トンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は (トンネルびきあつは)は、乗 の り物 もの がトンネル に突入 とつにゅう 、および脱出 だっしゅつ する際 さい に発生 はっせい する、空気 くうき の圧力 あつりょく 波 は のことである。特 とく に、高速 こうそく 鉄道 てつどう の列車 れっしゃ がトンネルに突入 とつにゅう した際 さい に発生 はっせい させた圧縮 あっしゅく 波 は が、長 なが いトンネルにおいて音速 おんそく で前方 ぜんぽう に伝 つた わる際 さい にトンネル内 ない の拡散 かくさん できない空気 くうき の抵抗 ていこう によって圧縮 あっしゅく 強調 きょうちょう されて衝撃波 しょうげきは のようになり、それがトンネル出口 でぐち で解放 かいほう され、出口 いでぐち 周辺 しゅうへん に大 おお きな発破 はっぱ 音 おん や振動 しんどう を発生 はっせい させることが問題 もんだい になる。「ドーン」という砲撃 ほうげき のような音 おと が出 で ることもあるため、「トンネルドン 」などとも呼 よ ばれる。
主 おも に高速 こうそく 鉄道 てつどう において、鉄道 てつどう 車両 しゃりょう が高速 こうそく でトンネルに突入 とつにゅう すると、それによって発生 はっせい した衝撃波 しょうげきは がトンネル内 ない を伝 つた わって出口 でぐち 側 がわ で大 おお きな発破 はっぱ 音 おん を発生 はっせい させたり、周辺 しゅうへん 建物 たてもの の窓 まど ガラスを振動 しんどう させ破損 はそん させることもある。初期 しょき の高速 こうそく 鉄道 てつどう である東海道新幹線 とうかいどうしんかんせん では最 さい 高速度 こうそくど が210km/h と低 ひく かった上 うえ 、路盤 ろばん に砕石 さいせき (バラスト )が使 つか われており、その隙間 すきま が圧縮 あっしゅく 波 は を吸収 きゅうしゅう する働 はたら きをしていたためあまり問題 もんだい にならなかったが、山陽新幹線 さんようしんかんせん の建設 けんせつ 以降 いこう 、列車 れっしゃ の高速 こうそく 化 か と路盤 ろばん のスラブ軌道 きどう 化 か に伴 ともな ってその衝撃波 しょうげきは が次第 しだい に強 つよ まった。さらに運行 うんこう 本数 ほんすう は増加 ぞうか し、年中 ねんじゅう 無休 むきゅう で繰 く り返 かえ されるために周辺 しゅうへん 地域 ちいき への影響 えいきょう は肥大 ひだい 化 か し新幹線 しんかんせん の大 おお きな環境 かんきょう 問題 もんだい のひとつになった。車両 しゃりょう が目前 もくぜん を通過 つうか するタイミングではなく、トンネルに突入 とつにゅう した瞬間 しゅんかん に、その先 さき の出口 でぐち から放出 ほうしゅつ される音 おと や衝撃波 しょうげきは であるため、その発生 はっせい を事前 じぜん に察知 さっち することは難 むずか しい。
空気 くうき の振動 しんどう による現象 げんしょう であるため、気温 きおん や湿度 しつど によってその強 つよ さは変化 へんか するが、概 おおむ ね通過 つうか 車両 しゃりょう の速度 そくど 、空気 くうき 抵抗 ていこう 、トンネルの形状 けいじょう によって大 おお きく変化 へんか する。
フランス のTGV やドイツ のICE など、日本 にっぽん 以外 いがい の高速 こうそく 鉄道 てつどう でもトンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は は問題 もんだい となることがあり、欧州 おうしゅう 域内 いきない ではEU指令 しれい により定 さだ められたTSI(Technical Specification for Interoperability )中 ちゅう でトンネル突入 とつにゅう 時 じ の圧力 あつりょく 勾配 こうばい 基準 きじゅん が規定 きてい されている。しかし、ヨーロッパでは日本 にっぽん に比 くら べて上下 じょうげ 線 せん 間隔 かんかく を広 ひろ めに取 と ってあったりトンネル断 だん 面積 めんせき を大 おお きく設計 せっけい することなどから、日本 にっぽん の新幹線 しんかんせん と比較 ひかく して衝撃波 しょうげきは は小 ちい さく、問題 もんだい となることは少 すく ない。なお日立製作所 ひたちせいさくしょ が英国 えいこく 向 む けに製造 せいぞう した395形 かたち 電車 でんしゃ の先頭 せんとう 形状 けいじょう は、同社 どうしゃ の微 ほろ 気圧 きあつ 波 は シミュレーション技術 ぎじゅつ により対策 たいさく を講 こう じて設計 せっけい されたものである。
トンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は の大 おお きさはおおむね、坑口 こうこう に到達 とうたつ した圧力 あつりょく 波 は の波面 はめん の圧力 あつりょく 勾配 こうばい に比例 ひれい し、トンネル坑口 こうこう からの距離 きょり に対 たい して逆 ぎゃく 比例 ひれい していることが明 あき らかとなっている。このため圧力 あつりょく 勾配 こうばい を緩 ゆる くすることが対策 たいさく の根幹 こんかん となっている。最近 さいきん では現象 げんしょう の解析 かいせき やシミュレーション技術 ぎじゅつ が進 すす み、以下 いか のように対策 たいさく されている。
車両 しゃりょう 側 がわ の対策 たいさく [ 編集 へんしゅう ]
最新 さいしん のトンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は 対策 たいさく を反映 はんえい した前 ぜん 頭部 とうぶ を持 も つN700系 けい
先頭 せんとう 車 しゃ の進行 しんこう 方向 ほうこう に対 たい する断 だん 面積 めんせき の変化 へんか 率 りつ を、一定 いってい 、かつ最小 さいしょう にする。
「一定 いってい 」にするには、運転 うんてん 席 せき などの突起 とっき に対 たい して、同 おな じ縦断 じゅうだん 面 めん 上 じょう の異 こと なる部分 ぶぶん を凹 へこ ませることが必要 ひつよう である。JR東海 とうかい とJR西日本 にしにほん による300系 けい の開発 かいはつ 時 じ には、この原理 げんり は明 あき らかになっており、300系 けい や500系 けい の先頭 せんとう 部 ぶ は突起 とっき を抑 おさ え、美 うつく しい流線型 りゅうせんけい を保 たも ちつつ、進行 しんこう 方向 ほうこう に対 たい する断 だん 面積 めんせき の変化 へんか 率 りつ が極力 きょくりょく 一定 いってい となるよう設計 せっけい された。
しかし、これらの車両 しゃりょう が営業 えいぎょう 運転 うんてん を始 はじ めてみると、列車 れっしゃ の先頭 せんとう では路盤 ろばん や側壁 そくへき と車体 しゃたい との隙間 すきま に入 はい り込 こ む空気 くうき 流 りゅう の乱 みだ れ、最 さい 後尾 こうび ではその後方 こうほう にできる空気 くうき の渦 うず 、さらには対向 たいこう 列車 れっしゃ による空気 くうき 流 りゅう の影響 えいきょう などによる横 よこ 揺 ゆ れが生 しょう じ、乗客 じょうきゃく に不評 ふひょう であった。このため、その後 ご の700系 けい やJR東日本 ひがしにっぽん のE4系 けい などでは、進行 しんこう 方向 ほうこう に対 たい して地上 ちじょう に近 ちか い部分 ぶぶん を先 さき に膨 ふく れさせ、車体 しゃたい 下部 かぶ の空気 くうき 流 りゅう を安定 あんてい させるとともに、最 さい 後尾 こうび で生 しょう じる空気 くうき の渦 うず を後方 こうほう へそらすことでこうした横 よこ 揺 ゆ れを改善 かいぜん し、これにより悪化 あっか する運転 うんてん 室 しつ からの前面 ぜんめん 視界 しかい 確保 かくほ のために運転 うんてん 室 しつ や前 ぜん 照 あきら 灯 とう をある程度 ていど 突起 とっき させた。エアロストリーム と呼 よ ばれる一見 いっけん 奇妙 きみょう な先頭 せんとう 形状 けいじょう はこうした考 かんが え方 かた により生 う まれたものである。なお、その後 ご 300系 けい には順次 じゅんじ 先頭 せんとう 車 しゃ に改良 かいりょう 型 がた セミアクティブサスペンション や空気 くうき ばね の改良 かいりょう などが施 ほどこ され、こうした横 よこ 揺 ゆ れを低減 ていげん する工夫 くふう がなされている。
