| 研究課題/領域番号 |
22K14330
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分22040:水工学関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
Kim Kyeongmin 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 特任助教 (40943650)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 水質計測センサー / 燃料電池型センサー / 水質予測システム / 水質計測 / 酸化還元反応 / 含水比計測 / 湿潤密度計測 / 溶存酸素計測 / 底泥 / 電位センサー / 浮泥 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
航路の維持管理のため測量船による音波深浅測量 を実施している．しかし，音波測量法は堆積層と浮遊泥を 区別しにくく，堆積高さを過大評価してしまう点があるこ とから，航路の浚渫を計画的に行うことが困難である．
本研究は新たな手法として，電気的に底泥の堆積高さ・軟弱度を捉えるセンサーを開発し，航路埋没モニタリング に応用することを目標としている．これを達成するため，(1)長期的に測定可能な基準電極の開発，(2)底泥計測に適し た電極素材の開発，(3)電位を用いた堆積高さ・軟弱度評価 基準の確立を行う．以上により，安価で高精度の航路埋没 データを提供し，国内港湾の維持管理に貢献できるシステムを提案する．
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| 研究成果の概要 |
本研究は海底堆積物の動態を把握するための新しい手法として、海水および堆積物の電気化学特性を利用した新しいセンサーの開発を目的とした。研究期間中、海水及び堆積物の電気化学的特性を明らかにする基礎研究、海水（水質）を対象としたセンサーの開発、堆積物を対象としたセンサーの開発、機械学習を適用したセンサーを用いた水質及び堆積物動態の予測技術の開発に区分されて実施された。電位が捉える溶存酸素濃度の特性を利用して、年間水質環境が大幅に変わる沿岸域で連続的かつ長期的に水質を計 測する電位センサーの実証に成功した。約8ヶ月間連続測定した電位結果をもとに、底層の貧酸素水塊の発生および解消メカニズムを解明した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
例えば港湾施設においては、本センサーの活用によりこれまで連続的な計測手法の不在でできなかった台風などのイベント現象発生直後の地形変化を素早く把握するのに活用できる。さらに、本センサーと機械学習を応用したシスの隙間から約一週間後の貧酸素水塊および巻き上げの発生を予測することが可能であり、漁業および養殖業の被害を最小化するのに活用可能である。
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