河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラム
【課題】河川の水の流れによって流動する全てのリターを対象にしてリター流動量を計測することを可能にする。
【解決手段】水面を浮遊しながら通過しようとするリター及び水中に没しながら通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターを計数することによってフローリター量Ｌfを計測するステップ（Ｓ１）と、撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら通過するリターを計数することによって全体撮影リター量Ｌaを計測すると共に水面を浮遊しながら通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによって部分撮影リター量Ｌpを計測するステップ（Ｓ２）と、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出するステップ（Ｓ３）とを有するようにした。
【解決手段】水面を浮遊しながら通過しようとするリター及び水中に没しながら通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターを計数することによってフローリター量Ｌfを計測するステップ（Ｓ１）と、撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら通過するリターを計数することによって全体撮影リター量Ｌaを計測すると共に水面を浮遊しながら通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによって部分撮影リター量Ｌpを計測するステップ（Ｓ２）と、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出するステップ（Ｓ３）とを有するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、河川の水の流れによって流動するリターの量を計測する技術に関する。
【０００２】
なお、リターとは、樹木から落下する落葉・落枝等の総称である。
【背景技術】
【０００３】
国際連合気候変動枠組条約第３回締約国会議（ＣＯＰ３）で採択された京都議定書において京都メカニズムの一つとしてクリーン開発メカニズム（以下、ＣＤＭと表記する）が盛り込まれている。そして、ＣＤＭを活用し、途上国における植林・再植林による二酸化炭素吸収源確保事業によって創出される二酸化炭素固定量を先進国の温室効果ガス排出削減量として組み込むことが認められている。この枠組みのもと、新規植林・再植林によって二酸化炭素固定量を増加させるＣＤＭプロジェクトの実施ルールがＣＯＰ９で決定されている。さらに、通常のＣＤＭに比べてより簡易な手続きを利用することができる植林・再植林を対象とする小規模ＣＤＭの方法論として「湿地における小規模ＣＤＭ植林プロジェクト活動のための簡素化したベースライン及びモニタリング方法論」が承認されている。そして、例えばマングローブ植林小規模ＣＤＭについてはこの方法論に従って評価が行われる。
【０００４】
マングローブ植林・再植林に関連する簡易化された小規模ＣＤＭ方法論では、１）マングローブ樹木（陸上・地下部）における炭素貯蔵量，２）土壌あるいは堆積物における炭素貯蔵量，３）その他の温暖化ガス収支変化を炭素に換算した変化量の３つの炭素貯蔵プールについて言及されている。そして、マングローブ成熟林に関してこれらの予測・モニタリングに関連する科学的な未解明事項として、１）成熟林における樹木地上部・地下部の炭素貯蔵量の予測，２）成熟林における純生産量とその行方，３）主要な二酸化炭素吸収主体であるマングローブ樹木について、マングローブ氾濫域へ落下する枝葉等（即ちリター）の量，４）マングローブ氾濫域におけるこれらリターの分解速度と堆積物への埋没量，５）リター分解有機物や堆積物有機物粒子の水中における分解速度，６）マングローブ氾濫域における分解を免れたリターの流出量とその行方，７）マングローブ氾濫域における上流からの有機物流入の寄与の解明の７つが挙げられる。
【０００５】
上記７つの科学的な未解明事項のうち６）に関連して、マングローブ氾濫域に落下した落葉のうち例えば潮汐などによる河川の水の流れによってマングローブ域外の沿岸に輸送されるマングローブリターは氾濫域内で分解しなかったとしても沿岸では分解されて最終的には二酸化炭素に戻るので、マングローブ氾濫域の二酸化炭素固定量を適切に評価するためにはマングローブ域外に流出するリターの量を正確に計測することが必要である。
【０００６】
ここで、河川の水の流れによってマングローブ域外に流出するリターの量を計測する方法としては、例えば、河川の流域をビデオカメラによって撮影して得られる画像データに対して画像処理（非特許文献１）を施すことによって河川を流動するリターを計数することが考えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】堤富士雄・立田穣：河川上を流れる葉の画像処理による自動カウント手法，電中研研究報告 R07002，10pp.，2007年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、河川の流域をビデオカメラによって撮影して得られる画像データを用いてリター量の計測を行った場合には、河川の水面を浮遊するリターを計数することはできるものの水中に没しているリターを計数することはできないので、河川の水の流れによって流動する全てのリターを対象にしてリター流動量を計測しているとは言えず、正確なリター流動量を計測することはできない。
【０００９】
そこで、本発明は、河川の水の流れによって流動する全てのリターを対象にしてリター流動量を計測することができる河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の河川におけるリター流動量計測方法は、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段を基準面位置の流域に設置すると共に該リター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによってフローリター量Ｌfを計測するステップと、基準面位置の流域を撮影手段によって撮影すると共に該撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターを計数することによって全体撮影リター量Ｌaを計測すると共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによって部分撮影リター量Ｌpを計測するステップと、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出するステップとを有するようにしている。
【００１１】
また、請求項２記載の河川におけるリター流動量計測装置は、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段と、基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段と、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段とを有するようにしている。
【００１２】
また、請求項３記載の河川におけるリター流動量計測プログラムは、河川におけるリターの流動量の計測を行う際に、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段、基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段としてコンピュータを機能させるようにしている。
