これまでの、そして、これからの新潟技調 - 新潟港湾空港技術調査事務所

これまでの、そして、これからの新潟技調
2009年9月17日
国土交通省 北陸地方整備局
新潟港湾空港技術調査事務所
所長 水口 幸司
1
本日の報告内容
1.これまでの新潟技調
2.21年度の新潟技調の主な業務
3.これからの新潟技調
2
1.これまでの新潟技調
大正6年(1917)
内務省新潟土木出張所信濃川河口機械工場
昭和22年(1947)
第一港湾建設局新潟試験場
昭和34年(1959)9月21日
第一港湾建設局新潟調査設計事務所
昭和35年(1960)
第一港湾建設局新潟機械整備事務所
平成13年(2001)
北陸地方整備局新潟港湾空港技術調査事務所
3
新潟技調(調設)に関する主な出来事
旧新潟調査設計事務所(昭和34年)
※新潟市入船町、当時職員数16名
新潟地震(M7.5)(昭和39年)
※被災施設の復旧支援に尽力
地盤沈下観測所(昭和34年)
※新潟港における地盤沈下を観測
当時は50cm/年超の沈下を観測
←大型水理実験場(昭和53年)
※最初の実験は敦賀港平面実験
※同年より定期刊行が開始された「調設広報
にいがた」の第一号にて紹介
佐渡弾崎波浪観測所(昭和53年)
※昭和51年の新潟港における高波浪による
防波堤災害を契機として、波浪観測を開始
4
◆北陸地方整備局管内
新潟、富山、石川、福井(、長野)
◆主な役割
港湾・空港・海岸事業等の
①調査
②設計
③技術開発
④船舶等の整備
⑤災害対応
5
①調査
• 気象・海象・地象調査
– 気象・海象観測による波浪特性把握
– 土質調査、漂砂調査
• 水理模型実験
– 複雑な水理現象を模型により再現、実証的解
決を図る
• その他、技術的な調査
6
気象・海象等観測体制
波浪観測施設
マフコタワー
波浪観測施設海象計
7
水理模型実験
防波堤等の設計を行う際、数値解析では確認が困難な複雑な水
理現象を模型により再現し、人工的に波を発生させ実証的に解決を
図ること
平面水槽
長水路(断面水槽)
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<平面水槽>(57m×42m、57m×6m)
広い範囲で模型を設置できる平面水槽では、一方向の規則波と不規則波、
海の波に最も近い多方向の不規則波を 起こすことが可能
◆静穏度実験
港湾構造物模型を全体的に配置し、波による港内波浪特性を再現する
ことにより、最適な港湾構造物の配置を検討。
◆漂砂実験
海岸施設に移動床(砂)を全体的に配置し、波による砂の移動状況を観察
することにより、浸食対策などを検討。
<長水路(断面水槽)>(59m×1.25m)
◆安定実験
港湾構造物および各種ブロックが、波に対してどのような挙動を示すかを
観察・計測し、波に対する安定性を確認する。
◆越波実験
防波堤や岸壁等の高さを変えて、波が押し寄せたときに、波が防波堤等を
越える量およびその状況を観察し、防波堤を設計する際の基礎資料とする。
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②港湾施設の設計
岸壁(耐震バース)
防波堤
新潟みなとトンネル(沈埋トンネル)
伏木富山港 新湊大橋
など
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日本海側の自然条件の特徴
• 日本海側では、冬季の北西季節風が長時間吹き続け、
吹送距離(風が吹いてきた海域の長さ)が長くなることから、
強大な波浪が広範囲にわたって発生し発達する。
• 特に低気圧に伴う寒冷前線の通過後は、風速20m/s以上の
季節風により、海上は大しけとなり、7mを超える波高の波浪
が観測されることもある。
夏 穏やか
冬 激しい
11
寄り回り波(うねり性波浪)
寄り回り波の来襲状況(H20.2)
「寄り回り波」(うねり性波浪)に対処
した補強ストッパー付防波堤
(伏木富山港:北防波堤)
港外側
港内側
再度の災害を防止するための補強ストッパー
最大12m滑動した北防波堤
12
設計手法の変更
~仕様規定から性能規定へ~
