広帯域の超音波パルスを用いた浮遊砂濃度計測システムの開発－超音波減衰スペクトル計によるダムの土砂管理

摘要

浮遊砂は上流域で生産され，洪水によって下流に輸送されて海に流出する．しかしながらダムが建設された水系では浮遊砂が貯水池に堆積することが多く，その排除が大きな問題となることがある．ダムの土砂管理において浮遊砂のモニタリングは重要であるので，我々は超音波減衰スペクトル法を用いた浮遊砂の測定技術を研究している．超音波減衰スペクトル法は微粒子の粒径および濃度の測定方法で，その測定原理はECAH理論による．この理論は均質の球形粒子には適用できるが，不規則な形状をもつ粒子には使えない．不規則な形状をした粒子の場合は半経験的なモデルが用いられる．本論では，二つの等価球体モデルを用いて粒径0.1-100μmのシリカ微粒子の濃度を測定した．その結果これらのモデルが不規則な形状をした浮遊砂の濃度測定に適用できることが明らかになった．