2019 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding and predicting the sediment transport and morphodynamics using bedload tracer model
| Project/Area Number |
17K14734
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
岩崎 理樹 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70727619)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 土砂トレーサー / 土砂動態 / 河岸侵食 / 蛇行 / 砂州 / 安定解析 / 適合細分化格子法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
研究最終年度である本年度では，まずこれまで構築したトレーサーモデルの現地河川への適用を試みた．豊平川における礫トレーサー移動分散に関する現地観測を行い，一出水において礫が移動しうる範囲について特徴化すると同時に，これを数値計算モデルにより再現し，概ね良好な結果を得た．この結果より，現地河川においても置き土等により河川に投入した土砂の移動速度は，かなり遅く，供給地点よりも限定的な範囲に分散することが明らかとなった．さらに，これら土砂動態に影響する要素として挙げられる砂州や蛇行，またそれらに対する非定常流量や混合砂の影響について，数値計算と理論的検討を行うことで明らかにした．特に，蛇行や砂州は長期的に安定する場合があり，これは土砂を捕捉する効果となるために，土砂動態に大きく影響することが明らかとなった．さらにこれらリーチスケールの河床変動，土砂動態をより広域現象の解析へと適用するために適合細分化格子法の一つであるAdaptive Mesh Refinement (AMR)を構築した数値計算モデルに導入し，広域土砂輸送モデルに関する検討を実施した．
このように本研究では，河川における土砂の動態をより直接的に扱える土砂トレーサーモデルを用いて可視化し，土砂輸送特性と砂州や蛇行などといった河川地形との関連性について実験，数値計算，現地観測を合わせて特徴化した．これらより，河川地形は土砂を捕捉する大きな要素であり，地形要素として長期間滞留することから，広域的には非常にゆっくりと下流に移動することが明らかとなった．これらを合理的に表現する数値計算モデルについて，理論的検討と合わせてその予測性能を示すと同時に，AMR法を利用した新たな広域土砂輸送モデルとして構築することができ，本研究の目標である広域土砂移動の理解について大きく貢献できるフレームワークを構築できた．
|
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Journal Article] Advances in computational morphodynamics using the International River Interface Cooperative (iRIC) software2019
Author(s)
Shimizu Yasuyuki, Nelson Jonathan, Arnez Ferrel Kattia, Asahi Kazutake, Giri Sanjay, Inoue Takuya, Iwasaki Toshiki, Jang Chang‐Lae, Kang Taeun, Kimura Ichiro, Kyuka Tomoko, Mishra Jagriti, Nabi Mohamed, Patsinghasanee Supapap, Yamaguchi Satomi
-
Journal Title
Earth Surface Processes and Landforms
Volume: 45
Pages: 11 - 37
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
