2019 Fiscal Year Research-status Report
ゲリラ豪雨時の流木閉塞による氾濫被害予測と科学的知見に基づく流木対策工法の提案
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18K13968
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
岡本 隆明 京都大学, 工学研究科, 助教 (70599612)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 流木捕捉池 / 河川蛇行部 / 橋梁全面閉塞 / 流木沈下 / PIV |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(１) 本年度は蛇行水路の外側に捕捉池を設けて流木投入実験を行った．水路上方から流木挙動を撮影した．捕捉池の開口部の形状と位置を調整することで，全体の７０%以上の流木を捕捉池内に誘導することができた．また主流域と捕捉池の境界部を１５個の領域に分け，最も多く流木が捕捉池に流れ込む領域を明らかにした．
(２) 次に捕捉池での流木捕捉率を評価した．捕捉池内の流速が小さいと捕捉池内にほとんど流木が入り込まないことがわかった．開口部の位置，形状，側壁の透過度を系統的に変化させることで，流木捕捉池の効率を上げることを試みた．投入した流木の本数のうち，最大７０%の流木を捕捉池で捕捉することができるようになった．
(３) 橋梁部での流木集積過程についても調べた．流速が大きなケースで水面付近だけではなく，底面側でも流木が沈下して全面閉塞するメカニズムを明らかにした．流木の比重，初期水深，流速を系統的に変化させて水深ではなく流木直径を考慮した修正リチャードソン数を用いて，その限界条件を評価した．
(４) 流木集積実験で流速計測が行われることは少なく，流木集積への周辺の流れ場の影響については未解明点が多いため，橋脚前の流速をPIV計測した．流木集積時には水面は流木でおおわれるため，水路底面からレーザー光を照射した．比重の小さい流木が浮力に逆らって水面下に沈下する際には，水表面で流木が捕捉されることによって表面流況が変化することが重要であることを示した．
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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
蛇行水路の外側に捕捉池を設け，開口部の位置，側壁の透過度を系統変化させて，流木捕捉を効率化することができた．
並行して橋梁部での流木閉塞実験を行い，流木が沈下して全面閉塞するメカニズムとその限界条件を明らかにすることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
蛇行水路の外側に捕捉池を設けているが，河道を広げると河川流速が小さくなり土砂堆積が進む可能性がある．捕捉池領域は高水敷に設けて平水には冠水しないように設計する．
今までの実験では橋脚が2本ある橋梁を対象に実験を行ってきたが，川幅の狭い河川では橋脚1本，橋脚が無い橋梁が多くみられるため，橋脚1本，橋脚が無い橋模型を作成し，流木閉塞実験を行う．
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