農村工学研究所

施設機能

担当分野概要

農業水利施設群は,食料の安定供給、国土や美しい農村景観などの保全に欠かせない大切な基盤です。ダム、ため池に貯められた水は、水路に導かれ、田畑を潤し、最後は海へ帰ります。我が国には総延長約40万km、地球10周分の水路が網目のように巡らされ、私たちの食料の安定供給を支えています。

一方、農業水利施設群は老朽化の危機に直面しています。戦後、集中的に整備された施設の多くが耐用年数を迎え、老朽化した施設が増加しています。さらに、維持管理を担う人の高齢化、減少の問題も深刻です。人と施設の高齢化による故障等のリスクの増大と施設の荒廃が今後の大きな問題です。

施設機能担当では、施設と人の高齢化による施設の荒廃を防ぎ、既存施設を丈夫に長くそして美しく使いきる新たな維持管理技術の開発を目指し、次の研究課題に取り組んでいます。

  • 農業水利施設の定量的な機能診断技術の開発
  • 農業水利施設の健全度評価技術の開発
  • 農業水利施設の性能照査技術の開発
  • 農業水利施設の補修・補強対策技術の開発

研究のキーワード

水路の構造、頭首工、トンネル、補修・補強、非破壊診断、
被覆材料の摩耗・ふくれ・剥離、性能設計、劣化予測、リスクマネジメント

現地調査(水路の劣化)

水路の劣化1 水路の劣化2
施設管理者とともに実際の水路の変状調査を行い、施設の状態をモニタリングしています。赤外線サーモグラフィ等を用いて、変状の検出に係る精度向上・省力化に関する研究を行っています。

現地調査(東日本大震災液状化)

 現地調査(東日本大震災液状化)1現地調査(東日本大震災液状化)2
地震によって生じた液状化により、排水路の浮き上がり、倒れ込み,噴砂による埋没などが生じ排水機能に影響を及ぼしましたが、排水路内の砂を排除することにより短期間に機能をある程度回復することができました

現地調査(東日本大震災 頭首工)

現地調査(東日本大震災頭首工)1 現地調査(東日本大震災頭首工)2

現地調査(東日本大震災頭首工)3 現地調査(東日本大震災頭首工)4
地震動や津波の直接的な外力の影響で構造物や周辺が損傷を受けました。これにより構造物の耐力や機能が著しく損なわれました。

室内実験

室内実験1室内実験2
構造物が置かれている環境・受ける外力を室内実験で再現し、構造物の耐力や、破壊性状等を調べています。実験を基に効果的な補修・補強方法を検討しています。

その他

その他1その他2
既存のコンクリート構造物に生じている劣化現象を調査も実施しています。開発した工法・診断技術の普及・情報交換に努めています。

スタッフ

nakajima 

上席研究員(施設機能担当) 中嶋 勇(なかじま いさむ)

開水路の経年的な構造安全性の低下を照査する研究に取り組んでいます。また,豪雨・地震時の施設群のリスク評価等の研究も行っています。農業水利施設をできるだけ長く,美しく,丈夫に使えるような技術開発ができればと思っています。農業水利施設の性能照査手法および効率的な構造診断手法関係でお力になれると思いますので,気軽にご相談下さい。

e-mail:civic25[@]affrc.go.jp
※メールを送信する際は[@]の[]をとってください。

kawakami

主任研究員(施設機能担当) 川上 昭彦(かわかみ あきひこ)

農業水利施設等については、今後10年間で耐用年数を超過する物が大幅に増えることが見込まれることから、各種研究等を通じて、現場技術者の方々と共に考えていきたいと思っております。

mori

設機能担当) 森 充広(もり みつひろ)

水路トンネルにおける構造性能の定量的健全度評価,促進劣化試験による補修補強材料の耐久性評価に関する研究に取り組んでいます。行政部局の方々と連携しつつ,現場で役立つ技術開発に貢献したいと考えています。

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研究員(施設機能担当) 川邉 翔平(かわべ しょうへい)

