高水敷と低水路の水理特性が複断面蛇行河道における流れと河床変動に与える影響の評価

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650530
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 渡邊 明英 広島大学, 工学部, 助教授 (00240474)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福岡 捷二 広島大学, 工学部, 教授 (30016472)
• Keywords: 複断面蛇行 / 単断面的蛇行 / 河床形状 / 粗度係数 / 低水路 / 高水敷 / 二次流 / 流砂量

Research Abstract

日本の河川の多くは複断面と呼ばれる断面形状をしており,一般に堤防と低水路が個々に蛇行している.このような河道は複断面蛇行河道と呼ばれ,高水敷上の水深や蛇行度などといった水理特性によって洪水の流れ方が変化し,これにより河道全体の抵抗や河床形状が変化することが従来の研究から示されてきた.研究代表者らも,複断面蛇行河道の流れと河床変動を解析する数値解析モデルを開発し,これまでの模型実験結果と数値実験結果を比較検討してきた.その結果,高水敷の粗度や低水路幅の影響が個々の現象に大きく影響を及ぼし,流れと河床形状の特性を変えていることが数値模型実験から見出された.
本研究では,研究代表者らが開発した数値モデルを用いた数値模型実験を中心に,高水敷や低水路の設計緒量(幅,水深,粗度,蛇行度等)の違いによって流れの状況や抵抗特性,河床形状がどのように変化するかについて検討し,複断面蛇行河道における流れ場や河床形状を決めるメカニズムとその支配量を明らかにし,このような流れ場の特性を統一的に記述できるようにする.
本年度は,相対水深と高水敷及び低水路の粗度の違いが,複断面蛇行流路の流れと河床変動にどのような影響を及ぼすかについて検討を行った.その結果,複断面蛇行流路において流砂量の縦断変化が卓越するとき,河床形状は単断面的蛇行流れの形状を示し,横断的な変化が卓越するとき河床形状が複断面的蛇行流れの形状を示すことが明かとなった.また,実験結果と数値解析の比較から,複断面的蛇行流れにおいて河床付近で流速が集中している所では,実験における流砂量が解析よりも増大しており,平均流とせん断力の関係から定まっている平衡流砂量式の適用に問題があることが分かった.

Research Products

• [Publications] 渡邊明英: "高水敷と低水路の粗度比が複断面蛇行水路における流れと河床形状に及ぼす影響"土木学会年次学術講演会概要集. 54.II. 346-347 (1999)
• [Publications] 渡邊明英: "複断面蛇行流路に流れと河床変動の3次元解析"水工学論文集. 43. 665-670 (1999)
• [Publications] 福岡捷二: "静水圧近似3次元解析モデルによる複断面蛇行水路河床変動解析"水工学論文集. 42. 1015-1020 (1998)
• [Publications] 福岡捷二: "複断面蛇行水路における流れ場の3次元解析"土木学会論文集. 586/II-42. 39-50 (1998)