【００１３】
したがって、請求項１から３に記載の河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムによると、流動リターを計数する基準面位置の流域における水面及び水中のリター量と水面のリター量との比を用いて基準面位置の流域を通過する総リター量を求めるようにしているので、水面及び水中のリター量の計測が基準面位置の流域の一部でありながらも基準面位置の流域の全体（即ち河川の全幅に亘り且つ水中も含む）を流動する総リター流動量が計測される。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の河川におけるリター流動量計測方法において、リター捕捉回収手段を複数設置して該複数のリター捕捉回収手段別にリターを計数することによってリター捕捉回収手段別にフローリター量Ｌfを計測すると共に複数のリター捕捉回収手段の設置位置に対応させて基準面位置の流域を分割して該分割した流域別にリターを計数することによって分割した流域別に全体撮影リター量Ｌa及び部分撮影リター量Ｌpを計測して分割した流域別に総リター量Ｌを算出するようにしている。この場合には、基準面位置の流域の部分によってフローリター量と部分撮影リター量との比の特性が異なる場合であっても、流域の部分毎の特性が反映された総リター量が算出される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムによれば、水面及び水中のリター量の計測が基準面位置の流域の一部でありながらも基準面位置の流域の全体（即ち河川の全幅に亘り且つ水中も含む）を流動する総リター流動量を計測することができるので、河川の水の流れによって水面及び水中を流動する全てのリターを対象にしたリター流動量の計測が可能になる。また、計測期間が長期に亘る場合には特にリター流動量計測にかかる手間とコストとを抑制して総リター流動量を正確に計測することが可能になる。
【００１６】
また、本発明の河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムによれば、基準面位置の流域の部分によってフローリター量と部分撮影リター量との比の特性が異なる場合であっても、流域の部分毎の特性を反映した総リター量を算出することができるので、基準面位置の流域全体でのリター流動量をより正確に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の河川におけるリター流動量計測方法を説明するフローチャートである。
【図２】実施形態の河川におけるリター流動量計測方法をプログラムを用いて実施する場合のリター流動量計測装置の機能ブロック図である。
【図３】実施例１のフローリター量及び部分撮影リター量の計測結果を示す図である。（Ａ）は計測対象河川の中央域におけるフローリター量の計測結果である。（Ｂ）は計測対象河川の中央域における部分撮影リター量の計測結果である。（Ｃ）は計測対象河川の右岸域におけるフローリター量の計測結果である。（Ｄ）は計測対象河川の右岸域における部分撮影リター量の計測結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１及び図２に、本発明の河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムの実施形態の一例を示す。本実施形態の河川におけるリター流動量計測方法は、図１に示すように、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段を基準面位置の流域に設置すると共に該リター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによってフローリター量Ｌfを計測するステップ（Ｓ１）と、基準面位置の流域を撮影手段によって撮影すると共に該撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターを計数することによって全体撮影リター量Ｌaを計測すると共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによって部分撮影リター量Ｌpを計測するステップ（Ｓ２）と、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出するステップ（Ｓ３）とを有するようにしている。
【００２０】
上記河川におけるリター流動量計測方法は、本発明の河川におけるリター流動量計測装置として実現される。本実施形態のリター流動量計測装置は、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段と、基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段と、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段とを備える。
【００２１】
上述の河川におけるリター流動量計測装置は、本発明の河川におけるリター流動量計測プログラムをコンピュータ上で実行することによっても実現される。本実施形態では、河川におけるリター流動量計測プログラムをコンピュータ上で実行する場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
河川におけるリター流動量計測プログラム１７を実行するための本実施形態のリター流動量計測装置１０の全体構成を図２に示す。このリター流動量計測装置１０は、制御部１１、記憶部１２、入力部１３、表示部１４及びメモリ１５を備え相互にバス等の信号回線により接続されている。また、リター流動量計測装置１０にはデータサーバ１６がバス等の信号回線により接続されており、その信号回線を介して相互にデータや制御指令等の信号の送受信（即ち出入力）が行われる。
【００２３】
制御部１１は、記憶部１２に記憶されている河川におけるリター流動量計測プログラム１７によってリター流動量計測装置１０全体の制御並びにリター流動量の計測に係る演算を行うものであり、例えばＣＰＵ（即ち中央演算処理装置）である。記憶部１２は少なくともデータやプログラムを記憶可能な記憶手段であり、例えばハードディスクである。メモリ１５は制御部１１が各種の制御や演算を実行する際の作業領域であるメモリ空間となるものであり、例えばＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory の略）である。
【００２４】
入力部１３は少なくとも作業者の命令を制御部１１に与えるためのインターフェイスであり、例えばキーボードである。
【００２５】
表示部１４は制御部１１の制御により文字や図形等の描画・表示を行うものであり、例えばディスプレイである。
【００２６】
そして、河川におけるリター流動量計測プログラム１７を実行することによってリター流動量計測装置１０の制御部１１には、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段としてのフローリター量読込部１１ａと、基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段としての撮影リター量読込部１１ｂと、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段としての総リター量算出部１１ｃとが構成される。
【００２７】
なお、本発明においては、リター流動量の計測が行われる河川のことを計測対象河川と呼び、計測対象河川における流動リターを計数する河川横断方向の基準面が設定される位置の流域のことを観測流域と呼ぶ。なお、例えばマングローブ氾濫域から流出するリター量を計測する場合には、観測流域は計測対象河川上のマングローブ氾濫域の境界付近に設定される。
【００２８】
