2006 Fiscal Year Annual Research Report
高水敷掘削型わんどおよび中水敷の水理特性と地形変化機構に関する研究
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17560456
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
冨永 晃宏 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (60135530)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 理子 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (30304645)
庄 建冶朗 名古屋工業大学, 工学研究科, 助手 (40283478)
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| Keywords | わんど / 複断面 / 中水敷 / 渦構造 / 土砂体積 / 浮遊砂 / 3次元流れ構造 / PIV |
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| Research Abstract |
複々断面河道の中水敷を掘削して作られるわんど内の流れ構造と浮遊砂輸送および砂堆積について,わんどの長さと底面比高,および植生の影響に着目して実験的に検討した.今回は揖斐川河道をモデルにして高水敷,中水敷,低水路を有する水路を作成し,中水敷部分にわんどを設けた.複々断面構造は中水敷・高水敷と低水路間において活発な運動量輸送が行われ,中水敷及び高水敷がその水深に比べて高速化する.低水路域では半水深付近に最大流速が現れる.これは低水路の上層に中水敷からの低速流の輸送によるものと考えられる.その結果,水深差があるにも関わらず高水敷,中水敷上に高い浮遊砂輸送が維持され,これが低水路流体と混合することにより,低水路における上層の濃度が単断面よりも高くなり一様化したと考えられる.その結果,中水敷上の浮遊砂を含む土砂輸送量が増大し,中水敷の存在がわんど内の土砂堆積を促進させる可能性がある.わんど上部を越流するときのわんど内の流れ構造については,わんど底面高さが低水路と同じ場合には上流部に平面渦の形成がみられ下流部から流入するが,底面高さを低水路より高くした場合は上流域で流入,中流部から下流域にかけて流出する.また,縦断的に見た場合,段落ちのはく離再付着点位置がわんど底面高さにより変化する.このような流れ構造の違いにより砂の堆積形状が変化することがわかった.
さらに,わんど内の土砂堆積部分に植生が繁茂したことを想定して,わんど内に木棒を一定間隔で設置した実験を行った.この植生模型ははく離再付着流れの構造を変化させるとともに,低水路からの横流入を妨げることにより,わんど内の土砂堆積量を変化させた.わんど域上流部の植生は,段落ち直後の堆積高さを減少させ,下流に広く堆積させる効果がある.これについてはさらに実際の植生の特性を踏まえた検討が必要である.
わんど
複断面
中水敷
渦構造
土砂堆積
浮遊砂
3次元流れ構造
PIV
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