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2020 年度 実績報告書

農業用管水路における圧力観測を用いた漏水検知に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19J10410
研究機関東京大学

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)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
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
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。

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。

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。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Leak detection method using energy dissipation model in a pressurized pipeline2021

    • 著者名/発表者名
      Yohei ASADA , Masaomi KIMURA , Issaku AZECHI , Toshiaki IIDA , Naritaka KUBO
    • 雑誌名

      Journal of Hydraulic Research

      巻: 59 ページ: 670-682

    • DOI

      10.1080/00221686.2020.1818308

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多点漏水や管固有の構造を有する管水路における圧力波形を利用した漏水検知法2020

    • 著者名/発表者名
      浅田洋平,木村匡臣,安瀬地一作,飯田俊彰
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 76 ページ: I_937-I_942

    • 査読あり
  • [学会発表] パイプラインシステムにおける管内圧力変動特性を利用した漏水検知法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      浅田洋平, 木村匡臣, 安瀬地一作, 福田信二, 乃田啓吾, 飯田俊彰
    • 学会等名
      令和2年度農業農村工学会大会講演会
  • [学会発表] 多点漏水や管固有の構造を有する管水路における圧力波形を利用した漏水検知法2020

    • 著者名/発表者名
      浅田洋平 , 木村匡臣 , 安瀬地一作 , 飯田俊彰
    • 学会等名
      令和2年度土木学会水工学講演会
  • [学会発表] 管内圧力変動を利用した漏水検知法の現場管路における実験的検証2020

    • 著者名/発表者名
      浅田洋平, 鈴木哲也, 木村匡臣, 安瀬地一作, 飯田俊彰
    • 学会等名
      令和2年度農業農村工学会応用水理研究部会

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公開日: 2021-12-27  

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