本発明の実施にあたっては、リター捕捉回収手段を設置し、水面を浮遊しながら及び水中に没しながら観測流域を通過するリター量の計測を行う（Ｓ１）。
【００２９】
リター捕捉回収手段としては、具体的には例えば、直方体状の格子に組まれたスチールパイプ若しくは塩化ビニールコーティングスチールパイプの枠体と直方体の５面に張られたナイロンの網とからなり、河川水面及び水中を流動して観測流域を通過するリターを捕捉回収するフローリタートラップが用いられる。
【００３０】
リター捕捉回収手段は、計測対象河川の全幅に亘って設置される必要はなく、計測対象河川の横断方向の一部の幅を有するものであれば良い。また、リター捕捉回収手段は、計測対象河川の水面から水底までの全深度に亘るものでも良いし、想定されるリターの水没深度まで少なくとも達するものでも良い。
【００３１】
Ｓ１の処理におけるリター捕捉回収手段の設置とリター量の計測とは、観測流域におけるリター流動量の計測が必要とされる期間（以下、計測期間と呼ぶ）に亘って行われる。
【００３２】
そして、所定の時間間隔毎にリター捕捉回収手段が引き上げられ、捕捉されているリターが計数される。なお、リター捕捉回収手段の引き上げとリターの計数とは例えば５〜２０分程度の間隔で行うようにしても良いし、３０分〜１時間程度の間隔で行うようにしても良い。また、リター捕捉回収手段による計測は、計測期間中途切れることなく連続的に行うようにしても良いし、例えば、上記時間間隔（時間刻み）で計測を行う時間帯と計測を行わない時間帯とを交互に設けるようにしても良い。
【００３３】
リター捕捉回収手段による計測によって、観測流域の河川横断方向（即ち計測対象河川の幅）のうちリター捕捉回収手段の幅部分を、観測流域の水面を浮遊しながら及び水中に没しながら通過する（正確には、通過しようとする）リターの量（以下、フローリター量と呼ぶ）が計測される。
【００３４】
そして、Ｓ１の処理によって得られるフローリター量のデータが、計測時刻（時間帯）の情報と対応付けられてフローリター量データベース１６ａとしてデータサーバ１６に蓄積される。なお、以下においてはデータベースをＤＢと表記する。
【００３５】
本発明の実施にあたっては、また、撮影手段によって観測流域の撮影を行い、水面を浮遊しながら観測流域を通過するリター量の計測を行う（Ｓ２）。
【００３６】
撮影手段としては、具体的には例えばビデオカメラが用いられる。そして、撮影手段は、観測流域の全体（即ち計測対象河川の全幅）について水面を浮遊するリターを撮影することができるように設置される。
【００３７】
そして、撮影手段によって得られる画像に撮影されている観測流域を通過するリターが計数される。本発明では、観測流域の河川横断方向（即ち計測対象河川の幅）のうちリター捕捉回収手段の幅部分のみ対象として当該部分を通過するリターを計数する（Ｓ２−１）と共に、観測流域の全体（即ち計測対象河川の全幅）を対象として観測流域を通過するリターを計数する（Ｓ２−２）。
【００３８】
なお、撮影手段によって得られる画像に撮影されているリターは、作業者が目視によって計数するようにしても良いし、ソフトウェア化された画像処理技術を用いて自動的に計数するようにしても良い（例えば、堤富士雄・立田穣：河川上を流れる葉の画像処理による自動カウント手法，電中研研究報告 Ｒ07002，10pp.，2007年）。また、画像処理技術を用いて自動的に計数する場合には、葉に含まれている葉緑素の撮像が可能になる一方で水面に浮遊しているゴミなどを無視してより正確な計数を行えることが期待できるので、赤外線カメラを用いることが望ましい。なお、赤外線カメラを用いる場合には、水面で太陽光線が強く反射している場所は避けることが望ましく、例えば立木の葉で覆われている場所や橋の下などを観測流域とすることが望ましい。
【００３９】
撮影手段による計測によって、観測流域の河川横断方向のうちリター捕捉回収手段の幅部分のみを対象として水面を浮遊しながら通過するリターの量（以下、部分撮影リター量と呼ぶ）と、観測流域の全体を対象として水面を浮遊しながら通過するリターの量（以下、全体撮影リター量と呼ぶ）とが計測される。なお、部分撮影リター量は、実際には、水面を浮遊しながら観測流域を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である。そして、全体撮影リター量は部分撮影リター量を含むものである。また、Ｓ２の処理において計測され得るリターは、撮影手段によって得られる画像上で認識され得るものであり、河川の水面に完全に浮いているものには限られない。
【００４０】
ここで、Ｓ２の処理における観測流域の撮影は計測期間に亘って行われ、Ｓ２の処理における計測はＳ１の処理における時間間隔（時間刻み）と対応させて計測時刻（時間帯）を区切って行う。また、部分撮影リター量の計測は、Ｓ１の処理においてリター捕捉回収手段が設置されてリターが計数される時間帯については少なくとも行う。すなわち、フローリター量ＤＢ１６ａに記録されるフローリター量のデータに対応付けられている時刻（時間帯）と一致する時刻（時間帯）の部分撮影リター量のデータが必ず存在する。
【００４１】
そして、Ｓ２−１の処理によって得られる部分撮影リター量のデータとＳ２−２の処理によって得られる全体撮影リター量のデータとが、計測時刻（時間帯）の情報と対応付けられて撮影リター量ＤＢ１６ｂとしてデータサーバ１６に蓄積される。
【００４２】
そして、Ｓ１の処理において整備されたフローリター量のデータとＳ２の処理において整備された二つの撮影リター量のデータとを用いて観測流域を通過する総リター量の算出を行う（Ｓ３）。
【００４３】
具体的には、制御部１１のフローリター量読込部１１ａが記憶手段としてのデータサーバ１６に格納されているフローリター量ＤＢ１６ａから時刻別のフローリター量の値を読み込んで当該値をメモリ１５に記憶させると共に、制御部１１の撮影リター量読込部１１ｂが記憶手段としてのデータサーバ１６に格納されている撮影リター量ＤＢ１６ｂから時刻別の部分撮影リター量の値と全体撮影リター量の値とを読み込んでこれらの値をメモリ１５に記憶させる。
【００４４】
そして、制御部１１の総リター量算出部１１ｃは、メモリ１５に記憶された時刻別のフローリター量Ｌfの値と部分撮影リター量Ｌpの値と全体撮影リター量Ｌaの値とをメモリ１５から読み込むと共に、観測流域の全体（言い換えると、計測対象河川の全幅に亘る基準面）を通過する時刻別の総リター量Ｌを数式１によって算出する。なお、数式１は河川におけるリター流動量計測プログラム１７に規定しておく。
【００４５】
（数１） Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp
【００４６】
なお、撮影リター量ＤＢ１６ｂ内に記録されている全体撮影リター量のデータに対応付けられている時刻（時間帯）に一致する時刻（時間帯）が対応付けられている部分撮影リター量及びフローリター量のデータが存在しない場合には、全体撮影リター量のデータに対応付けられている時刻（時間帯）とより多く重複する若しくは最も近い時刻（時間帯）が対応付けられている部分撮影リター量及びフローリター量のデータを用いて数式１による計算を行う。
【００４７】
そして、総リター量算出部１１ｃは、算出した時刻別の総リター量Ｌの値を計測時刻（全体撮影リター量のデータに対応付けられていた時刻）の情報と対応づけてリター流動量算出結果ＤＢ１６ｃとしてデータサーバ１６に蓄積する。
【００４８】
そして、制御部１１は、撮影リター量ＤＢ１６ｂ内の全体撮影リター量のデータの全てについて処理を行ったときは当該撮影リター量ＤＢ１６ｂについての処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００４９】
ここで、上述の説明においては、リター捕捉回収手段の個数及び撮影手段の個数について特に言及していないが、これらは一つのみ設置するようにしても良いし複数設置するようにしても良い。
【００５０】
