| 研究課題/領域番号 |
19J10410
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
浅田 洋平 東京大学, 農学生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2019年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | 管水路 / 漏水検知 / 圧力変動 / 反射波 / 減衰 / ストックマネジメント |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，農業用管水路の漏水破損事故は増加傾向にあり，道路や宅地などの周辺地盤の陥没を引き起こすなど，社会に大きな損失をもたらしている。しかしながら，既存の漏水検知手法は多くの労力，時間を必要とし，一般的に検知精度も高くないという問題があり，農業用管水路において，漏水を簡便かつ正確に検知する新たな方法が求められている。本研究では，圧力計が安価で高精度，実装が容易という観点から，漏水による管路内の圧力変化を圧力計によって読み取り，漏水位置を特定する方法の開発に取り組んでいる。開発の実現にあたり，管内に発生させた圧力波形の減衰と漏水位置との関係について数値計算や模型管路を用いて解明する予定である。
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| 研究実績の概要 |
農業用管水路はその大半が高度経済成長期に整備されたものであり，老朽化が進んでいるため漏水・破損事故は年々増加の一途をたどっている。管内の圧力変動を用いた漏水検知法は，他手法と比較して低コスト，少労力で漏水検知が実現できると期待されている。この手法では，管路通水中にバルブを閉塞することで意図的に圧力波を発生させ，この時に管内で圧力観測を行うことで周期的な圧力の時間変動（以下，圧力変動）を取得する。もし，管内に漏水がある場合は，圧力波が漏水部で反射し観測点に到達することで圧力変動に圧力低下が生じ，漏水部からのエネルギー流出によって圧力変動の減衰が大きくなる。よって，本手法は圧力変動の変化を読み取ることで漏水検知する（漏水位置を特定する）方法であると言える。本研究では，（1）漏水部からの反射波を利用した漏水検知法と（2）圧力変動の減衰を利用した漏水検知法について新たな方法を開発した。
漏水部から反射波を利用した漏水検知法は，漏水の規模が小さいまたは管構造が複雑で圧力変動が複雑になった際に，目視で漏水による圧力低下を読みとれないという問題点があった。そこで，漏水がない場合と漏水がある場合の圧力変動を比較し，最適化手法を組み合わせることで自動的に漏水による圧力低下を読み取り，漏水位置を推定する手法を開発した。
圧力変動の減衰を利用した新たな漏水検知法では，圧力変動の減衰と漏水位置との関係を解析的に導出することを行った。漏水による圧力変動の減衰は漏水部からのエネルギー流出と密接に関係していることから，漏水による管路全体のエネルギー減衰を求めることで，圧力変動の減衰を表す減衰モデル式を導出した。
以上の開発した二つの手法は，数値シミュレーション，模型管路実験，現場管路実験によって，有効性が示された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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