2020 Fiscal Year Annual Research Report
Computational approach for river channel processes with bank erosion
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18K04367
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
音田 慎一郎 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50402970)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 流路変動 / 数値モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
激甚化する豪雨災害では，洪水流が河床や河岸を構成する多量の土砂を侵食し，河川の流路が大きく変動する現象が確認されている．こうした流路が大きく変動する過程を予測する河川洪水流，河床・河道変動モデルでは，実用性の観点から平面的な水の流れとそれに基づく地形変化を解く巨視的なモデルが汎用されてきたが，災害リスクが高くなってきている中で精度の高い予測を行うためには，氾濫流の非定常的な挙動と，地形変化をもたらす河岸，河床近傍の局所的な流れと土砂輸送特性を取り扱うことのできる数値解析モデルの構築が必要である．本研究では，河道内への土砂堆積による蛇行発達と側岸侵食現象を取り扱い，河道内における砂州の挙動，及び砂州形成に伴って生じる流路変動を精度よく予測できる３次元数値解析モデルの構築を目的としている．
そこで，表面流と浸透流を同時に予測できるデカルト座標系での３次元流体解析モデルと土砂輸送モデル（平衡流砂モデル）を組み合わせ，水際・河床近傍の複雑な流れ構造と土砂輸送特性を考慮した数値解析モデルの構築を行った．さらに，水際での無次元掃流力の取扱いについて簡易的な手法によりモデルの修正を行った．
数値モデルを流路変動過程に関する水理模型実験に適用し，モデルの妥当性を検証した．蛇行振幅については若干下回る結果となったが，修正前のモデルでは再現性が不十分であった河岸侵食を伴いながら蛇行流路が発達していく過程を概ね再現できることを示した．
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