博 士 （ 工 学 ） 佐 藤 典 之
学 位 論 文 題 名
漁港における係留漁船の動揺に関する研究 学位論文内容の要旨
近年 ，外洋 に面し た港 湾にお いて， 港外で 発生 した長 周期波 が港内 に侵入 し， それに よる荷役障害 や係 留設備 の損傷 の発生 事例 が数多 く報告 され， 問題と なっ ている ．この ような 障害 が発生 する主た る 原 因は ， 船 舶 の係留 系の 固有周 期が1〜数 分程度 であり ，港内 に侵 入した 長周期 波の周 期と 合致し て共 振現象 を生じ たこと であ ること が最近 の研究 で明ら かと なって きた．
ー般 に漁港 は，港 内の 水面が 狭く， 特に港 奥部 で特定 の周期 に対し て共振 を起 こしや すい港湾形状 とな ってい る場合 が多い ．し たがっ て，荷 役作業 の稼働 率を 向上さ せるた めには ，漁 港内に おける長 周期 波の特 性を把 握し， 船体 動揺との関連性を明らかにした上で，有効な荷役障害/丶丶の対応策につい て研 究する ことが 不可欠 とな る．
そこ で本研 究は， 漁港 におけ る係留 漁船の 動揺 の実態 をアン ケート 調査と 現地 観測に より把握した 上で ，長周 期波に 対する 荷役 作業の 利用可 能率を 求める 手法 を開発 して荷 役障害 ーの 対策方 法を評価 し， 有効な 対策方 法を提 案す ること を目的 として 実施し た．
ア ン ケ ー ト 調査 に お い て は ，北 海 道 内の3，4種漁 港24港を 対象と して 漁業者 にアン ケート を実 施 し， 係留船 舶の動 揺の実 態に ついて 調査し た．そ の結果 ，荷 役障害 の発生 傾向は 海域 による 波浪特陸 より も周辺 の地形 や港形 ，係 留方法 などに 依存し ており 隣接 した漁 港でも 発生傾 向が 異なる 場合があ るこ とがわ かった ．また ，荷 役障害 や係留 設備の 被害の 発生 原因は 長周期 波であ る可 能性が 高いこと が明 らかと なった 。
現 地 観 測 は ， 漁 港 内 外 で の 波 浪 観 測 と ， 係 留 漁 船 の 動 揺 観 測 を 実 施 し たI 波 浪 観 測 に おい ては ，荷役 障害の 発生が 予測 されたA漁 港と， アンケ ート調 査で荷 役障 害の発 生が 確 認 され た 元 稲 府漁港 の2港を対 象と して， 漁港内 外に波 高計を 設置 して現 地観測 を実施 した ．そこ 結果 ，港外 の観測 点にお いて は，長 周期波 成分の 波高は 通常 波成分 の波高 と周期 を掛 けた値 と強い相 関が あり， この関 係を用 いれ ぱ長周 期波の 発生を 推定で きる ことが 分かっ た．ま た， 実測値 との比較 から ，後述 する緩 勾配方 程式 による 港内波 高分布 計算法 によ って， 港内の 周波数 応答 が計算 できるこ とを 確認し た．
動揺 観測に おい´ ては ，アン ケート 調査で 荷役 障害の発生傾向が異なっていた砂原漁港と臼尻漁港を 対 象 とし て ， 現 地簡測 を実 施した ，動揺 の観測 方法と して ，画像 解析法 の一種 であ る三次 元PTV法を 現 地 に適 用 し ， 船 体上 の 多 点 の 動揺 観 損ljデ ータか ら船 体魯凵Lで の6自 由度 の運動 を求め た．そ の ー113−
結 果，動 揺6成分の うち， ヒー ビング ゜ロー リング ・ビッ チン グにつ いては 港内波 浪の短周期側のビ ー クに対 応した 動揺 成分の みがみ られる が，サ ージ シグ． スウェイング・ヨーイングについては港内 波 浪の長 周期側 のビ ークに も対応 した動 揺成分 が見 られ， そのエネルギーは短周期側よりも大きくな っ ている ことが 分か った． また， 同時に 実施し た波 浪観測 結果より，砂原漁港では港内に侵入した長 周 期波に 同調し て動 揺が起 きてい るのに 対し， 臼尻 漁港で は港内の固有周期に同調して動揺が起きて お り，ア ンケー ト調 査を裏 付ける 結果が 得られ たI
長 周期波 に対 する荷 役作業 の利用 可能 率を求 める手 法の開 発においては，港内の周波数応答を計算 す る手法 の開発 と， 漁船の 荷役限 界条件 に関す る研 究を行 った，
