2018 Fiscal Year Annual Research Report
On the analysis of levee break using high concentration flow and elucidation of levee failure mechanism
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16K16380
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| Research Institution | National Institute of Technology, Toyota College |
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Principal Investigator |
田中 貴幸 豊田工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (70548437)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 破堤解析 / 高濃度流 / 開水路乱流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
毎年のように発生する大型台風や集中豪雨により，堤防の決壊や越水による洪水氾濫が頻発し，全国各地で甚大な被害が発生している．その中で，これまでに洪水氾濫流の挙動に関する実験的な研究が数多く行われてきているものの，そのほとんどは清水を対象としており，破堤時の土砂を多く含む高濃度流における検討があまり見られない．また，様々な法線形状に関する破堤発生状況や河道内の流れ構造に関しても明らかにする必要がある．そこで本研究では，種々の法線形状における破堤時の洪水氾濫挙動について清水や高濃度流を対象に解明することを目的とする．さらに，植生群落や側岸凹部などを有する場合の開水路乱流の構造を明らかにすることで，それらが破堤発生に与える影響についても明らかにする．
平成28，29年度には，河道湾曲部を有する模型土堤を設置した際の河道の破堤発生状況について解析している．これにより，非越流時と越流時では破堤発生状況が大きく変化することが明らかになった．平成30年度には，破堤発生状況と流れ構造の関係性を明らかにするため，湾曲部を有する木製の河道模型を用い，非越流および越流状態における水位分布および流速分布特性について実験および数値シミュレーションにより解析した。その結果，越流時においては水位が高くなった位置において破堤が発生していることが明らかになった。また，非越流および越流状態における二次流特性についても明らかにした。
さらに，PSA（ポリアクリル酸ソーダ）水溶液を用いて開水路における高濃度土砂流の抵抗や流れの解析を行った。PIV解析により様々な粘性度における流速分布について解析し，低粘度の状態では極限分布状態における流速分布に近づく状態が発生することを明らかにした。これらに加え，植生群落および側岸凹部を有する流れの抵抗特性および流動機構に関しても検討を行った．
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Research Products
(5 results)
