2016 Fiscal Year Research-status Report
河川中上流域における河床環境評価と河床変動解析を統合した数値解析モデルの開発
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16K21074
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
原田 守啓 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 准教授 (00647042)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 河床環境 / 生息場評価 / 数値計算 / 粗度層 / 数値計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主に以下３つの事項に取り組んだ。１つ目に、河床環境モデルが包含すべき河床の物理場の情報の項目を整理するため、魚類、底生生物の生態に詳しい研究協力者らに聞き取りを行い、河川中上流域における生息場評価に本研究で開発するモデルを活用する上で重要な物理パラメータについて抽出・整理を行った。各物理パラメータを計算するための要素モデルを整理して、河床環境モデルのフレームワークを概ね決定した。
２つ目に、粗度層を含む流れ場の鉛直構造を求めるためのサブプログラムの開発を行った。まず、河川中上流域で多くみられる中規模粗度領域から大規模粗度領域の流れに対応した抵抗則について、プログラム実装を前提とした可能性検討を行った。さらに、既存の鉛直二次元植生流れのプログラムソースコードを、石礫床の表現が可能なように修正し、河床近傍に粗度層が発達した流れの鉛直構造を再現するのにどの程度の計算量が必要か確かめるために、水路実験の実測値の再現計算を試行した。今後本サブプログラムの改良を行い、必要な計算量を確認して、平面二次元河床変動解析に組み込んで準三次元計算とする方向性についても検討を行う。
３つ目に、次年度以降開発する平面二次元河床変動解析モデルの検証データを得るため、長良川扇状地砂州における地形及び河床材料分布についての現地調査を行った。本調査地では、平成28年9月に低水流路満杯に達する出水があり、砂州表層の土砂の移動が一部で確認されたことから、UAV空撮、VRS測量による河川地形の変化、12地点における表層・準表層河床材料調査を行い、砂州全体の変化傾向について把握した。これにより、出水前後のデータを得た。また、本出水における河床変動傾向の再現を既往の平面二次元河床変動解析モデル（IRIC Nays2DH）により試み、今後モデル間比較を行うためのベンチマークを準備した。
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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
平成２８年度の計画として当初計画していた事項である、「河床環境モデルの開発」については、開発にあたってモデルに包含すべき物理場の情報整理が進んだ結果、開発の方向性が明確となったほか、各種物理パラメータの関係性や評価式についての情報収集が概ね完了した。また、平面二次元河床変動解析プログラムとして定評があるIRIC Nays2Dソルバーを開発者（清水康行；北海道大学教授）から貸与を受け、本研究で開発するプログラムのベースプログラムとしてソースコードの分析が進んでおり、次年度、河床環境モデルを実装する準備も順調に進んでいる。また、開発したモデルの検証データについても、平成28年9月に比較的規模が大きい出水イベントが発生し、現地調査を適切なタイミングで実施することができ、貴重な検証データを得た。
以上を総合して、おおむね順調に推移していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、当初計画通り、平面二次元河床変動解析モデルの改良に着手する。具体的には、本年度検討した河床環境モデル、中規模粗度領域から大規模粗度領域にも対応可能な抵抗則、河床空隙率の動的な変化の推定等の機能を、ベースプログラムに順次実装し、モデル間の比較を行う。長良川扇状地砂州の現地調査については、河床環境の変化を継続的に捉えた実測データの蓄積の観点から継続する。長良川以外に、モデル間比較の検証データとなりうる既存研究等があれば、テスト計算の対象として検討する。
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