そして、リター捕捉回収手段を複数設置した場合には、複数のリター捕捉回収手段の設置位置と対応させて観測流域を分割すると共に、リター捕捉回収手段別にフローリター量Ｌfを計測するようにする（Ｓ１）と共に、分割した観測流域別に部分撮影リター量Ｌp及び全体撮影リター量Ｌaを計測するようにし（Ｓ２）、これら分割した観測流域別の値を用いて流域別に総リター量Ｌを算出する（Ｓ３）。そして、当該流域別の総リター量Ｌを合計したものを最終的な観測流域の全体を通過するリター流動量とするようにする。この場合には、フローリター量と部分撮影リター量との比が観測流域の部分によって大きく異なる場合に特に観測流域全体でのリター流動量をより正確に計測することができる。
【００５１】
また、撮影手段についても、観測流域全体を一つの撮影手段を用いて撮影するようにしても良いし、複数の撮影手段を用いて撮影するようにしても良い。
【００５２】
以上の構成を有する本発明の河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムによれば、計測期間については水面を浮遊するリターのみを計数することによって水中に没しているリターも含めたリター流動量を計測することができるので、計測期間においては水面を浮遊するリターのみの計数でありながらも河川の水の流れによって水面及び水中を流動する全てのリターを対象にしてリター流動量を計測することが可能になる。
【００５３】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では、各種ＤＢ１６ａ〜１６ｃをデータサーバ１６に格納するようにしているが、これに限られず、記憶手段としての記憶部１２に格納するようにしても良い。
【実施例１】
【００５４】
本発明の河川におけるリター流動量計測方法について、実際の河川においてリター捕捉回収手段によるフローリター量の計測と撮影手段によるリター量の計測とを行うと共にこれらの計測結果に基づいて計測方法の妥当性の検討を行った実施例を図３を用いて説明する。
【００５５】
本実施例では、沖縄県石垣島吹通川河口域のマングローブ域から流出するリター量の計測を行う場合を前提とし、吹通川を計測対象河川とすると共に吹通川上のマングローブ域の境界部分を観測流域とした。
【００５６】
本実施例では、リター捕捉回収手段として４５×４５×１５０ｃｍのスチールパイプ若しくは塩化ビニールコーティングスチールパイプ枠体と目合３ｃｍのナイロン網とからなるリタートラップを用い、１日２回・３−５日間の下げ潮時に観測流域を通過してマングローブ域外に流出しようとするリターを計数することによってフローリター量を計測した（Ｓ１）。
【００５７】
また、本実施例では、河口上の橋桁に３−５台のデジタルビデオカメラを観測流域全体（即ち吹通川全幅）を撮影することができるように設置し、観測流域を通過してマングローブ域外に流出するリターを計数することによって撮影リター量を計測した（Ｓ２）。
【００５８】
なお、本実施例では、複数のフローリタートラップを設置し、河川の中央域と右岸域との別に各種の計測を行うようにした。
【００５９】
時刻別のフローリター量の計測結果として、河川中央域について図３（Ａ），河川右岸域について同（Ｃ）に示す結果が得られた。また、時刻別の部分撮影リター量の計測結果として、河川中央域について図３（Ｂ），河川右岸域について同（Ｄ）に示す結果が得られた。
【００６０】
図３の（Ａ）と（Ｂ）との比較及び（Ｃ）と（Ｄ）との比較から、水面を浮遊するリターと水中に没しているリターとの両方を計数した量であるフローリター量と、水面を浮遊するリターを計数した量である部分撮影リター量との間には比例関係があることが確認された。このことから、数式１によって総リター量を算出する本発明により河川の水の流れによって流動する全てのリターを対象にしてリター流動量が正確に計測され得ることが確認された。
【００６１】
また、河川中央域についての結果（図３（Ａ），（Ｂ））と河川右岸域についての結果（同（Ｃ），（Ｄ））との比較から、観測流域の部分によってフローリター量と部分撮影リター量との比が異なる場合があることが確認された。このことから、リター捕捉回収手段を複数設置すると共に観測流域を分割し、当該分割した観測流域毎に各種の計測を行うと共に総リター量を算出することによって観測流域全体でのリター流動量をより正確に計測することができることが確認された。
【符号の説明】
【００６２】
１０ リター流動量計測装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 入力部
１４ 表示部
１５ メモリ
１６ データサーバ
１７ リター流動量計測プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、河川の水の流れによって流動するリターの量を計測する技術に関する。
【０００２】
なお、リターとは、樹木から落下する落葉・落枝等の総称である。
【背景技術】
【０００３】
国際連合気候変動枠組条約第３回締約国会議（ＣＯＰ３）で採択された京都議定書において京都メカニズムの一つとしてクリーン開発メカニズム（以下、ＣＤＭと表記する）が盛り込まれている。そして、ＣＤＭを活用し、途上国における植林・再植林による二酸化炭素吸収源確保事業によって創出される二酸化炭素固定量を先進国の温室効果ガス排出削減量として組み込むことが認められている。この枠組みのもと、新規植林・再植林によって二酸化炭素固定量を増加させるＣＤＭプロジェクトの実施ルールがＣＯＰ９で決定されている。さらに、通常のＣＤＭに比べてより簡易な手続きを利用することができる植林・再植林を対象とする小規模ＣＤＭの方法論として「湿地における小規模ＣＤＭ植林プロジェクト活動のための簡素化したベースライン及びモニタリング方法論」が承認されている。そして、例えばマングローブ植林小規模ＣＤＭについてはこの方法論に従って評価が行われる。
【０００４】
マングローブ植林・再植林に関連する簡易化された小規模ＣＤＭ方法論では、１）マングローブ樹木（陸上・地下部）における炭素貯蔵量，２）土壌あるいは堆積物における炭素貯蔵量，３）その他の温暖化ガス収支変化を炭素に換算した変化量の３つの炭素貯蔵プールについて言及されている。そして、マングローブ成熟林に関してこれらの予測・モニタリングに関連する科学的な未解明事項として、１）成熟林における樹木地上部・地下部の炭素貯蔵量の予測，２）成熟林における純生産量とその行方，３）主要な二酸化炭素吸収主体であるマングローブ樹木について、マングローブ氾濫域へ落下する枝葉等（即ちリター）の量，４）マングローブ氾濫域におけるこれらリターの分解速度と堆積物への埋没量，５）リター分解有機物や堆積物有機物粒子の水中における分解速度，６）マングローブ氾濫域における分解を免れたリターの流出量とその行方，７）マングローブ氾濫域における上流からの有機物流入の寄与の解明の７つが挙げられる。
【０００５】
上記７つの科学的な未解明事項のうち６）に関連して、マングローブ氾濫域に落下した落葉のうち例えば潮汐などによる河川の水の流れによってマングローブ域外の沿岸に輸送されるマングローブリターは氾濫域内で分解しなかったとしても沿岸では分解されて最終的には二酸化炭素に戻るので、マングローブ氾濫域の二酸化炭素固定量を適切に評価するためにはマングローブ域外に流出するリターの量を正確に計測することが必要である。
【０００６】
ここで、河川の水の流れによってマングローブ域外に流出するリターの量を計測する方法としては、例えば、河川の流域をビデオカメラによって撮影して得られる画像データに対して画像処理（非特許文献１）を施すことによって河川を流動するリターを計数することが考えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】堤富士雄・立田穣：河川上を流れる葉の画像処理による自動カウント手法，電中研研究報告 R07002，10pp.，2007年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、河川の流域をビデオカメラによって撮影して得られる画像データを用いてリター量の計測を行った場合には、河川の水面を浮遊するリターを計数することはできるものの水中に没しているリターを計数することはできないので、河川の水の流れによって流動する全てのリターを対象にしてリター流動量を計測しているとは言えず、正確なリター流動量を計測することはできない。
