルの見出し ( 節)
.
はゴシック体の全角 9pi
l
i> 一
ペ
行間ス
の
第 2 レベルの見出し
2
.
8
9pt を用い
.
.
.
.
.
9 pt ゴシック
･
l
見出し ( 見出しが1 行以上にわたるときは
4 1
･
この
,
20
例
のようにインデントして折り返す)
et)
EL
したがって
.
第 3 レベルより下位の見出しは用いないでください
1
第 1 レベルの見出し
第 1 レベルの見出し ( 辛) の
4 1
.
数字はゴシック体の全角
ば4
,
喜10
.
.
)
の
.
第1
10pt
レベル番
∈
∈
A
⊂〉
⊂)
N
EL
c d
.
1 0p t とします
-
= コ
. +
見出しのレベルは 3 段階までとします
-
>
フォントは
漢字仮名
･
,
･
0
12
英字はゴシック体の半角
,
号
T in
.
見出しの上下に
24
e
1
>
,
∼
,
l
r>
全角ピリオド ( たとえ
直後から見出しを書きます
18
8 pt ＋
ボ
-
ルドE
英語で構成した図の例
Fig 1
.
x a m
p le
イ 8 pt
-
o
f th
e
丘g
u r e
w
ri tt
e n
下マ
i n E zl g h sh
十
ー
ジン2 0
l
m
m
絹
&
付けて区別してください
図表の位置
4 3 1
.
.
図表はそれらを最初に引用する文章と同じペ
くことを原則とします
追い出す
入りきらない場合
.
ことはかまいませんが
とは不可とします
上とします
図表の横幅は
.
,
m
の行間スペ
)
.
朝体の全免
英字
体を使用してください
es
漢字
,
坂名は明
･
などの代表的な R
o m
図表
の
a n
なお
約8
標題は 8 p t のサイズで次のように記載してくだ
5
,
bl
標題の番号は
,
Fi g 1
.
,
,
T
a bl e
改行で折り返します
1/ 2
図表の標題および主要な説明文は
英帝を併記してください
事
1
脚注
.
≡
≡
蕨当ペ
,
ジの最下段に簡単
ー
なお
.
,
-
やむ
･
,
･
-
1
.
al
a s t et
:
10pt
所属機関名 ( 同住所)
:
9pt
要旨
:
ワp t
:
9pt
引用文献は
,
なお
邦文
･
m
es
漢字
,
などの代表的な R
e s
ー
ワ
ー
ドから
英文に関わらず
,
.
,
漢字
･
などの代表的な R
m
a n
郎
p
t
所属機関名はイタリックにしてく
.
主題
,
,
著者名
副題
,
要旨
,
キ
ー
ワ
所属擁関名 ( 同住所)
,
ー
ワ
ー
,
ー
,
英字
･
,
c
.
の
ー
.
数で対応づけ
.
＋ 10 p t
おわリに
ゴシック
9 pt
l
謝辞
,
録の順とします
･
￣
付録を記載される場合には
文献の前に置いてくださ
･い
を
数字
を使用してください
ドは邦帝のキ
an
同じ発行年に同
a ,b
ー
ドの順序に対応させて記載してください
てください
は
ドは左寄せにしてくださ
筆頭著者の名字
坂名は明朝の全角 8 p t
o
,
主題は太字
,
著者と所属後閑名はアステリスク ( )
6
,
は Tin
論文題乱
,
キ
,
*
･
筆頭著者の文献がある場合には発行年の後に
脚注の文字は
o m
ド
英文要旨は 1 0 行以内英帝キ
.
ワ
庇名は明朝
･
ワ
ー
センタリング
ク体の全角 9pt で
ッ
ー
ださい
,
.
のアルファベット順に並べてください
＋
場合に
.
著者名
,
い
Ti
一
,
10pt
.
引用文献リストは
.