「最小 さいしょう 」にするには先頭 せんとう 形状 けいじょう を極力 きょくりょく 長 なが くすればよいと従来 じゅうらい は考 かんが えられてきた。500系 けい では300 km/hで営業 えいぎょう 運転 うんてん を行 おこな うべく、先頭 せんとう 部 ぶ の長 なが さを15m以上 いじょう と長 なが くし、運転 うんてん 席 せき 後 うし ろデッキとドアをなくした上 うえ に客室 きゃくしつ の一部 いちぶ にまで断 だん 面積 めんせき 変化 へんか 部 ぶ を食 く い込 こ ませたが、この先頭 せんとう 形状 けいじょう は運用 うんよう 上 じょう 様々 さまざま な問題 もんだい を来 き たしたため(詳 くわ しくは新幹線 しんかんせん 500系 けい 電車 でんしゃ #車体 しゃたい を参照 さんしょう )、エアロストリーム形 がた の開発 かいはつ 時 じ には最高 さいこう 速度 そくど を多少 たしょう 抑 おさ えてでも先頭 せんとう 部 ぶ の長 なが さを短 みじか くすることに重点 じゅうてん が置 お かれた(700系 けい の最 さい 高速度 こうそくど は、山陽新幹線 さんようしんかんせん で285 km/h、東海道新幹線 とうかいどうしんかんせん で270 km/h)。
その後 ご の研究 けんきゅう の進歩 しんぽ により、先頭 せんとう 形状 けいじょう の部位 ぶい によって微 ほろ 気圧 きあつ 波 は への影響 えいきょう は異 こと なり、微 ほろ 気圧 きあつ 波 は のピークが分散 ぶんさん するように各 かく 部位 ぶい の位置 いち や形状 けいじょう を工夫 くふう すれば環境 かんきょう への影響 えいきょう を最小限 さいしょうげん にできることが判明 はんめい したため、N700系 けい では遺伝 いでん 的 てき アルゴリズム を用 もち いたシミュレーションにより生 う まれたエアロ・ダブルウィング 形 かたち の先頭 せんとう 形状 けいじょう が採用 さいよう され、運転 うんてん 席 せき 後 うし ろのデッキや客 きゃく 用 よう 扉 とびら を残 のこ して先頭 せんとう 部 ぶ の長 なが さを500系 けい より短 みじか く抑 おさ えつつ、500系 けい と同 おな じ300 km/h(東海道新幹線 とうかいどうしんかんせん では285 km/h)の営業 えいぎょう 運転 うんてん を行 おこな うことに成功 せいこう した。
地上 ちじょう 側 がわ の対策 たいさく [ 編集 へんしゅう ]
トンネルの断 だん 面積 めんせき を大 おお きくしたり、列車 れっしゃ と壁 かべ との距離 きょり を大 おお きく取 と ったりすると、トンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は の影響 えいきょう を軽減 けいげん できる(更 さら に上下 じょうげ 線 せん 間 あいだ の距離 きょり を大 おお きく取 と ると上述 じょうじゅつ の横 よこ 揺 ゆ れの低減 ていげん に効果 こうか がある)。
また既存 きそん の新幹線 しんかんせん ではトンネル入口 いりくち に、これを手前 てまえ に延長 えんちょう した形 かたち の筒 つつ (緩衝 かんしょう 工 こう という)を設 もう けることで、先頭 せんとう 車 しゃ がトンネルに突入 とつにゅう する際 さい に巻 ま き込 こ む空気 くうき を減少 げんしょう させ、ラッパ 形 かたち の出口 でぐち で微 ほろ 気圧 きあつ 波 は のピークが緩和 かんわ されることによる低減 ていげん 効果 こうか が得 え られる。標準 ひょうじゅん 的 てき な緩衝 かんしょう 工 こう では、トンネル本体 ほんたい より断 だん 面積 めんせき を大 おお きく造 つく り、側面 そくめん に空気 くうき を逃 に がして圧力 あつりょく を低減 ていげん させるための開口 かいこう 部 ぶ がある。山陽新幹線 さんようしんかんせん では約 やく 100箇所 かしょ 、東北新幹線 とうほくしんかんせん では約 やく 45箇所 かしょ 、北陸 ほくりく 新幹線 しんかんせん では約 やく 30箇所 かしょ 、九州 きゅうしゅう 新幹線 しんかんせん では約 やく 90箇所 かしょ に設置 せっち されている。
