■事業の内容
(1) 無人潜水艇による海底調査手法に関する調査研究
平成元年度の調査研究結果に基づき、本年度は海底観測ステーションの設置場所の選定と海底観測ステーションの設置・援策及ぴ機器回収方法等の検討と海底調査・実険及び整理・解析を次のとおり行った。
[1] 調査・実険方法の検討
海底観測ステーションを設置する候補地点は、三崎海丘または三浦海丘とし、この候補地点を各海丘に2箇所づつ選定して無人潜水艇搭載のコーンペネトロメータによる土質調査とウォータジェットによる掘削実験及びビデオ・スチールカメラによる海底地形映像データの収集を行うこととし、その調査について検討を行った。
また、海底観測ステーションの設置・捜索及び回収方法の検討を行い、ほぼ同寸法の模擬海底測器の製作と設置・回収作業時に必要となる海底ケーブルの展張実験とコネクター接続実験及び杭打ち実験並びに無人潜水艇の音響測位システムによるアプローチ方法について検討を行った。
[2] 海底調査及び実験
平成2年11月13日から16日まで無人潜水艇マーカス2500を使用し、相模湾内の水深1,100m〜1,200mの海底観測ステーション侯補地点である地点において、海底地形、土質を調査するとともに周辺部の観察結果により三浦海岸に位置する候補地点を最適と決定した。
a コネクター接続実験
無人潜水艇による微妙な操作は非常に困難であり長時間を要した。
今後は接続用のガイドを取り付けるをどの工夫を必要とするとともに、架台に必要とされる水平方向の低抗力を保持できる構造設計を行う必要がある。
b 海中位置の決定
前年度の経験により、トランスポンダに代えて、ピンガーをマーカーに取り付けて音響測位を試みたが、選択周波数の違いや海中での雑音のため測位には使用できなかった。しかし、トランスポンダに変更し、最終的には直近まで±20mの精度で測定でき、さらに音響ソナーでも40〜50m以内は探知できることを確認した。
この決定した地点付近に約800m隔ててマーカーブイ及び模擬海底測器・架台の設置作業を行い、その間のケーブル展張と模擬水中コネクターの結合及び海底への杭打ち実験を行った。また、実験中にビデオ・スチールカメラによる画像データ、測位データ及びコーンペネトロメータによる土質データを取得した。
その後、マーカーブイ及び模擬海底測器の回収作業を行い、検討結果による調査・実験方法に基づく計画どおりのすべての作業を終了した。
[3] 調査・実験データの整理・解析
海底調査・実験により取得したデータを整理・解析した結果は次のとおりである。
a 海底観測ステーションの候補地点について
最適とした候補地点付近にはシロウリガイの生息が確認され、この付近での活発な断層活動の存在を示唆していると考えられる。また、杭打ち実験では75m杭が貫入したが、それ以上は貫入せず、未凝固堆積分の層は比較的うすいことが判明した。
一方、約800m隔てた地点では、貫入試験、杭打ち実験ともに、この付近の地盤が軟弱であることを示唆しており、ドロ層が厚く覆っていると考えられ、海底測器架台を安定に設置できるか否かについて、土木工学の面から検討する必要があることが判明した。
b 模擬海底測器の設置・回収方法について
設置・回収方法ともに検討した結果どおりで満足する成果が得られたが、今回の実験では重量が約27kgと比較的に軽く、数百kgにも及ぶ重量となった場合の困難さと海底に安全に設置する方法について十分な検討をする必要があることが判明した。
(2) 北太平洋海洋変動予測システムの調査研究
[1] 観測データの収集・整理・解析
日本海洋データセンターから各層観測、STD、CTD及び統合水温の磁気テープファイル8巻を収集し、水温、塩分等について、レンジチェック、力学的安定度のチェック、標準偏差を用いた統計的チェック等を行って、それらのデータをシミュレーションに適合した型式に編集した。
[2] 海洋変動シミュレーションモデルの調査研究
海洋大循環モデルに関する世界各国の過去10年間の研究成果を文献により調査し、北太平洋を対象とした海洋変動のシミュレーションモデルの適合性について調査研究し、その結果、コンパートメントモデルと数値モデルの二つのモデルを採用することとした。
[3] データ同化手法の調査研究
文献調査により、気象予測で実用されているこの手法は最近は海流をどの変動を詳細に検討するための手法として注目されだしているので、本研究にも有効な手法であることが分かった。
■事業の成果
(1) 無人潜水艇による海底調査手法に関する調査研究
昨年度の成果を踏まえ、より高度な手法の習熟が図れた。
[1] 測位方法
下記により、絶対位置の決定精度が向上した。
a. 母船
昨年度ロランCに変え、マイクロ波電波測位機(トランスポンダ、2距離式)の採用により1〜2mの高精度で決定できる。
b. 母船及び無人潜水艇関係位置
昨年度100m以内がバラついた音響測位を、発生雑音の軽減措置等により改善し、±20mの精度で決定できる。
[2] 海底状況調査方法
a. 地形、傾斜
ビデオカメラによる目視観測、スチールカメラによる写真の解析及びレーザースポットを用いた方法で昨年と同様であるが習熟度の向上が図れた。
b. 地質
固結度、推積物の厚さ測定は、コーンペネトロメータにより昨年と同じ様な方法が主体であるが、今回は更に1m杭打ちの方法を併用し、より深く測定できることが確認した。
[3] 海底観測ステーションシステムの装置・捜索・回収方法
決定した調査対象海域は
A点 ; 35°04.'711N, 130°24.'929E
B点 ; 35°05.'090N, 130°25.'203E
である。
この点に設置・捜索・回収を以下のような方法で行えることを確認した。
設置 ; 模擬海底測器:母船からロープにより吊り下げる方法で行う。
マーカ ; 決定した位置に無人潜水艇で運搬して行う。
捜索 ; 測器、マーカともあらかじめ装備しておくピンガ、トランスポンダと無人潜水艇間の距離及び方位を測定、音響映像ソナーを併用しをがら捜索し接近する。
回収 ; 測器は、あらかじめ装備しておく引き上げロープ端を無人潜水艇で母船に運んで行う。マーカは、重錘を無人潜水艇で切り放しブイで浮上させて行う。
[4] その他
海底観測ステーションシステムの本格的な運用に際して必要なケーブル展張、コネクター結合実験を行い、何れも可能な作業であることを確認した。
(2) 北太平洋海洋変動予測システムの調査研究
今年度は4か年計画の第1年度であり、観測データの収集・整理・解析・編集をし、海洋変動シミュレーションモデル及び同化手法の調査をし、本研究に適合するシミュレーションモデルを設定できたことが今年度の成果である。この成果は来年度の研究に直ちに活用される。
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