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事業紹介Business Introduction

沿岸域の調査・解析Coastal Area

波浪推算:S.M.B法,スペクトル法

 波浪条件は、沿岸域における計画・調査・設計業務を行う上で必須事項です。設計条件としての確率波の沖波諸元は、どの地域でも既に検討されており、次項で紹介する波浪変形解析手法により検討地点の波浪を推算することになりますが、湾内域における異常時波浪諸元や通常時波浪の出現頻度の推算や、災害発生時の被災波浪の諸元は、その都度推算することになるのが通例です。この様な場合、湾内域ではS.M.B.法を、外洋域ではスペクトル法を用いて推算するのが一般的ですが、特に後者の場合にWAM、SWAN等の手間や費用の掛かる解析法に代わりパラメーター法を用いて簡便且つ精度良い推算を行えます。この手法は、スペクトル法で用いられているエネルギー平衡方程式の外力項に、有義波法で用いられているWilson式の外力項を代入して推算するもので、有義波法とスペクトル法の中間的手法と位置付けられます。
 また、S.M.B.法波浪推算では、海上風の推算精度が結果を大きく左右しますが、特に湾を囲む地形の起伏が激しく従来法による海上風速の推定では精度が不十分である場合には、三次元非線形風況シミュレーション(Mascot)により海上風をより詳細に推定することも出来ます。

波浪変形計算:エネルギー平衡方程式

 深海域から浅海域に進行する波浪解析は、一般にエネルギー平衡方程式が用いられます。弊社が開発・販売してます。
 『EGWAVE』は、京都大学・間瀬教授が開発されたモデルをライセンス契約に基づいて商品化したもので、従来モデルの進行波の屈折変形解析に加え 防波堤などによる反射波の解析、回折領域における高精度な回折変形解析を行うことが出来ます。

港内静穏度解析:高山法,非定常緩勾配不規則法,ブシネスク法

 「非定常緩勾配不規則波動方程式法」や「ブシネスク法」は、浅海変形の再現性の高い手法として用いられる機会が多くなりましたが、 比較的に港内水域が広く、港内水深の非一様性の影響が無視し得る港湾・漁港施設に対しては「高山法」の有用性は失っていません。 防波堤の配置計画等の業務では 「高山法」により基本的な配置を比較評価した上でより詳細な解析手法を駆使することにより効率的に最適配置を選定することが出来ます。

越波・波力解析:数値波動水路(CADMAS-SURF)

 CADMAS-SURFは、(財)沿岸開発技術研究センターが平成10年度から3年間に亘る委員会及び作業部会の研究活動により得られた成果を 「数値波動水路の研究・開発 数値波動水路の耐波設計への適用に関する研究会報告書-」(平成13年10月に“沿岸開発技術ライブラリーNo.12”として発刊、 平成20年6月に第2版が刊行されている)として取り纏め、これに添付された同システムの名称(和名“数値波動水路”)を表すものです。
 このシステムは、和名から想起される通り水理模型実験の二次元水路における波動現象を数値解析により再現し、且つ視覚的にもダイナミックな現象を再現します。 これにより越波流量の推定や構造物に作用する波力など、海岸構造物の耐波設計に極めて有用な成果が得られます。

流況解析:海浜流、潮流、加工拡散流(噴流)、河川流

 沿岸域における流れの存在は、海岸構造物周辺の洗掘、航路・港内泊地の埋没、海岸侵食蓄養施設や遮蔽水域内の水質など様々な現象の要因になっています。 単に特定条件下での流況の数値解析に留まらず、結果の評価についても技術支援を行っています。

地形変化解析:深浅測量の経年比較による地形変化解析、航空写真の経年比較による汀線変化解析

 漂砂現象に起因した海岸・海底地形の変化は、その主外力になる波浪ばかりでなく地形・地質的要因も複雑に絡んでくるために、必ずしも一定の傾向を辿るとは限りません。海岸侵食対策や海岸施設を設置することによる影響予測をする上で、海岸地形の変遷や現況の把握は欠かせません。航空写真の解析では中長期的な海岸線の変化傾向を明らかにし、深浅測量解析では局地的・季節的な変化傾向をみることができます。