「港湾の施設の技術上の基準」が平成19年4月に改正
これまで:構造物の材料、寸法、工法、設計法などの仕様を規定する仕様規定
H19.4~ :施設に要求される性能のみを規定し、そこに至までの過程を規定しない
性能規定に移行
構造物の性能照査には、レベル1信頼性設計法である部分係数法を使用
北陸版部分係数
北陸の波浪特性を反映し,防波堤の滑動破壊に着目して
滑動量を考慮した部分係数を設定
安全性のレベルは既存の防波堤と同様で,
安全性のばらつきが小さく信頼性の高い設計法が構築
コスト縮減を図ることも可能となった
13
③技術開発
<これまでの主な技術開発成果>
○港湾構造物・工事等
・新構造形式防波堤(後部パラペット型スポットリーフ防波堤)
・サクション基礎構造物
・浚渫作業の高度化技術
・大型軟衝撃グラブ
・異形ブロック撤去装置
・構造物の非破壊診断技術
○環境
・波エネルギー利用技術
・小型油回収機
・リサイクル資源(溶融スラグ)の有効活用
・ダイオキシン類対策技術
○安全
・ダメージトレラント構造防波堤
・港湾荷役機械の安全対策
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新たな構造形式の防波堤
後部パラペット型スポットリーフ防波堤
構造形式:パラペット部を港内側に後退させた構造
効
果:堤体前面とパラペット部に作用する波力に位相差が生じること
により、防波堤全体が同時に受ける波力を小さくできる
従来の構造形式よりも断面を小さくできるとともに
低天端化、コスト縮減も図られる。
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大型軟衝撃グラブ
~機雷残存海域における浚渫・掘削~
軟衝撃グラブは、グラブの刃先力を4tに抑制することにより、機雷残存海域
において浚渫・掘削する際に、万が一機雷を掴んでも安全な構造になって
いる。
日本港湾協会
技術賞受賞
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構造物の非破壊診断技術
高波浪でケーソンが損傷を受けて中詰砂が吸い出される被害があるため、非破壊検
査の点検機器の開発を行った。これらのデータを生かし港湾施設の点検診断技術の
提案を行うとともに、ライフサイクルコスト(LCM)の低減を図る。
上部コンクリート
蓋コンクリート
空洞
中詰砂
中詰砂
根固方塊
基礎捨石
平成18年度
全建賞
(調査研究部門)受賞
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波エネルギー利用技術
クリーンで無尽蔵の波エネルギーを利用し、商用電源を引き込むことが難しい防波堤や
突堤などに設置可能な、簡易波力発電システムの実証実験を行った。
電光掲示板
実験中の小型波力発電装置
説明看板への照明
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④船舶等の整備
大型浚渫兼油回収船「白山」の整備
平成9年1月に日本海沿岸域に甚大な被害を与えた「ナホトカ号重油流出事
故」を契機に大型浚渫兼油回収船「白山」の建造が開始され、平成14年8月に
完成した。
白山は、港内の土砂を掘って航路を維持する「浚渫」と、事故などで海に流
れた大量の油を回収する「油回収」という2つの作業を行う船舶。
当事務所は、白山の設計から建造まで担当しており、引き続き白山の高度
化など技術的なサポートを行っている。
「白山」は日本海を24時間以内、北海道周辺海域でも2日以内に
回収作業が行えます。さらに名古屋港の「清龍丸」や、北九州港の
「海翔丸」とともに、全国の油流出事故への体制を図っています。
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⑤災害対応
地震による被災状況調査
能登半島地震
調査日:平成19年3月29日~30日
調査場所:七尾港、和倉港、穴水港、
輪島港
中越沖地震
調査日:平成19年7月18日
調査場所:柏崎港
(監督測量船による現地入り)
