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複合的物理探査による農業用施設及び地盤中の流体・物質移動の高速可視化技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16H02580
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 地域環境工学・計画学
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

黒田 清一郎  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, 上級研究員 (30343768)

研究分担者 河合 隆行  鳥取大学, 乾燥地研究センター, プロジェクト研究員 (20437536)
森井 俊廣  新潟大学, 自然科学系, フェロー (30231640)
佐藤 源之  東北大学, 東北アジア研究センター, 教授 (40178778)
塩谷 智基  京都大学, 工学研究科, 特定教授 (40443642)
斎藤 広隆  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70447514)
藤巻 晴行  鳥取大学, 乾燥地研究センター, 教授 (90323253)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
39,520千円 (直接経費: 30,400千円、間接経費: 9,120千円)
2018年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2017年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2016年度: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)
キーワード物理探査 / 地盤浸透 / 非破壊診断 / 可視化技術 / 農地 / 農業用施設 / 波形解析 / 農業工学 / 地盤不均一性 / 可視化 / 浸透 / 物質移動 / 地震波干渉法 / 地中レーダ法 / 弾性波速度 / 浸透流
研究成果の概要

頻発する豪雨に伴う農業用施設の構造物被害や周辺地盤災害への対策、農業用貯水施設の効果的な維持管理と機能診断などの農村地域における課題解決のためには、地盤中の浸透現象を原位置で明らかにする技術が必要である。
本課題では、多点送受信計測システムの開発と申請者らが開発してきた地震波・電磁波干渉法および波形解析技術等の導入によって、この技術の高分解能化、高速化そして汎用化を図り、地盤中の流体・物質移動といった動的な現象をリアルタイムで可視化する技術の開発を行った。また農業用施設および農地に関する原位置評価技術としての適用可能性と活用方法について明らかにするために、室内実験および野外実証試験を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本課題は総合的な物理探査技術の導入と応用によって、地盤等で発生するダイナミックな現象の可視化と追跡に特化した、新たな計測技術、原位置評価技術の開発を行ったものである。地盤等における流体や溶存物質の移動現象の把握は、農業用施設や農地に関わる研究者、技術者にとって基盤技術といえるものである。特にアレイ型アンテナによる電磁波計測に基づく地盤中浸透の高速可視化は従来例がなく新規性のある研究事例として米国作物・土壌学連合会のニュースレターにも掲載された。また本研究成果は農業用分野だけではなく地盤や地盤構造物に関する土木工学、環境工学の研究者にとっても参照されうる技術となるといえる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 7件)

  • [国際共同研究] コロラドマインズ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] コロラドマインズ大学 (Colorado School of Mines)(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立釜慶大学(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Tracking Infiltration Front Depth Using Time-lapse Multi-offset Gathers Collected with Array Antenna Ground Penetrating Radar2018

    • 著者名/発表者名
      Saito Hirotaka、Kuroda Seiichiro、Iwasaki Toshiki、Fujimaki Haruyuki、Nagai Nobuhito、Sala Jacopo
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 135 号: 135 ページ: 1-6

    • DOI

      10.3791/56847

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 多点振動計測による農業用ダムの地震波伝播特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      黒田清一郎,田頭秀和,増川晋,相澤隆生
    • 雑誌名

      農業農村工学会誌8

      巻: 85 ページ: 3-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 農業用ダムの振動特性監視のための地震観測記録解析システム2017

    • 著者名/発表者名
      黒田清一郎,北谷康典,田頭秀和,中村康明,吉野英和,増川晋
    • 雑誌名

      農業農村工学会誌

      巻: 85(3) ページ: 3-6

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 地震波干渉法による弾性波探査2017

    • 著者名/発表者名
      相澤隆生,黒田清一郎
    • 雑誌名

      土と基礎

      巻: 65(1) ページ: 16-19

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] アレイアンテナ地中レーダによる地盤中水分分布およびその動態の評価監視2016

    • 著者名/発表者名
      斎藤広隆,黒田清一郎,永井延史,Jacopo Sala
    • 雑誌名

      土と基礎

      巻: 65(1) ページ: 28-31

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Monitoring Infiltration Process Seamlessly Using Array Ground Penetrating Radar2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Iwasaki, Seiichiro Kuroda, Hirotaka Saito, Yukio Tobe, Kohei Suzuki, Haruyuki Fujimaki, and Mitsuhiro Inoue
    • 雑誌名

      Agricultural & Environmental Letters

      巻: 1 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] GPR MONITORING NON-UNIFORM INFILTRATION PROCESS INTO VADOSE ZONE IN SAND BOX TEST2019

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Kuroda, Nobuyuki Ishii・Toshihiro Morii, Hirotaka Saito, Toshiki Iwasaki, Yukuo Tobe, Nobufumi Nagai,Haruyuki Fujimaki
    • 学会等名
      SAGEEP2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GPR monitoring for non-uniform infiltration through a high permeable gravel layer in the test sand box2018

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Kuroda, Nobuyuki Ishii・Toshihiro Morii, Hirotaka Saito, Toshiki Iwasaki, Yukuo Tobe, Nobufumi Nagai,Haruyuki Fujimaki
    • 学会等名
      AGU Fall meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 土のキャピラリーバリア機能を利用した盛土式廃棄物貯蔵施設の構造規模の決定と土中水分の計測点検2018

    • 著者名/発表者名
      森井俊廣・黒田清一郎・武藤健太・竹内宏起
    • 学会等名
      平成30年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 土のキャピラリーバリアを用いた低盛土式廃棄物貯蔵施設のGPR法による性能照査2018

    • 著者名/発表者名
      森井俊廣・黒田清一郎・小林薫・松元和伸:
    • 学会等名
      日本雨水資源化システム学会第26回 研究発表会講演要旨集
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GPR monitoring for non-uniform infiltration through a high permeable gravel layer in the test sand box2017

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Kuroda, Nobuyuki Ishii, Toshihiro Morii
    • 学会等名
      European Geosciences Union General Assembly 2017
    • 発表場所
      Vienna(オーストリア)
    • 年月日
      2017-04-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimation and monitoring for seismic wave propagation property of dams based on seismic interferometry2017

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Kuroda
    • 学会等名
      Annual Meeting/Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems (SAGEEP) 2017
    • 発表場所
      Denver (アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] NMR and GPR sounding to characterize groundwater aquifer in sand dunes area2017

    • 著者名/発表者名
      Chisato Konishi, Kunio Aoike, Takayuki Kawai, Seiichiro Kuroda
    • 学会等名
      Annual Meeting/Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems (SAGEEP) 2017
    • 発表場所
      Denver (アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2017-03-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GPR monitoring for non-uniform infiltration through a high permeable gravel layer in the test sand box2017

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Kuroda, Nobuyuki Ishii・Toshihiro Morii
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2017, Geophysical Research Abstracts
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Time-domain seismic response function retrieval from ambient vibration of dams2016

    • 著者名/発表者名
      Seiichiro Kuroda
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting(米国地球物理学連合秋季大会)
    • 発表場所
      San Francisco(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-12-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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