【０００９】
そこで、本発明は、河川の水の流れによって流動する全てのリターを対象にしてリター流動量を計測することができる河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の河川におけるリター流動量計測方法は、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段を基準面位置の流域に設置すると共に該リター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによってフローリター量Ｌfを計測するステップと、基準面位置の流域を撮影手段によって撮影すると共に該撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターを計数することによって全体撮影リター量Ｌaを計測すると共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによって部分撮影リター量Ｌpを計測するステップと、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出するステップとを有するようにしている。
【００１１】
また、請求項２記載の河川におけるリター流動量計測装置は、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段と、基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段と、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段とを有するようにしている。
【００１２】
また、請求項３記載の河川におけるリター流動量計測プログラムは、河川におけるリターの流動量の計測を行う際に、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段、基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段としてコンピュータを機能させるようにしている。
【００１３】
したがって、請求項１から３に記載の河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムによると、流動リターを計数する基準面位置の流域における水面及び水中のリター量と水面のリター量との比を用いて基準面位置の流域を通過する総リター量を求めるようにしているので、水面及び水中のリター量の計測が基準面位置の流域の一部でありながらも基準面位置の流域の全体（即ち河川の全幅に亘り且つ水中も含む）を流動する総リター流動量が計測される。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の河川におけるリター流動量計測方法において、リター捕捉回収手段を複数設置して該複数のリター捕捉回収手段別にリターを計数することによってリター捕捉回収手段別にフローリター量Ｌfを計測すると共に複数のリター捕捉回収手段の設置位置に対応させて基準面位置の流域を分割して該分割した流域別にリターを計数することによって分割した流域別に全体撮影リター量Ｌa及び部分撮影リター量Ｌpを計測して分割した流域別に総リター量Ｌを算出するようにしている。この場合には、基準面位置の流域の部分によってフローリター量と部分撮影リター量との比の特性が異なる場合であっても、流域の部分毎の特性が反映された総リター量が算出される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムによれば、水面及び水中のリター量の計測が基準面位置の流域の一部でありながらも基準面位置の流域の全体（即ち河川の全幅に亘り且つ水中も含む）を流動する総リター流動量を計測することができるので、河川の水の流れによって水面及び水中を流動する全てのリターを対象にしたリター流動量の計測が可能になる。また、計測期間が長期に亘る場合には特にリター流動量計測にかかる手間とコストとを抑制して総リター流動量を正確に計測することが可能になる。
【００１６】
また、本発明の河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムによれば、基準面位置の流域の部分によってフローリター量と部分撮影リター量との比の特性が異なる場合であっても、流域の部分毎の特性を反映した総リター量を算出することができるので、基準面位置の流域全体でのリター流動量をより正確に計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態の河川におけるリター流動量計測方法を説明するフローチャートである。
【図２】実施形態の河川におけるリター流動量計測方法をプログラムを用いて実施する場合のリター流動量計測装置の機能ブロック図である。
【図３】実施例１のフローリター量及び部分撮影リター量の計測結果を示す図である。（Ａ）は計測対象河川の中央域におけるフローリター量の計測結果である。（Ｂ）は計測対象河川の中央域における部分撮影リター量の計測結果である。（Ｃ）は計測対象河川の右岸域におけるフローリター量の計測結果である。（Ｄ）は計測対象河川の右岸域における部分撮影リター量の計測結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１及び図２に、本発明の河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムの実施形態の一例を示す。本実施形態の河川におけるリター流動量計測方法は、図１に示すように、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段を基準面位置の流域に設置すると共に該リター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによってフローリター量Ｌfを計測するステップ（Ｓ１）と、基準面位置の流域を撮影手段によって撮影すると共に該撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターを計数することによって全体撮影リター量Ｌaを計測すると共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによって部分撮影リター量Ｌpを計測するステップ（Ｓ２）と、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出するステップ（Ｓ３）とを有するようにしている。
【００２０】
上記河川におけるリター流動量計測方法は、本発明の河川におけるリター流動量計測装置として実現される。本実施形態のリター流動量計測装置は、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段と、基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段と、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段とを備える。
【００２１】
上述の河川におけるリター流動量計測装置は、本発明の河川におけるリター流動量計測プログラムをコンピュータ上で実行することによっても実現される。本実施形態では、河川におけるリター流動量計測プログラムをコンピュータ上で実行する場合を例に挙げて説明する。