漂砂モデル・シミュレーション:1‐Lineモデル・シミュレーション、
等深線モデル・シミュレーション、三次元モデル・シミュレーション

 漂砂現象に起因した海岸・海底地形の変化は、その主外力になる波浪ばかりでなく地形・地質的要因も複雑に絡んでくるために、必ずしも一定の傾向を辿るとは限りません。海岸侵食対策や海岸施設を設置することによる影響予測をする上で、海岸地形の変遷や現況の把握は欠かせません。航空写真の解析では中長期的な海岸線の変化傾向を明らかにし、深浅測量解析では局地的・季節的な変化傾向をみることができます。

風況の調査・解析Wind Conditions

風観測データの統計解析

 風観測データを収集整理して、風向風速の出現頻度・出現特性を検討します。また、風観測データから風向別年最大風速を抽出し、 Gumbel・Weibull・極値II型分布関数の計9パターンによりフィッティングを行い、棄却基準(上向DOL,下向DOL,REC)による評価後、 MIR基準により最適な分布関数を抽出しこれによる確率風速を算定します。統計解析に用いる風速値は、従来から適用されている高さ補正及び地形補正のやり方に加え、 三次元非線形風況シミュレーションにより風向毎に補正することも出来ます。

風況予測

 MASCOT(Microclimate Analysis System for Complex Terrainの略)は三次元非線形風況予測を行うモデルです。 このモデルは、わが国のように急峻で複雑な地形に適用する場合、従来の線形風況予測モデルに比べ高精度で風況を予測することを可能にします。 これまでは風観測データを基に任意地点での風況を詳細に予測することを主体にしていましたが、現在では気象シミュレーション(メソスケール気象モデルによる時系列風況解析)により得られる風況をベースにして、 MASCOTによりマイクロスケールモデルでの風況予測を行うことが出来るようになりました。 これにより、近隣で風観測データが得られない地域においても、任意地点での風況予測ができます。

風力発電計画

 風力発電は、有限な化石燃料に替わるクリーンなエネルギーとして注目され、デンマークやドイツなどの先進国にならい、わが国でも着々と整備が進められてきています。 風力発電機が設置されるまでには、事前調査、現地調査、風況精査などの基礎調査を踏まえて設計・施工が行われていきますが、 風況を正確に予測することは事業収益に直結するため極めて重要度の高い検討事項になります。 MASCOTによる風況予測は、風力発電事業を計画する上で重要な役割を担っています。

設計風速評価

 風荷重が主要外力となる場合の設計風速は、設計対象物の安定性・安全性に直結します。 近隣域での気象観測所で得られた風観測記録に基づいて設定された設計風速は、設計地点の局所的地形や地表の状況を充分に反映した設計値として設定されていないことが考えられます。 MASCOTの解析により得られる設計風速は、港湾・漁港の付帯施設や臨港施設、建築基準法が適用される高さ15m超の工作物に対して、 その地点の風況・地形・地表特性をより高精度に反映した安全性・信頼性の高い設計条件を実現します。

海上風推算

 内湾域など閉鎖性海域で発生する波浪の予測は、近隣における風観測資料を基にS.M.B.法により波浪推算する手法が一般的です。 この場合、風域となる海面上10mの高さでの風速値を観測機器設置地点の標高、機器の地上高さ、周辺建築物の高さや密集具合など、様々な要因の影響を考慮して換算します。 しかし、従来より適用されている海風(海→陸方向に吹く風)と陸風(前者の逆)の区分や観測地点の海岸線からの距離に基づいて行う補正方法では、現地の状況を真に反映して精度よく補正することが難しいのが実情です。 そこで、「三次元非線形気流予測モデル(MASCOT法)」により、風域を含む十分広い範囲の陸地、建築物などを3次元の標高データにし、 風域から十分離れた位置から一定の気流(風)を流し、風観測地点と波浪推算海域地点の風向風速をモニターすることで、風 速値の差異、風向の偏向を全16方位についてシミュレーションすることで海上風への換算条件(風速の増減係数、風向の偏向角)を詳細に求めていきます。
 これらの検討は、既述の風況予測の応用例ですが、この他にも港湾・漁港施設周辺における防風対策や砂浜海岸背後域に対する飛砂対策などの検討に、 幅広く応用することが出来ます。

Flowsquare(流体解析シミュレーション)