体 8 pt を用いてください
1
要旨
,
副題
,
引用文献という文字はゴシ
･
★
スを
ジの頭から英文題目部
邦文題目部分と同様に
,
明瞭な
本文末尾にリストとしてまとめてく
て
,
_
次のペ
,
ー
12pt
説明が長すぎる場合
,
体の全角 8 p t 英字数字は
cL
co
ー
英文題目部分は本文の下
,
:
(1 9 9 6) によれば +
る ( 丸山ら 1 9 8 6 ; 西村ら 1 9 9 6 a) +
｢F
,
載してください
書いてください
一
.
ジして
ー
の行間スペ
m
その他の理由で区切りが悪い
:
ゴシック
ー
引用文献はすベ
ださい
9 pt
英文要旨が 1 行でも本文と同
,
主題
.
イ 9 pt
といわれてい
のように記
なお
.
の
'
キ
引用文献
-
ゴシック
＋ 1 0 pt
レイアウト
l
ズを使用してください
m
本文中の文献の引用は
｢
年月日は空
,
,
本文蕨当箇所右上に
,
本文末尾においてください
5
討論の受付け+
.
所属機関名 ( 同住所)
著者名
あるいは本文の流れと直接関係がない場合には付録とし
.
を書い
.( D 構成されます V イアウトは邦文題目部分と同様ですが
蛋
フォントは T i m e s などの代表的な R o m a Tl 体で次のサイ
＋ 9 pt ゴシック
文章で記述してください
4
｢閲
,
m
英文題目部分も
原則として邦帝と
,
および付録はできるだけ避けてください
m
｡
ス
ー
.
脚注番号を明示し
約8
引用
∫
m m
m
,
分を書き出してください
.
を得ず脚注を使用するときは
て
p
の行間スペ
)
投稿原稿の段階では
碩制改ペ
,
m
公開質疑
,
ジ内に収まるのであれば
ー
は
m
脚注および付録
.
ペ
サンプルの T a bl e l のようにイ
,
m
ただし
に書いてください
デントして
m
字表記
出版社
,
および｢
設けてください
.
標題が長い場合には
約8
のように太
l
書籍 %
:
,
ジ+
ー
英文題目部分の
.
,
ジ
ー
英文題目部分と本文の間に約 1 0 I n
番号＋全角ブランク＋標題
＋半角ブランク＋
e
してください
4 4
.
約8
a
,
著者名( 発行年)
白としておいてください
･
F ig ＋半角ピリオド＋番号＋全角ブランク＋標題
ン
,
てください
.
T
論文題目雑誌名巻 ( 早)
:
ジー終了ペ
ー
｡
事務局から通知された｢原稿受精凱
,
読終了日+
.
図表中の文字のサイズは 8 p t 程度としてください
書いてください
引用文献リストの後に 1 行 ( 約 8
を設けて
数字は T i m
･
｢
:
ペ
スを設けてください
ー
図表の文字および標題のフォントは
さい
書籍
図表と本文の
ぶら下がりインデント
,
で
著者名( 発行年)
｢
ペ
pp 周始
図表の文字および標題
2
.
m
論文:
こ
図表の横
,
て
( 全角 1 文字分のブランク)
ジに
ー
段幅以
原則として 1
図表の幅が 1 段幅以下の場合は
.
間には 1 行 ( 約 8
.
次ペ
,
｡
引用文献は次の書式に従っ
ジに置
ー
本文末尾にまとめる
,
に本文を配置することはやめてください
4 3
＋ 9 pt
1Ⅹ
ー￣
.
･
なお
,
本文の末尾
,
記載順は
,
引用
,
謝絶
付
農業土木学会論文集第 1 9 6 号 ( 第 6 6 巻第 4 号)
謝辞
謝辞は
:
本文との間に 1 行 ( 約
,
設けて書きます
で書き
,
章は
漢字
,
謝辞
･
8
m
) の行間スペ
m
という見出しをゴシック体の全角
:
その直後から謝辞の文章を書いてください
仮名は明朝体の全角 8 p t
･
の代表的な R
体
o m a n
約8 m
英字
,
を用いて書いてください
8 pt
o
8 pt
など
es
I
-
橋
) の行間スペ
m
蛋
l
ゴシック体の全角
ンクを設け
西村兵
付録の標題の次の行から書き始めます
,
漢字
,
で書きます
pt
収名は明朝の全角 8 p t
･
英字
,
d g et s J A p p l M
tl
徹
西出
,
6)
(1 9 8
3 5 ( 1 2 ) p p 21 6 21
･
te o7
村上康蔵
軌
.