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2.21年度の新潟技調の主な業務
1)管内の事業実施等への支援
各港の円滑な事業執行のため、 「新潟技調の今後3カ年の行動計画」 により、調査・設計・施工等、各実施段階
において、直轄事務所・港湾管理者等を精力的に支援する。
新潟港
①設 計:
・(東港地区)岸壁(-12m)(西)(1号)(耐震)
・(西港地区)防波堤(第二西)堤頭部
・(西港地区)防波堤(第二西)B~E区間嵩上
・(西港地区)信濃川左岸護岸(生物共生型)
・(西港地区)道路(トンネル)排水設備
②施工・技術支援
●平成21年度 支援内容(補正含む)
金沢港
①設 計:
・(大野地区)防波堤(西)L~M区間
・(大野地区)防砂堤E~F区間
・(大野地区)防波堤(西)(改良)H-3区間
・(大野地区)防波堤(西)(改良)見直し
②施工・技術支援
小松空港
①施工・技術支援
輪島港
①設 計:
・(輪島崎地区)防波堤(第6)A区間~
②施工・技術支援
新潟(東)
七尾港
①施工・技術支援
新潟(西)
新
新潟空港
潟
新潟県
県
輪島
福井港海岸
七尾
①設 計:
・(福井地区)護岸(改良)第1期区間
新湊
・(福井地区)離岸堤(潜堤)A区間開口部
伏木
金沢
富山
・(福井地区)離岸堤(潜堤)C,D区間
富山県
小松空港
・(福井地区)突堤
②施工・技術支援
石川県
直江津
福井
新潟港西海岸
①設 計:
・(寄居浜地区)離岸堤(潜堤)
②施工・技術支援
新潟空港
①設 計:
・滑走路(液状化対策)
・駐車場(ルーフ)
②施工・技術支援
直江津港
①施工・技術支援
福井県
敦賀港
①施工・技術支援
敦賀
伏木富山港
①設 計:
・(伏木地区)防波堤(北)I´区間
・(新湊地区)岸壁(-14m)(北1号)(改良)
・(橋梁)臨港道路東西線諸設備
②施工・技術支援
《防災支援への取り組み》
①港湾等施設災害への技術的支援
②油回収等、防災関連の技術開発
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新潟港(東港地区) 岸壁(ー12m)(西)(1号)(耐震) 基本・細部設計
本事業は、現在バース不足によりコンテナ船の滞船(沖待ち)が発生している新潟東港西ふ頭地区において、新
たに国際海上コンテナターミナルを整備するとともに、大規模地震への備えとして耐震強化を図る平成21年度の
新規事業である。
技調では、今年度の工事開始に向け、基本及び細部設計を行う。本施設は、耐震強化施設(特定(幹線貨物輸送対
応))であるため、レベル2地震動に対して、要求性能を満足するように設計をする。
【新規】
航路・泊地
岸壁(-14m)(暫定-12m)
延長=350m
岸壁(-10m)
延長=185m
【新規】
延長=250m
・事業内容
:岸壁(-12m):250m、航路・泊地(-12m)1式、ふ頭用地1式
・予定整備期間:平成21年度~平成23年度
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伏木富山港(新湊地区) 岸壁(ー14m)(北)(改良) 基本・細部設計
伏木富山港新湊地区ではコンテナ取扱施設が1バースのみであることから、近年コンテナ航路便数大幅増大
に伴う沖待ちが頻繁に生じており、非効率的な荷役となっている。
コンテナ船の沖待ちを解消し、増大するコンテナ貨物量やコンテナ航路の増加に伴う過密な入港スケジュール
への対応するため、既設の多目的国際ターミナルを2隻同時接岸可能な延長への改良を行う事業である。
技調では、今年度の工事開始に向け、基本及び細部設計を行う。既存の耐震強化岸壁と一体で利用されることを十
分配慮した設計をする。
既存-14m岸壁
耐震強化(緊急物資対応)
岸壁(-14m)(改良)
延長=50m
・事業内容
:岸壁(-14m)(北)(改良):約50m、航路・泊地(-14m)(北) 1式、ふ頭用地1式
・予定整備期間:平成21年度~平成23年度
23
輪島港(輪島崎地区)防波堤 (第6) 基本設計
波向に関係なく、航行船舶が安心して利用できる避難港としての機能確保のための、新たな法線による効果的
