港湾計画技術

港湾を計画するにあたって、その用途に応じた港湾設備の配置などの基本条件をもとに、気象・海象条件に対して安全な港内作業を提供できる防波堤などの外郭施設やレイアウトを考えなければなりません。
ここで紹介する港湾計画技術は、最先端の技術を取り込んだ個々の要素技術を的確に組み合わせることによって、港湾計画をあらゆる面からサポートする技術です。五洋建設技術研究所では、既住データの解析から、現地調査、水理実験（2次元水槽、平面水槽）静穏度解析から生態系に関するモデルまで幅広く対応した数値シミュレーション技術を有機的に活用し、総合的な港湾計画を行っています。

波は沖から浅海域に進行するにしたがって、海底地形や障害物（島）の影響を受け、屈折・回折・浅水変形・砕破を繰り返し、岸へと到達します。それらの複雑な物理現象を数値計算に取り入れ、エネルギー平衡方程式などの波動方程式により、対象地点での波浪諸元を求め、各種港湾構造物の設計波に用いています。

近年、環境に対する意識の高まりから、港湾整備、ウォーターフロント開発に伴う建設事業が環境・生態系に与える影響の予測が求められています。そのため3次元流動・拡散数値モデルを用いて、長時間に及ぶ水質、生態場もシミュレーションを行っています。このプログラムによって、海水域の富栄養化に起因する赤潮、青潮の発生の予測などが可能となり、豊かな自然環境の形成に役立っています。

各種海岸構造物の安全かつ経済的な設計、施工のためには、構造物の波に対する安定性の検証が不可欠です。そのため、断面二次元水槽を用いた模型実験を行うとともに、非線形性の強い波浪場にも適用性の高い、ナビエ・ストークス方程式に基づく高精度数値解析モデルの研究にも積極的に取り組んでいます。このプログラムの実用化によって、従来の水理模型実験に代わり、波、流れ、地盤の相互作用が、迅速かつ容易にシミュレーションできるものと期待されています。

波浪場、海浜流場、地形変化の3つの計算プログラムから、各種波浪条件の元での海域各地点の水深変化を予測することが可能です。これらの開発プログラムは、豊富な現地データに基づきその適用性が確かめられており、港湾構造物の最適配置、維持浚渫費なども含めた経済設計、人工海浜などの海岸環境整備計画に寄与しています。