1991 Fiscal Year Annual Research Report
開水路粗度急変部における流れの遷移と流砂機構に関する研究
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02650359
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| Research Institution | KYOTO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
村本 嘉雄 京都大学, 防災研究所, 教授 (50027223)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神田 佳一 明石工業高等専門学校, 助手 (60214722)
藤田 裕一郎 京都大学, 防災研究所, 助教授 (90027285)
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| Keywords | 粗度急変部 / 護床工 / 護岸工 / 局所洗掘 / 河床変動 / 現地観測 / イボ型粗度 / 台形水路 |
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| Research Abstract |
本研究では、3種の護床工について、粗面から移動床への底面粗度急変部を対象とした洗掘過程の基礎実験と水理解析、並びに実際の護床工下流における河床形状の実測と検討を行った。さらに、滑面と護岸ブロック模型からなる側壁粗度急変部の流れ特性について実験的に考察した。
まず、粗度急変部の局所洗掘に関する基礎実験では、昨年度のホロ-スケア模型に加えて、6脚ブロック粗面、半球粗面及び滑面路床に続く均一砂床の河床変動を同じ動的洗掘条件下で測定し、護床工様式の違いが洗掘穴の形状特性に及ぼす影響を明らかにした。その結果、護床工直下流の洗掘形状は、各ブロックの粗度要素間の延長測線上で深掘れが著しく、横断方向に凹凸のある3次元的な形状を示し、その間隔や高低差は粗度要素の形状と配列及び横断方向の間隔によって決まることが判った。それらの洗掘穴中央部の縦断形状及び最大洗掘深の発生位置には、ブロックによる顕著な差は現れず、いずれも時間的にほぼ相似な形状を示した。一方、滑面路床下流部では射流が持続し、側壁から水路中央に向かう衝撃波を伴った波状跳水が発生して、護床工がある場合よりも大きな洗掘穴が形成された。
つぎに、加古川水系万願寺川の西脇井堰3tホロ-スケア護床工の下流において、平水時に詳細な河床測量と洗掘穴内の流速分布測定を行い、最大洗掘深による無次元河床縦断形状では、最大洗掘深の発生位置と上流斜面の勾配が実験結果と一致すること、護床工基面より下方の流速鉛直分布の流下方向変化は、洗掘穴形成時とは流量が異なるが実験結果とほぼ同一傾向を示すことなどを明らかにした。
また、法勾配1割の法面が滑面からイボ型護岸模型による粗面に変化する台形水路において、流速の3次元分布を詳細に計測し、底面粗度急変部と同様に、法面近傍において内部境界層が発達することを指摘した。
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