高水敷に樹木群を有する複断面水路の流れと浮遊土砂の堆積機構

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460181
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 玉井 信行 東京大学, 工学部, 教授 (90010818)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅 和利 芝浦工業大学, 助教授 (70052884) ; 中井 正則 東京大学, 工学部, 助手 (10217648) ; 河原 能久 東京大学, 工学部, 講師 (70143823)
• Keywords: 複断面 / 樹木群 / 浮遊砂 / 高水敷 / 大規模渦 / ボイル

Research Abstract

実験に於ては高水敷上に樹木を模擬した円柱を2列,4列,10列(全高水敷)に配置して,流れと浮遊砂の推積への効果を計測した。柱列内部域での流速は非常に小さくなり,接合部から数えて3列目の樹木でほゞ最低値をとる。染料の拡散幅は8cm程度(樹木4列分)であり,流れの方向には変化が見られず,流れは完全に発達している。
樹木が2列の場合には,接合部付近の流速の横断方向の勾配は小さいが,浮遊砂は高水敷のかなり遠くまで運ばれており,移流の効果が大である。高水敷全体に円柱を配列した場合には,接合部付近にのみ浮遊砂が推積し,高水敷での浮遊砂の輸送には拡散が支配的であると考えられる。樹木が4列の場合には,低水路との接合物のみでなく,樹木群と高水敷側岸との間にも速度差が生じるので,反対向きに回転する1対の大規模渦が樹木域の両側に形成される。浮遊砂の堆積は2〜3列目の樹木群付近で生ずる。この場合には,浮遊砂の輸送には大規模渦による移流と拡散の両者が寄与していると考えられるが,その割合いを定めることはできなかった。また,石炭粉による実質の堆積率は,最大値で0.45mg/min・cm^2であり,2列目と3列目の樹木の間で生ずる。この領域では堆積率は流下方向に一定であるが,1列目では流下方向に変化し,大規模渦の揺らぎの影響を直接受けていると考えられる。
氾濫原における樹木の枝葉によるボイル生成の機構を定式化し,1次元流れの解析における抵抗の算定式を得た。水深全体にわたる大規模なボイルに関する詳細な観測はないが,氾濫原(幅10km)と複断面河道(幅300m)における現地の流量観測結果を精度高く予測できることが分かっており,内部機構についても本質的な部分を表わしいると考えられる。

Research Products

• [Publications] 玉井 信行: "氾濫原での流量予測式とフィッツロイ横断路(西オ-ストラリア)での観測との比較" 水工学論文集,土木学会. 35. 299-304 (1991)
• [Publications] 佐野 良久,中井 正則,野崎 一郎,菅 和利: "高水敷に樹木を有する複断面水路の流れと浮遊砂の輸送について" 水工学論文集,土木学会. 35. 483-488 (1991)
• [Publications] 菅 和利,玉井 信行: "浮遊砂堆積に及ぼす高水敷上の樹木群の影響" 土木学会年次学術講演会講演集. 45. 362-363 (1990)