な防波堤の整備を進める。
技調では、新規着手に向け、防波堤の基本設計を行う。
N
避難水域
避難水域
第4防波堤の遮蔽対象波浪
港内へ入射する波浪
NW
N
NE
3m
現設計で考慮している波向
小型船の避泊が
想定される波高
NNE
NW
直近10年間の波高/波向相関
利用者が不安とする波向き
<漁業関係者との調整>
①設計面での考慮
・藻類の育成や通水面に配慮した構造
・反射波の影響や船舶航行の安全確保
②施工面での考慮
・進捗に伴う周辺環境への影響調査の実施
・調査結果を踏まえた環境面や施工面への反映
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直近10年間の波向分布図
伏木富山港(新湊地区) 臨港道路(東西線) 設備 詳細設計
伏木富山港で唯一コンテナを取り扱っている新湊地区では、コンテナ貨物取扱量が順調な伸びを示している。
本臨港道路を整備することにより港湾貨物の円滑な輸送を図ることが可能となる。
また年間80万人にも及ぶ利用者が訪れる海王丸パークへの来訪者やふ頭間を移動する港湾利用者、射水市
東西地域の利便性も向上し、地域振興に資することが可能となることから、引き続き整備を促進する。
技調では、道路表示板、自歩道監視カメラ、非常通報設備、照明・消雪設備の詳細設計を行う。本橋梁に関する技調
が行う主な設計は、今年度で終了する予定。
自歩道部名称
「あいの風プロムナード」
伏木富山港(新湊地区)臨港道路(東西線)
【橋梁部名称「新湊大橋」】
主橋梁部・東西アプローチ部照明設計
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新潟港海岸(西海岸地区) 離岸堤(潜堤) 基本設計
新潟港海岸(西海岸地区)は、日本有数の侵食海岸であり、大規模な面的防護工法の先駆として昭和61
年度より侵食対策事業に着手して以来、「国土保全」及び「憩いの場としての海岸の創出」という観点から事
業を推進している。
また、平成20年度からは、寄居浜まで事業区域を拡張し、従来整備区域と一体として整備を進めており、
隣接する直轄海岸(河川)と連携・調整を図るとともに、地域住民との合意形成等の取り組みを推進する。
技調では、拡張区域の潜堤の基本設計及び水理模型実験を行う。整備中の区域(日和山浜工区)では、潜堤(一山
型)周辺に侵食が見られるため、拡張区域(寄居浜工区)については、潜堤背後流速の低減、ウェーブセットアップの抑
制が期待できる新たな構造の潜堤(二列型)とする予定である。
関屋分水路(
河
川区域)
拡張区域
金衛町海岸 : 直轄海岸(河川)
西海岸 : 直轄海岸(港湾)
2,475m
910.3m
2,871.6m
第3区画
拡張区域
離岸堤(潜堤)
突堤(第5,6)
H20d
H21d
H22d
H23d
H24d
H25d
H26d
H27d
H28d
H29d
第2区画
H30d
第1区画
H31d
H32d
第4
H33d
調査
設計
護岸(養浜)
・事業内容
:離岸堤(潜堤)、突堤、護岸(養浜)
・予定整備期間:平成20年度~平成33年度
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福井港海岸(福井地区) 離岸堤(潜堤) 基本設計
福井港海岸では、日本海特有の冬季波浪による侵食が進行しており、侵食による波高増大や消波ブロックの
飛散、越波による護岸背後の陥没被害などが多発し、国家石油備蓄基地やその周辺に大きな被害がおよぶ恐れ
がため、平成16年度より直轄による侵食対策事業にて 潜堤、護岸(改良)の整備を推進している。
技調では、平成17年度から開始している潜堤(残区間)の基本設計を引き続き行う。設計にあたっては、技術検討会
(委員長:金沢大学石田教授)の助言を得ながら進める。
また、今年度新規着手する護岸(改良)【吸い出し対策・液状化防止】の技術支援を行う。
護岸(改良) 2,600m
坂井市
離岸堤 2,140m
福
基地
備蓄
油
石
国家
福
九頭
竜川
港
井
市
井
H20d
H21d
H22d
H23d
H24d
H25d
H26d
H27d