･
,
,
慶土論集
,
中村良太 (1 9 9 6 b)
-
,
四方田
,
新編潅概排水上巻
:
4
18
,
穆
養賢堂
,
-
.
ch m u
s
.
and
.
,
-V
S pr
i
5
各 p3
eT h
n g Br
An d r
,
e ,J
･
農業用溜他の濁水に
-
2 3- 29
pp
,
.
.
送配水系の農業用水路における
:
18
,
4
･
C
( 1 9 9 1) :
･
L
a
d
n
f a c e E vap
S
u r
o r
a
ti o
n
,
･
十
な
p 7
･
･
T I
e
gg
高
,
,
フィルダム基礎の清
:
,
pp 3 1 3 7
.
es
e
.
,
,
付録
.
数字は Ti m
･
b
eat
無効放流軽減のための調整池容量と換作方法最土論集
その直後に全角 2 文字分のブラ
,
付録の榛題をゴッシク体の全角 8
,
付録の文章は
の文字は
で書き
8pt
弓乳三野
恒
関する研究 ( Ⅲ) -
付象という見出しを
.
五十崎
,
,
8 pt
スを設けて書きます
ー
h
一
,
m
and
s
清水英 &
仲野良紀 ( 1 9 9 6 a)
≡ 西村晃
≡
水のメカニズムに関する解析的研究
(D
.
付録は謝辞 ( 謝辞がない場合は本文末尾) との間に 1 行 ( 料
8
加w
.
丸山利輔
I
十
m
n o ct u r n al
f
21 78
謝辞の文
.
数字は Ti m
･
傾に関する説明
傾
スを
ー
約8
8 pr t
m
m
-
v
どの代表的な R
体
o m an
を用いてください
8 pt
約8
a pt
a st
J D
･
,
ev o
･
Zh
,
h Lt
i
o n
S
g
wi thi
o n
a nd
･
,
n
W hi t e
h
any o n
c
a
m
an
nd
.
( 1 9 9 6)
.
P
･
ゴシック
十 8 pt
t S
n
ple
a m
a rt
II
:
N tl
･
･
f J ap
o
m
e
dary lay
B
otl n
ri
c a l si m tLl a ti o n s
M
a n es e
で受付けます
er
E
x
m
o f s tl b t
i
ple
am
約1 0
G A
o
* *
* * *
A g ri
f
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o u
d
o
ep
w
t
N
D
I Tar o
E E A
c ul t u r e,
N
e n
t
G
f
o
d
o u
彪 i h a tu C
m
R
o
eo
L td
,
･
t [n i v
o
･
(6
･
p hy
ra
g
el Si
-
tl e
a n
o
a sh i
事 '
'
Ja
IO N
約1 0
m
n a to
u
F
-
,
( T t) cs o n
o n a
k
u
u
u o
k
k
-
A ri 2
,
,
e x
h
I
-
∼
pl
am
e adin
g
Th
e
o uld
sh
ca s
e
af te r
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約1 0
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･
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7
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引用文献
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･ * *
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農土大学農学部 ( 〒 1 05
･
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.
･
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この
文)
の
や文章
では
原稿は
約6
m
作成例です
この原稿作成例を参考にして
.
てのみ記述していますので
い
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1
.
を参照して下さい
1+
.
約 6I n
なお
,
題目
,
ここ
詳細に
,
.
研究ノートは
2
,
ージに規定され
･
･
2 1
題目部分
:
本文行数
:
1
.
1 ペ
ージン
5)
ペ
は
ています
従
.
て
っ
m
ージ
マ
題目部分は
下2 0
,
は3 0
ン
m
m
m
方に
つ
所属機関 ( 同住所)
邦文原稿では
.
