浦畑 夢（のぞむ）さん（共生環境学専攻，博士前期課程2年，水利施設工学教育研究分野，担当教員：岡島賢治教授）へのインタビュー取材が行われましたので，ぜひご覧ください。
現在に至るまで
小さいころから、ダムや水路などの水に関する構造物に興味を持っており、それらを学ぶことができる三重大学 生物資源学部 共生環境学科 (現・農林環境科学コース)に入学しました。 学部3年次に、ダムや水に関する研究を行っている水利施設工学研究室に所属し、現在の博士前期課程に至るまで、農業用水路のコンクリートの"粗さ"を計測するための研究を行っています。
農業用水路の現状
農業用水路は全国で総延長約40万kmを有しており、その多くが高度経済成長期に造られたことから、老朽化が進行し様々な劣化が生じています。劣化の1つに、水路を流れる水や砂によって引き起こされる摩耗があります。摩耗が生じると、水路のコンクリートの"粗さ"が増大します（図１）。"粗さ"は水の流下能力低下の原因となり、農家さんへの適切な配水を阻害します。更に摩耗が進行すると、コンクリート断面の減少により耐久力の低下につながります。そのため、"粗さ"に応じて水路の補修などの対応が必要です。しかし、現状の粗さの計測には、目視といった非定量的な計測手法や、定量的ではありますが計測範囲が狭くあまり効率的とは言えない手法が用いられています。そこで、定量的かつ一度に広範囲の"粗さ"を計測できる効率的な計測技術の開発をテーマとして、学部時代から一貫して研究を行っています。
図1 摩耗による粗さの増大のイメージ
"粗さ"計測の研究に関して
現在行っている研究では、照明と画像解析を用いることで定量的かつ効率的な粗さの計測手法の開発を目指しています。粗さを再現したコンクリートに照明を当てると、表面の粗さ（表面の凹凸）によって陰影が生じます。生じた陰影をデジタルカメラで撮影し、画像解析によって陰影を抽出し、その面積を算出しました（図2）。その結果、図3に示すような高い精度の推定式を得ることができ、陰影の面積から粗さ（算術平均粗さ Ra という粗さの指標）を定量的に計測できる可能性を示すことができました。また、従来の計測手法よりも広範囲を対象にできるため、より効率的な手法であると言えます。
（a） 撮影した画像
（b） 画像解析によって陰影を抽出した画像
図2 算術平均粗さ
Ra
= 0.46mmのコンクリートの時の画像
図3 陰影の面積と算術平均粗さ
Raの関係
※破線が推定式
これまでの研究において苦労したこと・嬉しかったこと
研究を通して、喜びだけでなく、苦労を感じることがあります。学部時代の成果を論文として投稿しましたが、査読者から厳しい意見をいただきながらなんとか乗り越えた経験があります。また、思った通りに実験結果が得られないこともありました。しかし、先行研究を調べ上げ、得られたデータとにらみ合いながら熟考することで解決してきました。思った通りに上手くいかないことこそ、研究の醍醐味だと思います。 もちろん研究を通して喜びも感じており、今秋に農業農村工学会京都支部で研究奨励賞をいただけることが決定しており、その通知をいただいたときはとても嬉しかったです。また、実験結果を確認する際には想定通りの結果になるか否か、ワクワクしながらデータ解析をしています。
今後の展望
現時点で、本研究で提案した手法を現場水路での計測技術として確立するには、検証すべき課題が残っています。そのため、今後は博士後期課程に進学し、計測技術の確立に向けた研究を進めていきます。また、現在私は農業農村工学と呼ばれる専門分野で研究を行っていますが、本分野では水路の粗さ以外にも、課題が山積しています。例えば、農業用水路では摩耗以外にひび割れや腐食などの劣化も問題となっています。また、農業用水を貯めているダムやため池の多くでは、将来起こりうる大地震や豪雨への対策が緊急の課題となっています。そのため、研究を通して専門知識や専門的な視野を養い、将来は本分野で貢献できる人材を目指しています。
未来の三重大生へ
現在、私は三重大学において充実した研究生活を送っています。是非、様々なことが学べる三重大学に来てください。特に高校生だとなかなかイメージしづらいと思いますが、学部のその先を見据えて大学院への進学も考えてみてください。主体的に研究を行うことで得られる視点や考え方は、今後の人生で必ず役立つものだと思います。また、私が研究している農業農村工学分野にも関心を持ってもらえると幸いです。
関連リンク
2023.10.30
立梅用水開設200周年記念祭での研究発表 水利施設工学研究分野のホームページ 特集：学生へのインタビュー取材 アーカイブ