港 内の周 波数 応答を 計算す る手法 とし ては， 屈折・ 回折・ 多重反射を同時に考慮し，共振現象を含 め た解析 が可能 な緩 勾配方 程式に よる港 内波高分布計I算法を開発した．開発においては，主として境 界 条件の 取り扱 いを 工夫し ，港口 部にお ける開 境界 条件で は，入 射波・ 反射 波・散 乱波の3成分を考 慮 して， 港外に 計算 領域を 広げる ことな く任意 形状 の主・ 副防波堤配置ヘ対応させた，また，港内壁 面 の固定 境界条 件で はエネ ルギー 減衰帯 により 任意 反射率 を再現した．計算結果を，従来の計算結果 お よ び 実 験 結 果と 比 較 し た とこ ろ ， 概 ね 良い 一 致 を 示 し てお り ， 本 手 法の 妥 当 性 を 確認 し た ． 漁 船の荷 役限 界条件に関しては，アンケー卜調査を整理した結果，荷役限界動揺量は漁船の大きさ，
海 域特性 ，利用 者の 年齢な どに依 存して 変化す るこ とが分 かった．ただし，北海道内においては平均 値 に対す る変動 幅が 小さい ことか ら，20t未満 の漁 船に対 してサージング：土0．5m，スウェイング：
+0. 5m，ヒー ビング ：土0．5mを設定 した，設定した荷役限界動揺量に対応する荷役限界波浪条件につ い て，一 般的な 係留 条件を 設定し た船体 動揺解 断に よって ，船舶の大きさ・周期に応じた限界波高を 求 めた．
荷 役障害 ーの 対策方 法の検 討では ，元 稲府漁 港を対 象とし て，漁港内の反射率を下げる方法と水域 を 広げて 固有周 期を 変える 方法に 着目し ，設定 した 荷役限 界波高に対する長周期波の利用可能率を開 発 した手 法によ り計 算して ，各対 策方法 の評価 を行 った． その結果，港内の水域を広げることが，最 も 有効な 対策で ある ことが わかっ た．
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学位論文審査の要旨
主 査 教 授 佐 伯 浩 副 査 教 授 藤 田 睦 博 副 査 教 授 長 谷 川 和 義 副 査 助 教 授 山 下 俊 彦
学 位 論 文 題 名
漁港における係留漁船の動揺に関する研究
近年 ， 外ヰ 華に 面 した 港湾 に おい て， 港 外で 発生 し た長 周期 波 カ瀚 に侵 入 し，それによる荷 役瀦や 係 留i殳 備の 損 傷の 発生 事 例カ 鑁賂 く 報告 され ， 問題 とな っている．このよ うな障害カ繊する主 たる原 因は， 舟醐ロの係留系の 固有周期が1〜勢洲；呈度で あり，港内に侵入 した長周期波の周期と合致して共振 現象を 生じたことである ことカ髓の研究で 明らかとなってきた ．
一般 に 漁港 は， 港 内の7a虹 面 積カ獣く ，特に港奥部で特 定の周期に対して 共振を起こしやすい 港湾形 状 とな っ てい る場 合 カ渉 い． し たがって ，荷役作業の稼働 率を向上させるた めには，漁潜内にお ける長 周 期波 の 特性 を把 握 し， 船体 動 揺との関 連陸を明らかにし た上で，有効な荷 役障害への対応策に ついて 研究す ることカ研頂r欠となる．
そこ で 本弼 統は，漁港におけ る係留漁船の載拗 実態をi髯 沺なアンケート譲 睦と瑪甜籃昆測によ り把握 し た上 で ，長 周期 波 に対 する 荷 役作業の 利用可能率を求め る手法を開発して 荷役障害への対策方 法を評 価し， 有効な刔策方法を 提案することを目 的として実施したも のである．
アン ケ ート 調査 に おい ては ， 北海道内 の3，4種漁港24港 を対象として漁業 者にアンケートを実 覧し，
係 留鰍 自 の動 揺の 実 態に つい て 調査した ．その結果，荷役 障害の発生傾向は 海域による波浪特性 よりも 周 辺の 地 形や 港形 ， 係留 方法 な どに依存 しており，隣接し た漁港でも発生傾 向カ溟なる場合があ ること を 明ら か にし た．また，荷役障 害や係留設備の被 害の発生原因は長同 期波である可能t生が高いこ とがも 指摘し た．
瑪 螂 龜 願in,よ ， 漁 港 内 外 で の 波 浪 観 測 と ， 係 留 漁 船 の 動 揺 観 測 を 実 施 し た ． 波浪 缶願1に おいては，荷役障害 の発生カ溌I、IJされたA漁港と，ア ンケート調査で荷役障害の発生が確 認され た元稲府漁港の2潜をヌオ象 として，漁港内外 に波高計を設置して現地缶臘0を実施した．その結果，
港外の 観預蝋においては ，長周期波成分の波高は通常iRr或分の波高と周期を乗じた値と強n怫目関カsあり，