農業水利施設群の危険度・健全度評価手法に関する研究に取り組んでいます。災害に強く,快適に営むための農業水利施設とその機能の,効率的な維持管理技術の開発に貢献したいと考えています。

 

研究課題名

【交付金研究】

信頼性解析に基づくRC開水路の中性化,摩耗に関する構造安全性照査手法の開発(2014-2015)

中嶋勇,渡嘉敷勝,森充広,川上昭彦,川邉翔平

農業水利施設群の脆弱性評価に基づく復旧日数および損失算定手法の開発(2014-2015)

中嶋勇,川邉翔平

頭首工の部材劣化が構造安全性に及ぼす影響の解明(2014-2015)

渡嘉敷勝,中嶋勇,森充広,川上昭彦,川邉翔平,(協力分担:土木研究所)

表面被覆水路の劣化に関する健全度評価手法の開発(2014-2016)

川上昭彦,中嶋勇,渡嘉敷勝,森充広,川邉翔平

水路トンネルの部分補強が耐荷性能に及ぼす影響の解明(2014-2015)

森充広,川上昭彦,中嶋勇,渡嘉敷勝,川邉翔平

基幹的農業水利施設の新たな健全度指標と機能保全計画策定手法の開発(2014-2016)

川邉翔平,中嶋勇,渡嘉敷勝,森充広,川上昭彦

水路トンネル等の定量的な健全度評価手法の開発(2011-2013)

森充広,西原正彦,中嶋勇,渡嘉敷勝

補修・補強工法を実施した農業水利施設の変状の分析と健全度評価手法の開発(2011-2013)

西原正彦, 森充広, 中嶋勇, 渡嘉敷勝

地震時における頭首工堰柱の破壊現象の解明(2011-2013)

渡嘉敷勝,中嶋勇,森充広,西原正彦

開水路の構造的な限界状態の把握と照査手法の開発(2011-2013)

中嶋勇,渡嘉敷勝,森充広,西原正彦

豪雨・地震時における基幹施設の工学的リスク評価手法の開発(2010-2012)

中嶋勇

 

【戦略的イノベーション創造プログラム(SIP 内閣府,2014-2018)】

管水路の漏水位置検出技術の開発

農研機構(森充広,田中良和,安瀬地一作,川上昭彦,川邉翔平),東京大学,(株)ウォールナット,(株)日立産業制御ソリューションズ

農業用水路トンネルの安全性評価・補強対策技術の開発

農研機構(森充広,井上敬資)

地方大学を中核とした人材育成および研究ネットワークの現地
実証とその検証

農研機構(中嶋勇,川上昭彦,高木強治,島崎昌彦)

物質・材料研究機構との連携による新技術開発

農研機構(中嶋勇,田中良和,有吉充,川邉翔平)

 

 【競争的資金(プロジェクト研究)】

バイオリファイナリーによる竹資源の総合利用技術の開発
(森総研交付金プロ,2011-2013)

中嶋勇

水利施設の構造安全性予測手法の開発(委託プロ「水田
底力6系」,2012-2014)

中嶋勇,渡嘉敷勝,森充広,西原正彦

 

  【共同研究】

ゴム堰・SR堰の維持管理および長期性能評価方法に関する研究(2014-2016)

農研機構(中嶋勇,渡嘉敷勝),土木研究所

 

【官民連携】

農業用水路不定形目地材の開発(2008-2012)

農村工学研究所、(株)カネカ、セメダイン(株)、アイカ工業(株)

 

最近の研究成果

 