【００２２】
河川におけるリター流動量計測プログラム１７を実行するための本実施形態のリター流動量計測装置１０の全体構成を図２に示す。このリター流動量計測装置１０は、制御部１１、記憶部１２、入力部１３、表示部１４及びメモリ１５を備え相互にバス等の信号回線により接続されている。また、リター流動量計測装置１０にはデータサーバ１６がバス等の信号回線により接続されており、その信号回線を介して相互にデータや制御指令等の信号の送受信（即ち出入力）が行われる。
【００２３】
制御部１１は、記憶部１２に記憶されている河川におけるリター流動量計測プログラム１７によってリター流動量計測装置１０全体の制御並びにリター流動量の計測に係る演算を行うものであり、例えばＣＰＵ（即ち中央演算処理装置）である。記憶部１２は少なくともデータやプログラムを記憶可能な記憶手段であり、例えばハードディスクである。メモリ１５は制御部１１が各種の制御や演算を実行する際の作業領域であるメモリ空間となるものであり、例えばＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory の略）である。
【００２４】
入力部１３は少なくとも作業者の命令を制御部１１に与えるためのインターフェイスであり、例えばキーボードである。
【００２５】
表示部１４は制御部１１の制御により文字や図形等の描画・表示を行うものであり、例えばディスプレイである。
【００２６】
そして、河川におけるリター流動量計測プログラム１７を実行することによってリター流動量計測装置１０の制御部１１には、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段としてのフローリター量読込部１１ａと、基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら基準面位置を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段としての撮影リター量読込部１１ｂと、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段としての総リター量算出部１１ｃとが構成される。
【００２７】
なお、本発明においては、リター流動量の計測が行われる河川のことを計測対象河川と呼び、計測対象河川における流動リターを計数する河川横断方向の基準面が設定される位置の流域のことを観測流域と呼ぶ。なお、例えばマングローブ氾濫域から流出するリター量を計測する場合には、観測流域は計測対象河川上のマングローブ氾濫域の境界付近に設定される。
【００２８】
本発明の実施にあたっては、リター捕捉回収手段を設置し、水面を浮遊しながら及び水中に没しながら観測流域を通過するリター量の計測を行う（Ｓ１）。
【００２９】
リター捕捉回収手段としては、具体的には例えば、直方体状の格子に組まれたスチールパイプ若しくは塩化ビニールコーティングスチールパイプの枠体と直方体の５面に張られたナイロンの網とからなり、河川水面及び水中を流動して観測流域を通過するリターを捕捉回収するフローリタートラップが用いられる。
【００３０】
リター捕捉回収手段は、計測対象河川の全幅に亘って設置される必要はなく、計測対象河川の横断方向の一部の幅を有するものであれば良い。また、リター捕捉回収手段は、計測対象河川の水面から水底までの全深度に亘るものでも良いし、想定されるリターの水没深度まで少なくとも達するものでも良い。
【００３１】
Ｓ１の処理におけるリター捕捉回収手段の設置とリター量の計測とは、観測流域におけるリター流動量の計測が必要とされる期間（以下、計測期間と呼ぶ）に亘って行われる。
【００３２】
そして、所定の時間間隔毎にリター捕捉回収手段が引き上げられ、捕捉されているリターが計数される。なお、リター捕捉回収手段の引き上げとリターの計数とは例えば５〜２０分程度の間隔で行うようにしても良いし、３０分〜１時間程度の間隔で行うようにしても良い。また、リター捕捉回収手段による計測は、計測期間中途切れることなく連続的に行うようにしても良いし、例えば、上記時間間隔（時間刻み）で計測を行う時間帯と計測を行わない時間帯とを交互に設けるようにしても良い。
【００３３】
リター捕捉回収手段による計測によって、観測流域の河川横断方向（即ち計測対象河川の幅）のうちリター捕捉回収手段の幅部分を、観測流域の水面を浮遊しながら及び水中に没しながら通過する（正確には、通過しようとする）リターの量（以下、フローリター量と呼ぶ）が計測される。
【００３４】
そして、Ｓ１の処理によって得られるフローリター量のデータが、計測時刻（時間帯）の情報と対応付けられてフローリター量データベース１６ａとしてデータサーバ１６に蓄積される。なお、以下においてはデータベースをＤＢと表記する。
【００３５】
本発明の実施にあたっては、また、撮影手段によって観測流域の撮影を行い、水面を浮遊しながら観測流域を通過するリター量の計測を行う（Ｓ２）。
【００３６】
撮影手段としては、具体的には例えばビデオカメラが用いられる。そして、撮影手段は、観測流域の全体（即ち計測対象河川の全幅）について水面を浮遊するリターを撮影することができるように設置される。
【００３７】
そして、撮影手段によって得られる画像に撮影されている観測流域を通過するリターが計数される。本発明では、観測流域の河川横断方向（即ち計測対象河川の幅）のうちリター捕捉回収手段の幅部分のみ対象として当該部分を通過するリターを計数する（Ｓ２−１）と共に、観測流域の全体（即ち計測対象河川の全幅）を対象として観測流域を通過するリターを計数する（Ｓ２−２）。
【００３８】
なお、撮影手段によって得られる画像に撮影されているリターは、作業者が目視によって計数するようにしても良いし、ソフトウェア化された画像処理技術を用いて自動的に計数するようにしても良い（例えば、堤富士雄・立田穣：河川上を流れる葉の画像処理による自動カウント手法，電中研研究報告 Ｒ07002，10pp.，2007年）。また、画像処理技術を用いて自動的に計数する場合には、葉に含まれている葉緑素の撮像が可能になる一方で水面に浮遊しているゴミなどを無視してより正確な計数を行えることが期待できるので、赤外線カメラを用いることが望ましい。なお、赤外線カメラを用いる場合には、水面で太陽光線が強く反射している場所は避けることが望ましく、例えば立木の葉で覆われている場所や橋の下などを観測流域とすることが望ましい。
【００３９】
撮影手段による計測によって、観測流域の河川横断方向のうちリター捕捉回収手段の幅部分のみを対象として水面を浮遊しながら通過するリターの量（以下、部分撮影リター量と呼ぶ）と、観測流域の全体を対象として水面を浮遊しながら通過するリターの量（以下、全体撮影リター量と呼ぶ）とが計測される。なお、部分撮影リター量は、実際には、水面を浮遊しながら観測流域を通過しようとしてリター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である。そして、全体撮影リター量は部分撮影リター量を含むものである。また、Ｓ２の処理において計測され得るリターは、撮影手段によって得られる画像上で認識され得るものであり、河川の水面に完全に浮いているものには限られない。
【００４０】
ここで、Ｓ２の処理における観測流域の撮影は計測期間に亘って行われ、Ｓ２の処理における計測はＳ１の処理における時間間隔（時間刻み）と対応させて計測時刻（時間帯）を区切って行う。また、部分撮影リター量の計測は、Ｓ１の処理においてリター捕捉回収手段が設置されてリターが計数される時間帯については少なくとも行う。すなわち、フローリター量ＤＢ１６ａに記録されるフローリター量のデータに対応付けられている時刻（時間帯）と一致する時刻（時間帯）の部分撮影リター量のデータが必ず存在する。
【００４１】
