2021 Fiscal Year Annual Research Report
マルチスケールにおける細粒土砂動態の非平衡性がもたらす土砂堆積現象の解明
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19K04625
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
赤堀 良介 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50452503)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原田 守啓 岐阜大学, 流域圏科学研究センター, 准教授 (00647042)
川村 里実 (山口里実) 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 主任研究員 (70399583)
岡本 隆明 京都大学, 工学研究科, 助教 (70599612)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | マルチスケール / 非平衡性 / 浮遊砂 / ウォッシュロード / 土砂水理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度の実績として，揖斐川と長良川を対象に横断方向の相対位置に応じた土砂堆積状況を検討した．現地では調査地点ごとの堆積厚の変化と粒度分布を観測した．結果では，低水路に近い高水敷の自然堤防的微高地では細砂の堆積の割合が多く，低水路から離れた後背地においては細粒分の堆積が卓越した．この違いは複断面内に生じる流れの大規模構造に依存すると考えられた．また植生域における土砂堆積機構の検討を目的として，模擬植生パネルを実験水路に設置し，砂分の浮遊砂濃度フラックスの分布とパネル上の堆積土砂量の関係を定量的に評価した．その結果，植生域上下流での流速差に基づく同フラックス収支により記述された堆積量のモデル化が合理性を有することを確認した．さらに，草本域の微視的な堆積機構を把握するため，柔軟な植生模型を用いて浮遊砂の堆積実験を行った．結果より，水流によって撓まない剛体植生と比較して，柔軟植生は折れ曲がることで乱れ構造が発達し組織的に揺動することがわかった．また剛体植生より柔軟植生の群落内部で浮遊砂が多く堆積した．数値モデルによる検討として，非平衡状態で輸送される細粒土砂を浮遊砂として表現するための粒子流動層モデルの考え方を非定常2次元解析に取り入れた．北海道胆振東部地震時の山地崩壊のため細粒土砂流出が懸念されている厚真川に適用したところ，細粒土砂の低水路内への堆積は極めて少ないことが示された．
期間全体を通し，河道掘削後の細粒土砂堆積による河幅の急激な減少における，その要因としての土砂供給の非平衡性について，観測，実験，解析を通した検討が実施された．流域スケールの特性に応じたウォッシュロード形態による細粒分の堆積，リーチスケールの物理機構に応じた砂分の堆積について，その機構を記述し得る数理的モデルを作成し，さらに微細な植生周辺の局所スケールにおける物理機構の把握に向けた基礎的知見を得た．
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