さらに斜坑 しゃこう や縦坑 たてこう を空気 くうき のバイパスとして利用 りよう する方法 ほうほう 、連続 れんぞく するトンネルの間 あいだ をシェルター でつなぎ、その部分 ぶぶん にスリットを設 もう けることで空気圧 くうきあつ を逃 に がす方法 ほうほう などがある。
在来 ざいらい 線 せん では、列車 れっしゃ のトンネル突入 とつにゅう 時 じ の最 さい 高速度 こうそくど を抑 おさ えることもある。前面 ぜんめん が切妻 きりづま 形状 けいじょう で空 そら 力 りょく 特性 とくせい が良 よ くないJR西日本 にしにほん キハ187系 けい 気動車 きどうしゃ 運用 うんよう 時 じ にはこの方法 ほうほう でトンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は を抑 おさ えている。
ホームドアで対策 たいさく する例 れい もある。京王線 けいおうせん 布田 ぬのだ 駅 えき は調布 ちょうふ 寄 よ りが単線 たんせん トンネルのため、上 のぼ り列車 れっしゃ が通過 つうか する際 さい 、トンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は が発生 はっせい する。このため、ホームドアをゲート構造 こうぞう ではなく、フルスクリーン構造 こうぞう のホームドアを採用 さいよう することでトンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は を乗客 じょうきゃく に受 う けないようにしている。
微 ほろ 気圧 きあつ 波 は 以外 いがい の圧力 あつりょく 波 は [ 編集 へんしゅう ]
トンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は は、列車 れっしゃ がトンネルに突入 とつにゅう した際 さい に出口 でぐち 側 がわ に影響 えいきょう をもたらす圧力 あつりょく 波 は のことを指 さ すが、これ以外 いがい に、トンネル突入 とつにゅう 時 じ に入口 いりくち 側 がわ の周辺 しゅうへん に圧力 あつりょく 波 は をもたらすトンネル突入 とつにゅう 波 は 、トンネル退出 たいしゅつ 時 じ に出口 でぐち 側 がわ の周辺 しゅうへん に圧力 あつりょく 波 は をもたらすトンネル退出 たいしゅつ 波 は 、トンネル退出 たいしゅつ 時 じ に発生 はっせい する圧力 あつりょく 波 は がトンネル内 ない を伝 つた わって入口 いりくち 側 がわ に影響 えいきょう をもたらす退出 たいしゅつ 時 じ トンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は 、斜坑 しゃこう や縦坑 たてこう の本坑 ほんこう への接続 せつぞく 地点 ちてん を通過 つうか する際 さい に発生 はっせい する圧力 あつりょく 波 は がトンネル入口 いりくち ・出口 でぐち に伝 つた わって影響 えいきょう する枝 えだ 坑 あな 通過 つうか 波 は といったものがある。これらの対策 たいさく もトンネル微 ほろ 気圧 きあつ 波 は と同様 どうよう の手段 しゅだん が取 と られ、各種 かくしゅ 圧力 あつりょく 波 は の発生 はっせい ・伝播 でんぱ をシミュレーションして最適 さいてき な車両 しゃりょう 前面 ぜんめん 形状 けいじょう や緩衝 かんしょう 工 こう を設計 せっけい することになる。枝 えだ 坑 あな 通過 つうか 波 は に関 かん しては、枝 えだ 坑 あな 分岐 ぶんき 部 ぶ を完全 かんぜん に閉鎖 へいさ すれば発生 はっせい しなくなるが、一方 いっぽう で枝 えだ 坑 あな は他 た の圧力 あつりょく 波 は の空気 くうき をバイパスして緩衝 かんしょう する効果 こうか もあるため、一概 いちがい に閉鎖 へいさ すればよいとはいえない。
公害 こうがい
典型 てんけい 七 なな 公害 こうがい
公害 こうがい 事件 じけん
四 よん 大 だい 公害 こうがい 事件 じけん その他 た 公害 こうがい 事件 じけん 公害 こうがい に関 かん する事件 じけん
汚染 おせん 物質 ぶっしつ
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