このf剰系を用 いることにより長周 期波の発生を拍‑Cきることを明らか にした．また，実浪怖直との上ヒ較
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から ，後述 する緩 勾配 方程式 による 港内波 高分布 計算 法によ って， 港内の 周波 数応答 が計算できること を確認した．
動揺 観測に おい ては， 近接す る漁港 であ りなが ら、ア ンケー ト調査 で荷 役障害 の発生 傾向カ渓なって いた る少原 漁港と 臼尻 漁潜を 対象と して， 現地缶 闘0を実施した．動揺の硼0方法として，画像解析法の一 種 で ある 三 次 元PTV法 を 現 地 に初 めて 適用し ，船 体ヒの 多点の 動揺観 測デ一 夕か ら船体 重心位 置での6 自 由 度の 運 動を 求める ことに 成功し た． その結 果，動 揺6成分の うち， ヒー ピング ・ロー リング ・ピッ チン グにつ いては 港内 波浪の 短周期 側のビ ークに 対応した動揺成分のみカ韜りられるが，サージング・ス ウェ イング ・ヨー イン グにつ いては 港内波 浪の長 周期 側のビ ークに も対応 した 動揺成 分カ覡られ，その エネルギーは：短周其暇IJより，も大きくなっていることを明らかにした．また，同時に実施した波浪観 ljlr吉 果よ り，LJ'J漁 港では 港内に侵入した長周期波に同調して動揺カキ亀きているのに対し，臼尻漁港では港 内 の 水 域 の 固 有 周 期 に 同 調 し て 動 揺 舶 起 き て お り ， ア ン ケ ー ト 調 査 を 裏 付 け る 結 果 を 得 た ． 長周 期波に 対す る荷役 作業の 利用可 能率 を求め る手法 の開発 におい ては ，港内 の周波 数応答を計算す る手法の開発と，漁船の荷役怖拷蓚酎牛に関する研究を行った．
港内 の周波 数応 答を計 算する 手法と して は，屈 折・回 折・多 重反射 を同 時に考 慮し， 共振現象を含め た解 听カ回 能な緩 勾配 方程式 による 港内波 高分布 計算 法を開 発した ．開発 にお いては ，主として境界条 件の 取り扱 いを工 夫し ，港口 部にお ける開 境界条 件で は，入 射波・ 反射波・散乱波の3成分を考慮して，
港外 に計算 領域を 広げ ること なく任 意形状 の主・ 副防 波堤配 置ヘ対 応させ た． また， 港内壁面の固定暁 界条 件では エネル ギー 減衰帯 により 任意反 射率を 再現 した． 計算結 果を， 従来 の計算 結果および実験結 果と比較し，概ね良い一致を示しており，本手法の妥当性を確認した．
漁船 の荷役 限界 条件に 関して は，ア ンケ ート調 査を整 理した 結果， 荷役 限界動 揺量は 漁船の大きさ，
海域 楜生， 利用者 の年 齢など に依存 して変 化する こと を明ら かにし た．た だし ，北海 道内においては平 均 値 に対 す る変 動矚が 小さい ことか ら，20t未 満の漁 船に対 してサ ージ ング： 士0.5m， スウェ イング ： +0.5m， ヒ ーピン グ：土0.5mを設 定した ．設 定した 荷例限 界動揺 量に対 応す る荷役 混界波 浪条件 につ い て， ―蝦的 な係留 条イ 牛を設 定した 船体動 齬締に よって，舟舗自の大きさ・周期に応じた限界波高を求め た．
荷役 障書へ の対 策方法 の検討 では， 元稲 府漁港 を対象 として ，漁港 内の 反射率 を下げ る方法と水域を 広げ て固有 周期を 変え る方法 に着目 し，設 定した 荷倒 限界波 高に対 する長 周期 波の利 用可能率を今回開 発し た手法 により 計算 して， 各対策 方法の 評価を 行っ た．そ の結果 ，港内 の水 域を広 げることが，最も 有効な対策であることを明らかにした．
これ を要す るに ，著者 は，新 しい船 体動 揺の実 験手法 と新た に開発 した 港内波 浪計算 法を用いて，漁 港に おける 係留漁 船の 動揺特 性を港 形，侵 入する 長周 期波の 観点か ら明ら かに すると ともに、詳細なァ ンケ ート結 果を併 用し て、荷 役限界 波浪条 件を明 らか にした もので 、水産 工学 ，港湾 工学に寄与すると ころ 大なる ものが ある ．よっ て著者 は，北 海道メ 肖鴇士（工学）の学位を授与される資格あるものと認め る．
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