| 研究課題/領域番号 |
21K20605
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0604:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 筑波大学 (2022)
国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 (2021) |
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研究代表者 |
浅田 洋平 筑波大学, 生命環境系, 助教 (50911252)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | パイプライン（管水路） / ストックマネジメント / 漏水検知 / 圧力変動 / 数値シミュレーション / 管水路システム / 水使用量の把握 / 持続可能な水資源管理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，「管水路システムにおける圧力変動計測を利用したリアルタイムの漏水検知の実現及び水利用実態の把握」を目指す。対象は，農業用配水システムの末端部に多く使用されている管水路である。管水路システムの各末端部と上流端に圧力計を設置し，管内の圧力変動を常時計測し解析することで，各圃場の水利用量及び管水路システムの漏水を簡便に検知することが可能である。この事実を確認するため，主に模型管路を用いた実証試験を行う。水利用と漏水の模擬をその量や位置を変化させて末端部において計測した圧力変動と管路流れの数値モデルを組み合わせることで，水利用量の把握及び漏水の位置と量の推定が可能であるかを検証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、世界的に大きな問題となっている管水路の漏水問題に対応するために、低コスト、低労力、高精度な漏水検知法の開発に取り組んだ。管内の圧力変動を再現する数値シミュレーションと最適化手法を組み合わせた最適化シミュレーションによって、実測の圧力変動を再現することで漏水位置と漏水量を推定する新たな手法を開発した。模型管路実験と現場管路実験によって開発した手法の有効性を検証したところ、ともに推定漏水位置誤差が管の全長に対して約2%以下、推定漏水量誤差が実測値に対して約30%以下となり、その有効性が示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、圧力変動を利用した新たな漏水検知手法を開発し、その有効性と漏水検知能力について室内実験レベルから現場実験レベルまで幅広く検証することに成功した。このような包括的な実証研究は、管内圧力変動を用いた漏水検知に関する研究分野では数が少なく、学術的意義は高い。本研究結果によって、定期的な圧力変動データの蓄積を行うことで本漏水検知法の現場への実装が可能であることが示された。よって管内の圧力変動データをモニタリングすることで効率的かつ適切かつ公平に水管理を行うことが可能となり、世界的な課題である管水路の漏水や水不足などの諸問題の解決につながると考えられる。
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