 Flowsquareは防波堤や建物といった構造物を立体的にモデル化し、防風柵などを対象とした局所的な風の流れを解析できるツールです。
 構造物を3次元モデル化し設置する防風柵の高さを変更することで、様々な検討ケースを解析可能です。設置条件や風向を変更した場合に、風の流れがどのように変化するなど、設計や対策の検討に活用できます。

波浪推算(SWAN,WW3,WAM)・津波シミュレーションOffshore wave/Tsunami

気象解析(WRF)

 実用的な天気予報と、それに関連する研究のために開発された、最新の3次元気象モデル(WRF)による気象解析が可能です。
 大学等の研究機関との豊富な実績に伴い、最適なパラメータの設定を行うことで、より精度の高い気象解析が実施可能です。

波浪推算(SWAN,WW3,WAM)

 WRFによる気象解析結果を入力データとして、衛星画像やブイ・船舶による実測データ等を科学的に解析して作られた、第三世代の波浪推算モデル(WW3、SWAN、WAM)による海象解析により、高精度な気象擾乱の予測が可能です。

津波伝播解析

 津波解析データと断層パラメータと呼ばれる地震のモデルデータを用いて津波シミュレーションを行います。基礎方程式を非線形長波理論、数値解法はLeap-frog法による有限差分法とし、津波の発生・伝播から遡上までを一連の計算として津波解析を行います。
 津波解析の結果出力としては地盤変動量や水位、流速の分布図等が出力できるほか、任意点における水位や流速の時刻歴波形を出力することも可能で構造物の設計や評価に利用することが出来ます。

津波解析データの作成

 海域や陸域の地形は津波の伝播や遡上に大きく影響を与えるため、津波シミュレーションにおいて、こうした地形に関する情報は不可欠であり大変重要です。弊社では海底地形デジタルデータや陸域標高データより津波解析用の地形格子データの作成を行っています。また、解析対象地点に向かって細分化等も行っており、対象地点周辺の詳細な地形の反映も可能にします。
 粗度係数や構造物においては地形データと別に設定することが可能です。陸域の遡上においては地面による抵抗が無視できなくなるため、粗度係数として陸域の土地利用状況を設定します。地盤より高い線的構造物は線境界データとして構造物高さを設定し、越流条件として解析モデルに反映させます。

遠地津波の解析

 太平洋側の地域ではチリ津波など日本のはるか沖合より伝播してくる遠地津波が設計津波の対象になることがあります。弊社ではこのような遠地津波に対しても球面座標系と直交座標をつなげたモデルで数値シミュレーションを実施することができます。大洋を伝播する場合には、地球の丸みとコリオリ力を考慮した球面座標系を使う必要がありますが、近地に到達した津波に対しては、直交座標系を利用した方が便利な場合があります。そこで、弊社のモデルでは、球面座標系と直交座標系をつなげるため、横メルカトル図法(ガウス・クリューゲルス法)と呼ばれる平面直角座標系やUTM座標系などで利用されている手法を用いて境界面をつなぎ、津波解析を実施しています。また、ご要望に応じて直交座標系を使わずに、遠地から近地まですべて球面座標系で解くことも可能です。

南海トラフ巨大地震の検討

 内閣府の中央防災会議において検討・公開されている「南海トラフの巨大地震モデル検討会」のデータを用いての津波解析を行います。南海トラフの巨大地震とは「あらゆる可能性を考慮した最大クラスの巨大な地震・津波を検討していくべきである。」という考え方の基に作成されたモデルであり、その断層モデルは大すべり域や分岐断層を考慮して全11ケースで検討されています。弊社ではいずれのケースにおいても津波解析を行うことが可能であり、新たに細分化した解析範囲を追加することや、構造物の追加による津波解析も可能です。

首都直下地震の検討

 内閣府の中央防災会議において検討・公開されている「首都直下地震モデル検討会」のデータを用いての津波解析を行います。首都直下地震モデルとは相模トラフ沿いで発生する最大クラスの巨大地震モデルであり「元禄関東地震」「大正関東地震」「延宝房総沖地震」「房総半島南東沖地震」の4つの地震について検討されています。弊社ではいずれの地震においても津波解析を行うことが可能であり、新たに細分化した解析範囲を追加することや、構造物の追加による津波解析も可能です。

