河道横断構造物護床工下流部の洗掘機構の解明と環境・防災機能の分析・評価

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550519
• Research Institution: Akashi National College of Technology
• Principal Investigator: 神田 佳一 明石工業高等専門学校, 都市システム工学科, 助教授 (60214722)
• Keywords: 局所洗掘 / 河道横断構造物 / 水理実験 / 数値解析 / 粗度急変部 / 河川環境 / 多自然型河づくり

Research Abstract

本研究は、取水堰や落差工などの河道横断構造物護床工下流部の流れの遷移特性や洗堀穴の発達機構を解明し、その安全で合理的な設計法を確立することを目的として、実際河川の資料収集と調査・観測及び系統的な水理実験や数値解析の結果から、構造物周辺の流れと洗掘機構及びその環境・防災機能について詳細な検討を行うものである.
平成15年度では,昨年度に引き続き以下の研究を行った。
1)岡山県百聞川二の荒手堰堤の構造やその歴史的変遷、洪水による被災履歴などの資料を収集し、洪水時に生じる堰堤下流部の局所洗掘に対する構造上の問題点を明らかにするとともに、現況の河道断面や河床材料の調査を行った.
2)現地河道の力学的相似模型を用いた水理実験を行い、その結果から堰を越流する流れによる下流河床の洗掘形状と水面形の変化過程及び最大洗掘深とその発生位置の時間変化などの河床の変動特性に関して検討した。また、譲床工ブロック間の空隙からの砂の吸い出し現象に関して、浸透流速と吸い出し量及び河床変動特性との関係を明らかにした。さらに、これらの実験結果を換証するために、移動一般曲線座標系を用いた流れ及び河床変動の平面二次元数値計算を行い、その適合性を評価するとともに、現地スケールの現象に対するモデル定数の同定や適切な境界条件の改定など、実河川における局所洗掘量の予測精度の向上を試みた。
3)護床工の浄化作用に関して、実河川(瀬戸川)での水質調査及び模型実験からその指標となる再ばっき係数を評価するとともに、再ばっき係数と護床工の様式や洗掘形状との相関関係及び流れ特性、特に鉛直方向の乱れ強度との関連性について検討した。
4)以上の結果に基づいて、環境機能を含めた洗掘現象の合理的な解析手法を提案する。

Research Products

• [Publications] Kanda K, F.Yoshikawa, T.Aoki: "Experimental Study on Local Scour and its Reduction around the Ninoarate Weir in the Hyakken River"3^<rd> IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics.. 3. 1197-1806 (2003)
• [Publications] 青木智幸, 神田佳一: "水抜き管を有する広頂堰下流の局所洗掘とその軽減法に関する実験"平成15年度土木学会関西支部年次学術講演会概要集. II-11-1-II-11-2 (2003)
• [Publications] 青木智幸, 神田佳一: "水抜き管を有する広頂堰下流部の洗掘軽減法に関する実験的研究"第58回土木学会年次学術講演会概要集. II-89-1-II-89-2 (2003)
• [Publications] 青木智幸, 神田佳一: "水抜き管を有する広頂堰下流部の流れ特性に関する研究(発表予定)"平成15年度土木学会関西支部年次学術講演会概要集. (2004)
• [Publications] 神田佳一, 前田英史: "ジオテキスタイル製ふとん篭護床工下流部の河床変動に関する模型実験"第59回土木学会年次学術講演会概要集. (2004)