感潮域における微細土砂堆積機構の解明と災害安全度の向上に向けた新たな管理への応用

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K04371
• Research Institution: Maebashi Institute of Technology
• Principal Investigator: 平川 隆一 前橋工科大学, 工学部, 准教授 (70380748)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大本 照憲 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (30150494)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 塩水遡上 / 二次流 / 塩水くさび

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，感潮河道において河岸底質の浮遊・堆積機構を明らかにすることである．研究期間内に，具体的に，①超音波流速計と多項目水質計を用いた横断方向への物理環境モニタリング，および②標尺や既存の測量データ資料を用いた微細土砂の堆積分布および堆積速度を把握し，③河床変動予測モデルに微細土砂と潮汐による往復流，塩分と土砂濃度に起因する二重拡散対流の組み込んだ河床変動予測モデル開発を行う．
観測場所は唐人川下流の複断面河道で，川幅が約50m，低水路幅が約20mである．河床はシルトおよび粘土から成る微細土砂で覆われている．流れの計測にはADCP，塩分濃度には多項目水質計を横断方向に2台用い，計測日には大潮で下げ潮と上げ潮の潮位が対象に近い波形を選んだ．
主流速は，下げ潮時においては全般的に河道中央の水面近傍で大きく，河床および河岸に近づくに従って漸減するのに対して，上げ潮時には最大流速点の水面下への降下現象が現れた．また，塩分濃度の横断方向変化は，上げ潮時には河道中央部で若干高く河岸部で相対的に低く，下げ潮時には逆に河道中央部で低く，河岸部で高くなる傾向を示した．この塩分濃度の密度差から水平対流の発生が示唆され，上げ潮時には河道中央部で下降流，河岸部で上昇流，逆に下げ潮時には河道中央部で上昇流，河岸部で下降流となる二次流セルが生じ，この様な二次流が土砂濃度および主流速の空間分布に影響し，側岸部の土砂堆積を促進させたことが示唆された．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

初年度は，現地調査を行い，河川感潮域における底質の浮遊・流動・堆積機構の解明に充てた結果，小潮時の調査が計測器がうまく動かずに進まなかったことが上述の評価の理由である．現地調査は，研究初年度の成果から次年度で改善すべき点が明らかとなった．これについては，次年度の研究に反映する．

Strategy for Future Research Activity

次年度では，引き続きの現地観測を継続して行い大潮・小潮時における特性量の違いを明らかにしていくほか，河床変動の予測モデルの開発もそれらの結果をもとに手掛ける予定である．併せて，平成30年度に未実施だった微細土砂の堆積調査を行う．