H28d
H29d
H30d
H31d
H32d
H33d
離岸堤(潜堤)
護岸(改良)
設計
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新潟港(西港地区) 信濃川左岸護岸(生物共生型) 基本・細部設計
信濃川河口に位置する新潟西港においては、岸壁・護岸が垂直に切り立ち、かつ航跡波の影響を常に
受けており、水生生物の生息環境として適切な状態と言えないことから、水生生物の生息・生育が可能と
なる環境改善効果を検証するために実証試験を実施する。
技調では、今年度中の工事開始・完了に向け、基本及び細部設計を行う。
実証実験位置
生物共生型護岸のイメージ
新
潟
西
港
安全柵
共生パネル
航跡波・消波
共生床
液状化対策
信
濃
川
透過床
鋼管杭
矢板打ち換え
整備区間
・矢板式護岸の老朽化対策に対応できる構造
・航跡波を対象とした消波機能を有する構造
・生物が生息しやすい構造
28
「うねり性波浪」の予測システムの構築と対策工の検証
北陸地方整備局
平成20年2月23日から24日にかけて富山湾を襲った「うねり性波浪(寄り回り波)」は、伏木富山港(伏
木地区)の北防波堤や港湾緑地などに甚大な被害をもたらした。
そのため、再度災害を防止し、今後の設計法を確立するため、被災メカニズム究明と対策工の検証
の水理模型実験を実施する。
また、『富山湾における「うねり性波浪」対策検討委員会』の検討結果を受け、港湾整備事業を安全か
つ確実に進めるため「うねり性波浪」の予測・監視システムやメール配信システムを構築する。
「うねり性波浪(寄り回り波)」による被害
従来の波浪予測に加え、新
たに「うねり性波浪」の予測
が可能に
補強対策工の検証
(水理模型実験)
補強裏込石 (200~500Kg/個)
予測・監視システム
(72h前)
メール配信
(防災担当者宛)
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「白山」 高効率集油システムの開発
北陸地方整備局
「白山」では、集油ブームによりオイルフェンスを展張する集油装置を用いて浮遊油を集油し、油回
収器により吸い上げる構造になっている。
しかし、既存の集油装置の性能が油回収器の性能に追いついておらず、また展張、格納に時間を有
するなどの課題がある。
こうしたことから、集油装置の各種性能の向上を図り、設備更新に向けた検討を行う。
開発スケジュール
平成21年度
平成22年度
・技術課題の把握
・模型実験
・最新技術の収集
・実験結果のとりまとめ
・集油装置の構造特定
・白山への搭載検討
・システムの概略検討
・概略設計
・模型実験方案の検討
開発イメージ
・システムの詳細設計
開発効果
・回収作業スピードの改善による回収効率の向上
・回収作業の限界波高の向上による回収効率の向上
・展開作業の自動化により作業効率及び安全性の向上
イメージ詳細
30
技術開発への取り組み体制
基礎的研究とその実用化
に向けた研究
共同開発
技術的な助言・提案
国土技術政策総合研究所
港湾空港技術研究所
等
生産性向上や
品質向上につながる
技術開発
研究機関
民間企業等
大学等学術機関
技術開発のニーズ
共同研究・開発
技術的な助言・提案
自治体
現場での課題
技術の利用
技術開発のニーズ
共同開発
技術情報の発信
<民間技術普及の取組>
・NETIS(新技術活用システム)
・企業技術説明会
北陸地方整備局
新潟港湾空港技術調査事務所
現場での課題
技術の利用
管内各事務所
31
公共工事等における新技術活用システム
~NETIS~
NETISとは民間事業者等により
開発された有用な新技術を公
共工事等において積極的に活
用していくためのシステムのこ
と。
当該システムを活用し、新技術
に係る情報の収集と共有化、
直轄工事等での試行、効果の
検証・事後評価、さらなる改良
と技術開発という一連の流れを
体系化。
STEP5
優れた技術の選定さらなる普及
促進
技術の改良
STEP3
現場での活用等
・事後評価の実施につながります。
・事後評価を行うための調査を実施
します。
技術のスパイラルアッ
プ!
