2017 Fiscal Year Annual Research Report
Bedrock lateral erosion via particle impact abrasion in an incised meandering river
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15K18126
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| Research Institution | Public Works Research Institute |
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Principal Investigator |
井上 卓也 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員 (20647094)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 岩盤河川 / 側方侵食 / 穿入蛇行 / 実験 / 数値解析モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，河床低下により，基盤岩が露出する河川が増えている．露出した岩盤が軟岩の場合，流砂の衝突により河床と側岸が急激に侵食される．河道の側方侵食は堤防や河川構造物の安定性に影響を及ぼす重要な問題であるが，軟岩の側方侵食を考慮した数値解析モデルはまだ提案されていない．そこで本研究は，軟岩河川の効率的な維持管理に資するツールの開発を目的に，実験による軟岩の側方侵食メカニズムの把握，軟岩の側方侵食を考慮した流路変動計算モデルの構築，穿入蛇行地形の形成条件の分析を行った．
軟岩の側方侵食メカニズムの把握するために，低強度のモルタルで形成された実験水路に水と砂を流し，鉛直方向および水平方向のモルタル侵食深を計測した．実験の結果，鉛直方向の侵食は給砂量に対し複雑な関係を示し，ある一定の給砂量までは侵食速度が増加するが，ある一定の給砂量を超えると砂礫被覆により侵食速度が低下した．一方，側方への侵食速度は給砂量の増加に伴い線形的に増加した．直線部と蛇行部の側方侵食速度を比べると，蛇行部の側方侵食速度が遙かに大きかった．これは蛇後部では堆積した砂礫により固定砂州が形成され，その横断方向の勾配により流砂が側壁に衝突しやすくなるためである．
側方の侵食速度は，横断方向の勾配によって規定される横断方向の流砂量に依存していると仮定し，これを平面二次元の流路変動計算モデルに組み込んだ．構築したモデルを用いて実験の再現計算を実施した結果，側方侵食を精度良く再現できた．
構築したモデルを用いて，給砂量に対する穿入蛇行地形の応答を分析した．分析の結果，給砂量が少ない場合，穿入蛇行が進まず外岸付近に岩盤のベンチが形成された．給砂量が多い場合，穿入蛇行が進行し，最終的な川幅は土砂供給が多いほど広くなることを明らかにした．
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Research Products
(10 results)