【論文集・学会発表講演集】

  • 浅野勇,渡嘉敷勝,森充広,川上昭彦,川邉翔平:無機系表面被覆補修がRC梁の曲げ耐力に及ぼす影響,コンクリート構造物の補修,補強,アップグレード論文報告集,14,661-668,2014
  • 浅野勇,渡嘉敷勝,森充広,西原正彦:無機系被覆工の摩耗深さ測定手法,コンクリート工学年次論文集,36(2),1321-1326,2014
  • 浅野勇,渡嘉敷勝,森充広,西原正彦:レーザ距離計による摩耗測定手法の開発,農業農村工学会論文集,293,1-12,2014
  • 浅野勇,渡嘉敷勝,森充広,西原正彦:土圧が作用する複鉄筋開水路側壁の断面欠損と耐力低下の関係,農業農村工学会講演会講演要旨集,694-695,2014
  • 浅野勇,渡嘉敷勝,森充広,西原正彦:レーザ距離計を用いた表面被覆水路の摩耗測定手法,土木学会年次学術講演会要旨集,第V部門71-72,2014
  • 浅野勇:農業水利施設群を対象とした地震リスク評価手法,農村工学研究所技報,214,221-240,2013
  • 浅野勇,渡嘉敷勝,森充広,西原正彦:東日本大震災による農業用施設の被害と材料施工分野の役割,農業農村工学会大会講演要旨集,36-37,2012
  • 浅野勇,渡嘉敷勝,森充広,西原正彦:平成23年(2011年)東北地方太平洋沖地震による利根川下流沿岸域の用排水路の被害と特徴,農村工学研究所技報,213,145-173,2012
  • 浅野勇,堀俊和:農業用水利施設(用排水路,パイプライン,ため池)の被害とその復旧,農業および園芸,養賢堂,87(1),189-200,2012
  • 浅野勇:農業水利施設の性能設計に向けた取り組み,農業農村工学会大会講演要旨集,18-19,2011
  • 浅野勇,増川晋,田頭秀和,林田洋一:低周波電磁波を用いた鉄筋コンクリート内部からのワイヤレス通信の検討,コンクリート工学年次論文集,Vol.33,No.2,1459-1464,2011
  • 浅野勇,増川晋,田頭秀和,林田洋一:鉄筋およびコンクリートがワイヤレスコンクリートセンサの通信性に与える影響,農村工学研究所技報,第211号,187-203,2011
  • 浅野勇:農業水利施設の機能診断と補修技術,農業新技術シリーズ 第I巻,2011
  • 浅野勇,林田洋一,増川晋,田頭秀和:ポーラスコンクリートを通過する流れの流速と動水勾配関係,農村工学研究所技報,第210号,227-241,2010
  • 森充広・浅野勇・渡嘉敷勝・西原正彦:覆工背面の空洞分布が異なる馬蹄形水路トンネルの破壊模型実験,農業農村工学会大会講演要旨集,682-683,2014
  • 森充広,浅野勇,渡嘉敷勝,川上昭彦,川邉翔平:数値解析による水路トンネル破壊実験の検証,農業農村工学会中国四国支部講演要旨集,19-21,2014
  • 森充広,浅野勇,渡嘉敷勝,川上昭彦,川邉翔平:覆工背面に空洞を有するほろ形水路トンネル模型の破壊実験~円形,標準馬蹄形との比較~,農業農村工学会東北支部研究発表会講演要旨集,104-107,2014
  • 森充広,浅野勇,渡嘉敷勝,西原正彦:トンネルの構造的安全性に関する研究動向~変状事例に基づく考察~,農村工学研究所技報,第214号,31-76,2013
  • 森充広,中矢哲郎,浅野勇,渡嘉敷勝,西原正彦:貯水槽の水位制御および開水路の水位モニタリングへの特定小電力無線の適用,農村計画学会誌,31巻論文特集号,357-362,2012
  • 森充広,奥野倫太郎,渡嘉敷勝,西原正彦,浅野勇:水路補修材料の促進耐候性試験時間と実曝露年数との相関に関する考察,農業農村工学会大会講演会講演要旨集,820-821,2012
  • 森充広,森丈久,渡嘉敷勝,中矢哲郎,藤原鉄朗,齋藤豊:通水状態での農業用水路トンネル調査・点検技術の開発,農業農村工学会論文集, 278,9-17,2012
  • 森充広,渡嘉敷勝,森丈久,中矢哲郎:電子線マイクロアナライザー分析データからのセメントペーストデータの分離法,農業農村工学会論文集,277,51-57,2012
  • 森充広,渡嘉敷勝,森丈久,中矢哲郎:カルシウム溶脱したモルタルと補修材料との付着強度に関する考察,コンクリート工学年次論文集,Vol.33,No.1,701-706,2011
  • 奥野倫太郎,森充広,渡嘉敷勝,浅野勇:画像処理による有機系被覆材の劣化度評価,コンクリート工学年次論文集,Vol.33,No.1,791-796,2011
  • Akira Murakami, Shin-ichi Nishimura, Makoto Suzuki, Mitsuhiro Mori, Takeshi Kuwata, Tatsuya Fujimura:Determination of partial factors for the verification of the bearing capacity of shallow foundations under open channels, Georisk, Online,2011
  • 川上昭彦,浅野勇,渡嘉敷勝,森充広,川邉翔平:型どりゲージを用いた簡易な摩耗計測手法,農業農村工学会中国四国支部講演要旨集,25-27,2014
  • 川邉翔平,浅野勇,渡嘉敷勝,森充広,川上昭彦:農業水利施設の健全度指標・評価についての一提案,農業農村工学会中国四国支部講演要旨集,7-9,2014
  • 川邉翔平,浅野勇,渡嘉敷勝,森充広,川上昭彦:農業水利施設の健全度評価の課題と提案,農村工学研究所技報,No.217,53-62,2015