STEP4
事後評価
・NETIS(評価情報)に掲載され、
技術のPRにつながります。
・技術の活用等及び評価により、技
術改善のヒントが得られます。
・評価の結果、活用の効果が極め
て優れていた技術は、有用な新技
術(設計比較対象技術等)に指定さ
れます。
・有用な新技術は、 NETISホーム
ページで公表される上、施工者希
望型での活用等により工事成績評
定へ加点されるなど、現場での普
及がより一層促進されます。
STEP2
新技術・新工法の採用
STEP1
NETIS登録
新潟港湾空港技術調査事務所
・施工条件等に適合する現場で技術
が採用され、活用等につながります。
・NETIS(申請情報)に掲載され、技
術のPRにつながります。
32
企業技術説明会
『民間等で開発された新技術を管内インフラ整備に有効活用するための情報収集』、『民
間等における技術開発の現状と動向の把握』を目的として、民間企業より整備局職員に対
して新技術を説明していただく「企業技術説明会」を開催。(第1回:H21.6.22開催、第2回:
11月下旬頃開催予定)
【発表技術】
①直轄工事(港湾・海岸・空港)のニーズに適合した技術
②経済性、安全性、施工性、周辺環境に与える影響等の項目で従来技術より優れて
いる技術
<第1回企業技術説明会発表技術>
③今後普及が期待される技術
発表技術名称
開発(発表)企業
1
MLT工法
(株)エムエルティーソイル
2
粒子法(MPS法)を用いた解析技術
(株)ニュージェック
3
現地で運用するための工事中の濁り拡散
予測システム
(株)エコー
4
PREDAM(プレダム)工法
若築建設(株)
5
地中無線通信システム
坂田電機(株)
6
貝殻利用技術「JFシェルナース」
全国漁業協同組合連合会
7
岸壁・護岸耐震補強アンカー工法
(株)エスイー
8
トゥーリフレッシャーシステム
(株)本間組
9
GPサンプリング
基礎地盤コンサルタンツ(株)
33
災害時における危機管理対応
大規模地震等の災害発生時には、北陸地方整備局の定める防災業務計画に従って、災害対策
本部の一員である「港湾技術班」として防災体制に入り、港湾空港に係る調査・設計、災害応急復
旧工事の施工技術支援、油流出時における油回収の技術的支援等を行う。
また、管外で発生した災害に対する支援として、平成20年度に創設された「緊急災害対策派遣
隊(TEC-FORCE)」 への職員任命と平常時における研修等啓発を行う。
・港湾技術班(技調)
報告・連絡
港湾空港等に係る技術支援
●現地調査実施後も直轄事務所及び自治体からの
要請により技術的な支援を実施する。
災害対策本部(局)
指示
●初動体制
二次災害等に十分注意し
つつ職員(休日等の場合は、
参集職員)全員体制で状況・
安否確認及び情報収集を行
う。
現地調査団
●国有港湾施設等の被害が確認され、技術支援
の可能性が生じた場合は、迅速に編成・派遣
し現地調査を実施する。
後方支援
●被災施設の構造及び設計条件等の情報を収集
し、現地調査団と協働しつつ、技術支援(後方
支援)を行う。
・総務班
・河川災害班
・道路班
・港湾空港班 等
・・・計14班体制
34
3.これからの新潟技調
港湾空港の技術センターとして、頼られる技調を目指します!
① 着実な設計業務の推進
港湾・空港・海岸整備事業の円滑な実施に向け、効果的かつ効率的に技術支援を行うため
に作成した 「 新潟技調の今後3ヵ年の行動計画 」に基づき、優先度の高い事案についての
技術課題や検討事項を各港湾事務所と精力的に調整しつつ、基本設計、細部設計を計画的
・ 効率的に実施する。
② 施策展開に向けた技術開発及び民間新技術の活用推進
各港湾事務所で事業化に向けて準備を進めているプロジェクトや防災・環境の技術課題を
解決するために具体的な検討項目や実施期間をまとめた「技術開発重点計画」に基づき、
技術開発を推進する。また、民間で開発した新技術の活用・普及推進を図る。
③ 現場のニーズや特性を踏まえた業務の実施
現場事務所・港湾管理者・利用者のニーズを把握し、自然条件・使用条件や施工期間など
地域の特有を踏まえた設計、実験及び技術支援を迅速に実施する。
④ 技術を活かした災害対応
港湾空港の技術センターとしての技術を活かし、災害時においては、迅速な復旧に寄与
するとともに、平時においては、防災に向けた技術開発等の取り組みを推進する。
35