そして、Ｓ２−１の処理によって得られる部分撮影リター量のデータとＳ２−２の処理によって得られる全体撮影リター量のデータとが、計測時刻（時間帯）の情報と対応付けられて撮影リター量ＤＢ１６ｂとしてデータサーバ１６に蓄積される。
【００４２】
そして、Ｓ１の処理において整備されたフローリター量のデータとＳ２の処理において整備された二つの撮影リター量のデータとを用いて観測流域を通過する総リター量の算出を行う（Ｓ３）。
【００４３】
具体的には、制御部１１のフローリター量読込部１１ａが記憶手段としてのデータサーバ１６に格納されているフローリター量ＤＢ１６ａから時刻別のフローリター量の値を読み込んで当該値をメモリ１５に記憶させると共に、制御部１１の撮影リター量読込部１１ｂが記憶手段としてのデータサーバ１６に格納されている撮影リター量ＤＢ１６ｂから時刻別の部分撮影リター量の値と全体撮影リター量の値とを読み込んでこれらの値をメモリ１５に記憶させる。
【００４４】
そして、制御部１１の総リター量算出部１１ｃは、メモリ１５に記憶された時刻別のフローリター量Ｌfの値と部分撮影リター量Ｌpの値と全体撮影リター量Ｌaの値とをメモリ１５から読み込むと共に、観測流域の全体（言い換えると、計測対象河川の全幅に亘る基準面）を通過する時刻別の総リター量Ｌを数式１によって算出する。なお、数式１は河川におけるリター流動量計測プログラム１７に規定しておく。
【００４５】
（数１） Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp
【００４６】
なお、撮影リター量ＤＢ１６ｂ内に記録されている全体撮影リター量のデータに対応付けられている時刻（時間帯）に一致する時刻（時間帯）が対応付けられている部分撮影リター量及びフローリター量のデータが存在しない場合には、全体撮影リター量のデータに対応付けられている時刻（時間帯）とより多く重複する若しくは最も近い時刻（時間帯）が対応付けられている部分撮影リター量及びフローリター量のデータを用いて数式１による計算を行う。
【００４７】
そして、総リター量算出部１１ｃは、算出した時刻別の総リター量Ｌの値を計測時刻（全体撮影リター量のデータに対応付けられていた時刻）の情報と対応づけてリター流動量算出結果ＤＢ１６ｃとしてデータサーバ１６に蓄積する。
【００４８】
そして、制御部１１は、撮影リター量ＤＢ１６ｂ内の全体撮影リター量のデータの全てについて処理を行ったときは当該撮影リター量ＤＢ１６ｂについての処理を終了する（ＥＮＤ）。
【００４９】
ここで、上述の説明においては、リター捕捉回収手段の個数及び撮影手段の個数について特に言及していないが、これらは一つのみ設置するようにしても良いし複数設置するようにしても良い。
【００５０】
そして、リター捕捉回収手段を複数設置した場合には、複数のリター捕捉回収手段の設置位置と対応させて観測流域を分割すると共に、リター捕捉回収手段別にフローリター量Ｌfを計測するようにする（Ｓ１）と共に、分割した観測流域別に部分撮影リター量Ｌp及び全体撮影リター量Ｌaを計測するようにし（Ｓ２）、これら分割した観測流域別の値を用いて流域別に総リター量Ｌを算出する（Ｓ３）。そして、当該流域別の総リター量Ｌを合計したものを最終的な観測流域の全体を通過するリター流動量とするようにする。この場合には、フローリター量と部分撮影リター量との比が観測流域の部分によって大きく異なる場合に特に観測流域全体でのリター流動量をより正確に計測することができる。
【００５１】
また、撮影手段についても、観測流域全体を一つの撮影手段を用いて撮影するようにしても良いし、複数の撮影手段を用いて撮影するようにしても良い。
【００５２】
以上の構成を有する本発明の河川におけるリター流動量計測方法、計測装置及び計測プログラムによれば、計測期間については水面を浮遊するリターのみを計数することによって水中に没しているリターも含めたリター流動量を計測することができるので、計測期間においては水面を浮遊するリターのみの計数でありながらも河川の水の流れによって水面及び水中を流動する全てのリターを対象にしてリター流動量を計測することが可能になる。
【００５３】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の実施形態では、各種ＤＢ１６ａ〜１６ｃをデータサーバ１６に格納するようにしているが、これに限られず、記憶手段としての記憶部１２に格納するようにしても良い。
【実施例１】
【００５４】
本発明の河川におけるリター流動量計測方法について、実際の河川においてリター捕捉回収手段によるフローリター量の計測と撮影手段によるリター量の計測とを行うと共にこれらの計測結果に基づいて計測方法の妥当性の検討を行った実施例を図３を用いて説明する。
【００５５】
本実施例では、沖縄県石垣島吹通川河口域のマングローブ域から流出するリター量の計測を行う場合を前提とし、吹通川を計測対象河川とすると共に吹通川上のマングローブ域の境界部分を観測流域とした。
【００５６】
本実施例では、リター捕捉回収手段として４５×４５×１５０ｃｍのスチールパイプ若しくは塩化ビニールコーティングスチールパイプ枠体と目合３ｃｍのナイロン網とからなるリタートラップを用い、１日２回・３−５日間の下げ潮時に観測流域を通過してマングローブ域外に流出しようとするリターを計数することによってフローリター量を計測した（Ｓ１）。
【００５７】
また、本実施例では、河口上の橋桁に３−５台のデジタルビデオカメラを観測流域全体（即ち吹通川全幅）を撮影することができるように設置し、観測流域を通過してマングローブ域外に流出するリターを計数することによって撮影リター量を計測した（Ｓ２）。
【００５８】
なお、本実施例では、複数のフローリタートラップを設置し、河川の中央域と右岸域との別に各種の計測を行うようにした。
【００５９】
時刻別のフローリター量の計測結果として、河川中央域について図３（Ａ），河川右岸域について同（Ｃ）に示す結果が得られた。また、時刻別の部分撮影リター量の計測結果として、河川中央域について図３（Ｂ），河川右岸域について同（Ｄ）に示す結果が得られた。
【００６０】
図３の（Ａ）と（Ｂ）との比較及び（Ｃ）と（Ｄ）との比較から、水面を浮遊するリターと水中に没しているリターとの両方を計数した量であるフローリター量と、水面を浮遊するリターを計数した量である部分撮影リター量との間には比例関係があることが確認された。このことから、数式１によって総リター量を算出する本発明により河川の水の流れによって流動する全てのリターを対象にしてリター流動量が正確に計測され得ることが確認された。
【００６１】
また、河川中央域についての結果（図３（Ａ），（Ｂ））と河川右岸域についての結果（同（Ｃ），（Ｄ））との比較から、観測流域の部分によってフローリター量と部分撮影リター量との比が異なる場合があることが確認された。このことから、リター捕捉回収手段を複数設置すると共に観測流域を分割し、当該分割した観測流域毎に各種の計測を行うと共に総リター量を算出することによって観測流域全体でのリター流動量をより正確に計測することができることが確認された。
【符号の説明】
【００６２】
１０ リター流動量計測装置
１１ 制御部
１２ 記憶部
１３ 入力部
１４ 表示部
１５ メモリ
１６ データサーバ
