2016 Fiscal Year Research-status Report
礫床河川への覆砂による土砂移動機構と流路の再変動化に関する研究
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16K06523
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| Research Institution | Maizuru National College of Technology |
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Principal Investigator |
三輪 浩 舞鶴工業高等専門学校, 建設システム工学科, 教授 (70190832)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 礫床河川 / 覆砂 / 移動限界 / 河床変動 / 流路変動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダムの下流河川では，河床低下やアーマーコートの形成に伴う流路の固定化が進行している．これらの対策の一つとして，河道に砂を供給して表層の礫を移動させることが考えられる．本研究は，粗粒化した河床へ覆砂を行うことで礫の移動を容易にし，固定化した流路の再変動化させる効果とその条件を明らかにして，覆砂の効果的な運用方法を検討することを目的としている．本年度は，砂礫の移動限界に関して系統的な実験を行うと共に，礫層への覆砂による礫の移動性について検討した．本研究で得られた主要な結果を以下に要約する．
１．砂礫の混合河床における砂の移動限界は，河床の砂含有率fsが0.4程度までは概ねEgiazaroff式に沿った変化傾向を示し，砂の無次元限界掃流力はT*cs=0.2～0.13程度の大きな値を示す．しかし，fs=0.5になるとT*cs=0.04程度まで急激に低下し，それ以上のfsではほぼ同程度の小さな値で推移し，Egiazaroff式とは異なった傾向を示す．これは，前者は礫の遮蔽効果によるものであり，後者は河床が砂基質構造になっているためである．
２．表層の礫は覆砂の砂によって移動し易くなるが，とくに，アーマーコート化した河床では，礫の移動に伴ってより下層の貯留層の砂が露出し，これによる摩擦角の減少によって下層の礫も移動性が増加する。その結果，土砂生産量は急増することが分かった．
３．覆砂による礫の移動によって河床変動が促進されると共に，この影響は覆砂を行っていない範囲まで及ぶことが確認され，流路変動への可能性が示された．
４．礫の移動に及ぼす効果は流量にも依存しており，比較的小流量の場合には覆砂量が礫の移動量に影響を及ぼす傾向がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
粗礫の移動限界は，当初覆砂の設置形態との組合せで実施する予定であったが，予備実験の段階で覆砂の状況よりも，河床における砂の割合の効果を検討する方が合理的であることが判明した。このため，これに基づいた検討を行った。なお，礫径を変えた実験は一部実施できなかったので，平成29年度当初に追加実施する予定である。また，先の変更を受け，覆砂による礫の移動と河床変動に関する検討は前倒しで実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度の実施計画では，固定床での覆砂の侵食過程を扱うことになっていた。しかし，昨年度実施した覆砂による礫の移動に関する前倒し実験から，覆砂の侵食と礫の移動は一体として扱う方が適切であると判断された。このため，今年度は固定床の条件を外し，覆砂と礫移動を同時に扱うこととした。また，河床変動プログラムの開発も可能であれば前倒しで取り組みたい。
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