河川植生と河道動態の制御を目指す河川技術に関する総合的研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05302040
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中川 博次 京都大学, 工学部, 教授 (60027216)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 禰津 家久 京都大学, 工学部, 助教授 (30109029) ; 後藤 仁志 京都大学, 工学部, 助手 (40243068) ; 北村 忠紀 京都大学, 工学部, 助手 (00243064) ; 村上 正吾 京都大学, 工学部, 助手 (70166247) ; 辻本 哲郎 金沢大学, 工学部, 助教授 (20115885)
• Keywords: 河道内植生 / 高水敷上植生 / 柔軟植生 / 掃流砂 / 浮遊砂 / 堆積過程

Research Abstract

本年度の研究によって得られた成果は次のとおりである.
1 側岸に植生帯を伴う単断面流れの流入部から平衡領域に至る流れの遷移過程を詳細に計測し,流れの平均流成分の緩和距離が乱れの緩和距離に比べて短いことを見いだした.これは植生帯と非植生帯との間に形成される横断混合の明確な形成が平均流成分の明確な形成より遅れることに起因することを,境界面付近の水位変動と流れの横断方向成分のスペクトル解析から明らかにした.
2 1で対象とした流れにおける掃流砂過程をpick-up rateとstep lengthより構成される確率モデルを用いて表現し,その妥当性を水路実験で検証した.このモデルを用いて種々の水理条件と植生条件下での植生帯近傍での河床変形の系統的な数値模擬を行い,最大洗掘深の位置と大きさに及ぼす効果を明らかにした.
3 柔軟な植生上の流れ構造に関する乱流計測から,植生が揺動することの効果としていわゆる流速係数がかなり変化することが見いだされた.とくに穂波の周期と流れの境界面付近での変動周期とはほぼ一致し,この組織だった植生の揺動が流れの組織的な渦構造を特徴づけることを明らかにした.植生の揺動と組織的な渦構造の相互作用の機構の明確化が今後の課題である.
4 高水敷の植生が複断面流れの抵抗と乱流構造に及ぼす影響を,高水敷上の植生の配置パターンを変化させた実験によって検討した.その結果同一の幅を有する植生帯であっても,高水敷と低水路の接合部に存在する場合,そうでない場合より抵抗はかなり大きいことが見いだされた.また接合部付近の存在は二次流の形成を抑制する傾向があることがわかった.さらに植生の抵抗を考慮した代数応力モデルを用いて流れを再現し,その適用性を確認した.
5 高水敷植生の存在による流れの横断方向成分が物質輸送に及ぼす影響を(4)で対象とした流れの路床を移動床とした浮遊砂実験を行い,高水敷への浮遊砂の堆積状況と植生配置との関係を見いだした.特に接合部に幅が狭い植生帯が存在するときには,高水敷の非植生帯への堆積傾向もかなり強く,さらに検討が必要であることがわかった.

Research Products

• [Publications] Yoshihiko SHIMIZU: "Comparison of flood-flow structure between compound channel and channel with vegetation zone" Proceedings of XXV Congress of International Association for Hydraulic Research. Vol.1. 97-104 (1993)
• [Publications] Tetsuro TSUJIMOTO: "Lateral Transport of Bed-load near vegetation zone and river-morphological change during flood" Proceedings of XXV Congress of International Association for Hydraulic Research. Vol.2. 485-492 (1993)
• [Publications] Shogo MURAKAMI: "Bed-load transport and bed deformation around entrance of open channel reach with vegetation zone" Proceedings of XXV Congress of International Association for Hydraulic Research. Vol.2. 616-623 (1993)
• [Publications] Iehisa Nezu: "Turbulence in Open-channel" Balkema, 282 (1993)