施設計画・設計Facility Development Planning

港湾・漁港施設の計画

・港湾、漁港施設の基本計画、配置計画 

 外郭施設・係留施設・水域施設・その他関連施設の所要規模や諸元の検討・配置計画を行います。
 現下の社会情勢を勘案すると単に機能の拡大や施設の拡張を行うことは難しく、維持管理の取り組みを併せた既存施設の有効活用を基本にした施設計画が求められています。

高潮対策設計

・現況施設の高潮防護機能評価、高潮対策工法の検討

 昨今、集中豪雨などの異常気象による災害が頻発していますが、海岸域においても従前には見られなかった異常な高潮位と暴浪による施設破壊や浸水被害が発生しています。
 本邦沿岸の計画最高潮位は昭和30年代に相次いで来襲した記録的な大型台風により生起した高潮位(潮位偏差)を基本に決められている場合が多く、これらの諸元に基づく高潮対策は磐石なものと捉えられていました。
 しかし、最近の詳細な被災調査では、特定の気象・海象条件下で地域特有の異常潮位が発生することが指摘され、従来の計画手法で必ずしも充分でないことが明らかにされてきました。
 さりとて、事業費・民の営み・景観などを考慮すると無闇に護岸天端を高くすることが最良策にはならず、対策法の答えは一様ではありません。
 このようにこれからの高潮対策は、従来の検討手法を基本にして地域固有の海象特性を踏まえた検討が求められてきています。

海岸保全対策設計

・現況海岸の保全評価、対策工法の検討

 ”浜の涵養を図る!”これが海岸保全の原点です。禅問答のようですが、海岸線は行政区域を跨いで連なり土砂(漂砂)の移動も隣の海岸・またその隣の海岸の状況と無縁ではありません。
 海岸保全対策は、先ずその海岸域がどの様な状況下に在るかを探ることから始まり、これが基本的且つ最も重要事項と言えます。
 嘗ては、離岸堤工法が多用され多くの実績をあげてきましたが、景観や海岸環境面などを重んじる趨勢にあって、必ずしも最も有効な手段がとれない場合があります。 このようなケースでは、条件面の工夫を駆使するなど、まさに技術者の技量を発揮する場となります。

耐震・老朽化対策設計

・耐震照査、耐震断面の設計
・老朽化対策、改修工法の検討及び設計

 阪神・淡路大震災を契機にして、ライフライン確保のための港湾施設の重要性が改めて見直されています。
 また、昭和30年代前後に来襲した著名な台風災害後に整備された海岸保全施設の多くは、老朽化が著しく施設としての更新時期に来ています。
 このような要件に対して、設計経験の豊富な技術者の目で的確な対処法をご提案していきます。

施設設計

・外郭施設、係留施設、水域施設の基本設計、細部設計、実施設計

 港湾施設・漁港施設・海岸保全施設など、対応する技術基準に基づいて各種施設の設計を行います。

調査・観測・維持管理Monitoring Survey

施設老朽化調査

 現地調査から健全度評価、報告書作成まで、一貫したサービスでお客様のニーズにお答えします。
●漁港機能保全計画 ●港湾維持管理計画 ●海岸長寿命化計画
・陸上目視調査、海上目視調査、潜水目視調査
・コンクリートコア採取 ・鋼材肉厚調査 ・空洞化調査

港湾・漁港・海岸施設のアセットマネジメント

 経済の高度成長に伴って整備・拡張されてきました港湾・漁港の多くは、築十数年以上が経過し、所要性能の維持とメンテナンス費用の最小化を図る取り組みが急がれています。また日本の海岸線のうち約1.5kmに海岸保全施設が整備されており、昭和40年台以前に建設された施設が約80%を占め、既存施設の老朽化が進行し、維持管理費用や更新費用が増大することが今後予想されます
 弊社では、目視外観調査の実施、コンクリートや鋼材の詳細調査に基づく老朽化評価、機能保全対策の実施、既設施設の有効活用や長寿命化を図り、LCC(ライフサイクルコスト)を低減するための機能保全計画書作成まで、一貫してお手伝い致します。

ドローン調査

 一般的な空撮、動画撮影はもちろんRTKを活用した高精度な3D点群データの作成。調査・点検・災害対応におけるドローンの利活用など、多様なニーズにスピーディーに対応します。