英文原稿の場合
い
E n g li s h
ては
M
を参考に
2 1
.
.
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本文
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英文題目
,
,
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は
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なお
･
,
,
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,
m
m
左右
,
なお
.
,
が必要で
.
1 0 P t コシック
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-
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.
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･
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･
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,
前掲の作成例を参照して下さい
2
,
段組で
,
m
m
の
約6 I n
引用文献および受稿
よりやや小さくてもよ
( 8)
,
,
ト
8 pt コ
ー
シック
質疑等に関する記述の行間は
もの
とします
本文
,
.
Ⅱ垂垂∃
pt
弓偶文献
:
･
･
8p
-
流出解析法 ( その 8 )
,
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農業土木学会誌
,
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･
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小
引用文献等の行間について
【1 9
約6
. .
研究ノートに対する公開
の
.
＼
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′
-
受稿
,
質疑ある
農業土木学会論文集編集委員会あて)
まで受付けます
間に約1 0
その他のレイアウトに
ては
of
)
1 0 P t コシツク
-
図表や引用文献など
以内
の
ナ
●
,
トなど
フォン
･
,
.
本文は
下2 0
,
引用文献等の書き
○
+
ー
Ⅰ
シック
ースを設け七下さい
m
,
数式
8
s a ct
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m
付録
,
タ
ッ
.
邦文表題は不要です
fo
上 25
,
日付を抜いて下さい
,
その他のレイアウト
.
マ
･
題目部
,
4
学会太郎 ( 198 0 )
.
は
謝辞
.
ダおよびフ
邦文表題と英文表題の間隔 ( 邦文の副
,
ージン
前掲の作成例を参照して下さい
,
1
アウトして下さい
一ト
ては
両ページとも
.
本文と題目部分のキーワードと
スペ
m
い
前掲の｢英文原稿作成例 ( P ri n t S a
,
ヘ
付録
副題との間隔)
,
い
邦文表題の下に英文表題 ( 主題のみ)
,
を置いて下さい
つ
左右2 0
,
ーワー
キ
,
著者数は 4 名以内とします
に
壁
醍
壁
として下さ
m
マ
投稿時には
.
.
≡
∈
く工〉
9 p t コシワク
-
･
t
.
横 1 段組で邦文題目
,
題がある時は
m
9 p t コシy ク
-
として下さい
m
3
o
題目部分
.
m
一
,
.
題目部分と本文から構成されます
上3 0
,
などの代表
es
.
文末には受稿日や質疑に関する記述文 ( 4 行)
○
,
と
仮
.
9 p t コシック
-
を用いて下さい
･
i
行程度とします
一
ージ目は
左右
の
2 1 1
.
50
数字は Ti m
･
漢字
,
.
本作成例を参照下さい
ジ目
ー
ご留意下さい
,
英字
,
ージ約5 0 行
トは
フォン
o
ジ目
ー
ージ目の
2 ペ
20
表題部分の行間隔および本文の行数が前掲の作成例と多
少異なりますので
体
の 9 pt
本文の
.
1 ペ
,
い
つ
す
ペ
an
2 ペ
2 2
1 0 p t コシック
-
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,
○
一
段 1 行が全角で2 5 文字程度
1
,
的なR
m
全体のレイアウト
m
名は明朝体の全角9 p t
｢農業土木学会論文集の完全版下原稿 ( 邦文)
作成例 V
.
.
に必要な事項のうち
の
m
なるよう調整して下さい
図表などをレイアウトして下さい
,
ては前掲の
2
6
I
m
完全版下原稿を作成する
,
9 pt
農業土木学会論文集の完全版下原稿 ( 邦
,
主な項目につ
の
1 0 p t コシック
-
m rb
19
.
は
い
は
,
.
閲読了]
討議 (4 0 00 字
,
19
年
]
行間
段間隔は約
I
下マージン 20
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月
日
,
∼
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農業土木学会論文集第 1 9 6 号 ( 第 6 6 巻第 4 号)
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どをレイアウトしてください
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必要なレイアウトやフォントに関する情報を記述しています
代表的な
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この原稿は
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