１７ リター流動量計測プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川における流動リターを計数する基準面位置の流域の水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら前記基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段を前記基準面位置の流域に設置すると共に該リター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによってフローリター量Ｌfを計測するステップと、前記基準面位置の流域を撮影手段によって撮影すると共に該撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過するリターを計数することによって全体撮影リター量Ｌaを計測すると共に前記撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとして前記リター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによって部分撮影リター量Ｌpを計測するステップと、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって前記基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出するステップとを有することを特徴とする河川におけるリター流動量計測方法。
【請求項２】
河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら前記基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段と、前記基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に前記撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとして前記リター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段と、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって前記基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段とを有することを特徴とする河川におけるリター流動量計測装置。
【請求項３】
河川におけるリター流動量の計測を行う際に、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら前記基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段、前記基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に前記撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとして前記リター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって前記基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段としてコンピュータを機能させるための河川におけるリター流動量計測プログラム。
【請求項４】
前記リター捕捉回収手段を複数設置して該複数のリター捕捉回収手段別にリターを計数することによって前記リター捕捉回収手段別に前記フローリター量Ｌfを計測すると共に前記複数のリター捕捉回収手段の設置位置に対応させて前記基準面位置の流域を分割して該分割した流域別にリターを計数することによって前記分割した流域別に前記全体撮影リター量Ｌa及び前記部分撮影リター量Ｌpを計測して前記分割した流域別に前記総リター量Ｌを算出することを特徴とする請求項１記載の河川におけるリター流動量計測方法。
【請求項１】
河川における流動リターを計数する基準面位置の流域の水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら前記基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段を前記基準面位置の流域に設置すると共に該リター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによってフローリター量Ｌfを計測するステップと、前記基準面位置の流域を撮影手段によって撮影すると共に該撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過するリターを計数することによって全体撮影リター量Ｌaを計測すると共に前記撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとして前記リター捕捉回収手段に捕捉されるリターを計数することによって部分撮影リター量Ｌpを計測するステップと、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって前記基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出するステップとを有することを特徴とする河川におけるリター流動量計測方法。
【請求項２】
河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら前記基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段と、前記基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に前記撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとして前記リター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段と、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって前記基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段とを有することを特徴とする河川におけるリター流動量計測装置。
【請求項３】
河川におけるリター流動量の計測を行う際に、河川における流動リターを計数する基準面位置の流域に設置されて該基準面位置の流域の水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとするリター及び水中に没しながら前記基準面位置を通過しようとするリターを捕捉回収する手段に捕捉されるリターの量であるフローリター量Ｌfを記憶手段から読み込む手段、前記基準面位置の流域を撮影する手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過するリターの量である全体撮影リター量Ｌaを記憶手段から読み込むと共に前記撮影手段によって得られる画像に撮影されている水面を浮遊しながら前記基準面位置を通過しようとして前記リター捕捉回収手段に捕捉されるリターの量である部分撮影リター量Ｌpを記憶手段から読み込む手段、Ｌ＝Ｌf×Ｌa／Ｌp によって前記基準面位置の流域の水面及び水中を通過する総リター量Ｌを算出する手段としてコンピュータを機能させるための河川におけるリター流動量計測プログラム。
【請求項４】
前記リター捕捉回収手段を複数設置して該複数のリター捕捉回収手段別にリターを計数することによって前記リター捕捉回収手段別に前記フローリター量Ｌfを計測すると共に前記複数のリター捕捉回収手段の設置位置に対応させて前記基準面位置の流域を分割して該分割した流域別にリターを計数することによって前記分割した流域別に前記全体撮影リター量Ｌa及び前記部分撮影リター量Ｌpを計測して前記分割した流域別に前記総リター量Ｌを算出することを特徴とする請求項１記載の河川におけるリター流動量計測方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−３０１９（Ｐ２０１１−３０１９Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４５６４７（Ｐ２００９−１４５６４７）
【出願日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]