3D点群データ作成

 ドローンにより連続撮影した写真から3D点群データおよび3Dモデルを作成します。
SfMソフトで合成された3D点群データを活用することで、構造物などの数量算定や2D図面(平面図・断面図)を作成することができ調査・設計業務に活用することが可能です。

風況観測

・観測架台の設営・観測および観測データの整理・分析

海象観測

・海象系(自記式)による波高・波向、流向・流速、水温の観測
・波圧・加速度計(自記式)による波圧、振動、変位の観測
・高精度水位計(自記式)による水位、水温、電導度、塩分の観測
・水温塩分計(自記式)による水温、伝導度の観測

漂砂観測

・蛍光砂による漂砂計測(移動方向・移動量)・量砂漂による地形変化量計測
・簡易空撮(高度5m~15mから撮影した写真を歪補正)による汀線地形比較

湧水地下水調査

・湧水の水量・水質調査
・地下水の水位観測、水質・水温調査

魚礁藻場調査

データ作成・システム開発System Development

水深・港形データの作成

・深浅測量図(CADデータまたは図面)から格子水深データの作成
・海の基本図数値データから格子水深データの作成
・港湾・漁港計画平面図の数値データ化
波浪・津波解析に用いる水深データ・港形データを各種メディアから作成します。
この他にも漂砂解析における海浜地形・海底地形の経年比較等を行うためのデータ化も行います。これらのデータから任意位置での断面図が描けます。

地形データの作成

・地形図から等標高千の数値データ化
・1/25,000数値地形図から格子標高データの作成
気流解析の三次元格子データは、1/25,000数値地形図を基本に10m四方格子の標高データを使用します。
これ以外にも都市計画・土地造成計画など多用途に供します。

ラスター図面のCADデータ作成

・各種図面類のCADデータ化
設計図や構造図等の紙ベースでしか残っていない各種図面をCADデータにします。
AUTO-CADを基本に各種CADソフトに対応するファイル形式でご提供できます。

EGWAVE(エネルギー平衡方程式)

内容:波浪の浅海変形解析
【特徴】
・従来モデルの屈折変形に加え、高精度に回折・反射・透過を解析します。
・水深データは、「海の基本図・数値データ(水路部発行)」を取り込めます。
・計算格子と水深・構造物を編集・作成する機能により、大領域解析も難なく行えます。
・海象条件・境界条件等は、全てGUI上で作成しますのでデータの操作、管理が容易に行えます。
・任意データの抽出により豊富なポスト処理を可能にします。

港内静穏度(高山法)

内容:「高山法」による港内波高分布解析
【特徴】
・港形データは、CADデータ、ラスターデータから取り込め、編集機能を使い容易に作成できます。
・海象条件・境界条件等は、全てGUI上で作成しますのでデータの操作、管理が容易に行えます。
・防波堤配置計画、稼動率解析などを短時間で検討することが出来ます。
・等波高線図、カラー分布図など充実したポスト処理を用意しています。

MASCOT(非線形風況予測モデル)

内容:三次元非線形気流予測
【特徴】
・10m四方メッシュの高分解能で、複雑な地形の風況をも精度良く解析します。
・国内155地点の過去10年間の風況統計解析データを内蔵しています。
・メソスケール気象モデルデータを取り込み、任意地点の実風況を解析します。
・解析過程をグラフと数値でリアルタイムに表示します。
・解析条件等は、全てGUI上で作成しますのでデータの生成が容易に行えます。
・入力データ、解析結果を可視化するツールを備えており、データのチェック・結果の評価が容易です。

船体動揺解析システム

 波浪・長周期波・津波・風・潮流などの自然環境における、船体及び浮体構造物の挙動を解析できるシステムです。
 対象物においてコントラストの強い部分に追跡箇所を設定。追跡箇所を設定した動画から対象物の動揺を解析。解析結果をcsvなどで出力。遠隔PCモニタリングも可能で対象物の環境や状況をパソコンから確認できます。

システム開発

 建設業に関連する技術計算、データベース、IT関連などの開発に対応しています。海岸工学並びに風工学の分野で培ったノウハウを最大限にご提供します。
・使用言語:C++、C#、Fortran、Python 他
・実績例:波力計算、報告書検索システム