石川　有貴子

長岡市における地下水節水型消雪パイプ制御システムの実証試験

福嶋　祐介


　消雪パイプは湿潤な雪の除排雪方法として極めて有効である．しかし，地下水を大量に汲み上げて散水することから，冬季後期には地下水位が下がること，地盤条件によっては深刻な地盤沈下が発生することなどが欠点としてあげられる．

　従来の消雪パイプは，地下水の揚水ポンプをオン・オフで作動するだけであり，その結果，無駄に地下水を汲み上げることになる．このような現状から，地下水節水型消雪パイプの発想が生まれた．すなわち，降雪強度計の出力によって，揚水インバータ制御をすることで使用する地下水の総量を節約しようとするものである．

　本研究では，従来型と地下水節水型の消雪パイプを比較し，節水型の有効性を検証し，実用化への検討を行うことを目的とする．また路面消・融雪施設等設計要領に記載されている必要散水量算定式の各係数を検討することで，より効果的で簡易な融雪量算定方法の確立を目指すものとする．

　節水型有効性実証試験の結果，節水型は従来型と比較し，揚水量，運転時間，電力量を1/2程度にできることがわかり，地下水節水効果とともに，省エネルギー効果も高いこともわかった．これより，節水型の有効性が明らかとなった．しかし，実用化に際して，設備コストが従来型と比べ高くなるという問題点もある．そこで，消雪パイプを管路として取り扱い、水理学的に検討を行った．圧力センサーによる地下水揚水量測定法の理論を検討し，超音波流量計で測定された実際の値と比較を行った結果，かなりの精度で一致した．さらに，この理論を節水型消雪パイプシステムに導入し、検証試験を行った。この結果，圧力センサーを用いても流量計を使用した場合と同等の値を得ることができた．これより，高価な超音波流量計の代替品として比較的安価な圧力センサーによる揚水量制御が可能であることが分かり，コスト対策に十分有効だといえる。

　必要散水量算定式において，融解係数kは水源の違いにより，3つに分けられていた．そこで，融解係数をk′として，散水温と気温の差を乗じることで1つの数式で表わした．これにより，融解係数は水源に依らず，1つのものとして扱うことができた．さらに通行車両による撹はん効果係数αは，これまで交通量別にそれぞれ別々に示されていたが，交通量の関数として表わすことができ，より簡便化が図られた．また設計時間降雪深については，近年の冬期における降雪状況を十分に反映できるような検討を行った結果，今後数年の降雪データの収集と解析が必要である．