【成果情報】

「研究成果情報検索はこちら」をご覧ください。

http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/nkk/index.html

【著書】

  • 増川晋・渡嘉敷勝・森充広・中矢哲郎:コンクリート補修・補強ハンドブック第3章8節 農業水利施設,朝倉書店,2011
  • 森充広:農業土木ハンドブック(第7版)4.3 施設機能保全の実際(ミクロマネジメント)4.3.1 機能診断,700-702,2010
  • 森丈久・渡嘉敷勝・森充広:農業水利施設のマネジメント工学,養賢堂,2010
  • 森充広・森丈久・渡嘉敷勝・中矢哲郎・藤原鉄朗・齋藤豊:最新の物理探査適用事例集「農業用水路壁面画像連続撮影システムの開発」,169-176,2008
  • 森丈久・渡嘉敷勝・森充広:機能保全における性能設計入門,2008
  • 長束勇:土地改良事業計画設計基準・設計ダム基準書・技術書,農業土木学会,2003
  • 長束勇・野中資博・石井将幸:コンクリート補修・補強マニュアル,産業調査会事典出版センター,2003
  • 長束勇:貯水槽の水中潜行浮上式天蓋技術-ゴミ侵入・アオコ増殖抑制のために-,農業技術,58(6),280-284,2003.
  • 長束勇・渡嘉敷勝・石村英明・森充広:建設材料-地域環境の創造-,朝倉書店,2003

【特許】

【登録】

特許 第5487409号 壁面自動追尾型水路トンネル撮影装置2014.3.7

特許 第5220573号 コンクリート水利構造物の漏水補修材およびその補修材を用いた漏水補修方法2013.3.15

特許 第5190634号 目地部を有するコンクリート水路の補修工法2013.2.8

特許 第5109581号 水利構造物の逆流防止水抜き構造,2012.10.19

特許 第4844863号 水路の更生構造およびその施工方法2011.10.21

特許 第4516550号 コンクリート水路補修工法2010.8.4

特許 第3924599号 摩耗試験装置およびその方法2007.3.9

特許 第3902517号 天蓋保護水制御機構を有する貯水槽2007.1.12

特許 第3648493号 水路の補修構造およびその施工方法2005.2.18

意匠 第1277504号 コンクリート構造物の漏水防止用シール材2006.6.16

 【出願中】

特願 2015-049774 漏水防止部材,漏水防止方法および漏水防止構造

特願 2011-25319 水利施設の管理システムとその管理方法

「特許に関する検索はこちら」をご覧ください。

http://www.naro.affrc.go.jp/patent/index.html