2018 Fiscal Year Research-status Report
複列砂州河川の河相変質とその自律的回復を促す河道管理技術の構築
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18K04362
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
清水 義彦 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (70178995)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 複列砂州 / 蛇行流路 / 低水路 / 河岸侵食 / 流路形態 / 単列化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
利根川水系鬼怒川のセグメント１区間（複列砂州河道形態）を対象に，河道特性の資料解析，現地調査を行い，河道特性の経年変化を検討した．とくに既往最大出水であったH27出水（関東東北豪雨）での河道変化応答から，(1)複列砂州を維持する区間，(2)単列化が顕著な区間及び (3)その中間状態にある区間を抽出した．これらを区分する支配要因としては，低水路幅，横断面内比高差，砂州と低水路法線形に見る河道平面形状および河道内植生の繁茂状況が強く関わっているものと推測された．そこで，現況河道形状での平面２次元河床変動解析から，上記(1),(2),(3)の傾向を捉えるとともに，横断面内比高の部分的解消が(2),(3)→(1)の傾向を生み出すこと，及び平坦床条件の河床変動計算から現況の低水路幅が(1),(2),(3)への河道形態応答を促す傾向を抽出した．これらより複列砂州河川の維持機構（単列化に対する複列砂州維持の自律性メカニズム）と複列砂州の河相変質機構（単列化を強制化する要因とその非可逆的変化のプロセス）の仮説を立てる上での有用な知見を得た．
また，複列砂州に内在する単列砂州モードの卓越化現象と，河床・河岸条件が砂州の単列化に及ぼす影響を解明するため，大型直線水路を用いた移動床水理実験，実験条件に合わせた平面２次元流況計算，河床変動解析を行った．これより，複列砂州の変形過程として左右岸砂州の片側が発達することで非対称性が生じ，これが単列化（蛇行流路の形成）に至るプロセスを明らかにした．また，そのプロセスに与える河岸侵食の影響（低水路幅の拡大と土砂供給），さらに中小洪水が単列化に及ぼす影響を見るため，砂州形成流量からの流量減少が単列化に及ぼす影響も考察した．その結果，複列砂州の変形としての単列化は土砂供給条件から堆積傾向となる場において生じる流路変動と捉えることができた．
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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
複列砂州を伴う河道では，洪水時の砂州移動による流路変動が活発で川の自律的な変化が維持できる河道とされている．しかしながら，近年こうした河道特性が崩れ，砂州の固定化と河道内樹林化，顕著な蛇行流形成がもたらす水衝部固定など，河道のダイナミズムが消失した複列砂州の河相変質が顕在化してきた．このような河道特性の変質に注目し， H30，H31年度の本研究では，複列砂州河川の二極化を生む単列化の要因とその機構について，鬼怒川セグメント１区間の河相変化から抽出した河道特性にもとづき，移動床水理実験と平面２次元河床変動解析によって考察を進めた．H30年度研究において，複列砂州河川の二極化を生む単列化の要因としては，「研究実績の概要」で述べたように，実験と解析から明らかにしつつある．ただし，当初想定した植生の影響については水理実験で見ることが難しく，これについては現地の状況を踏まえた数値計算が有用な手段であると考え，次年度の研究で進展させることを考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
H30年度研究計画と同様に，複列砂州河川の維持機構（単列化に対する複列砂州維持の自律性メカニズム）と複列砂州の河相変質機構（単列化を強制化する要因と，その非可逆的変化のプロセス）の理解を深めるために，大型直線水路を用いた移動床水理実験およびその水理実験を対象とした平面2次元河床変動解析を行い，H30年度で得た推論の検証として，複列⇔単列の可逆的変化と複列砂州維持の機構解明および単列化を生む要因に対する河道応答「複列→単列の非可逆的変化」の機構解明を行う．ここでは，複列砂州に内在する単列砂州モードの卓越化現象と，河床条件，河岸条件，砂州への植生の侵入等の外部条件が砂州の単列化に及ぼす影響および，それらに伴う流砂量の変動特性を解明する．
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Research Products
(4 results)
