2008 Fiscal Year Annual Research Report
洪水時における中規模河床波の変形に着目した流路形成機構に関する研究
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20360224
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
渡邊 康玄 Kitami Institute of Technology, 工学部, 教授 (00344424)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 康行 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20261331)
安田 浩保 土木研究所, 寒地土木研究所, 研究員 (00399354)
溝口 敦子 名城大学, 理工学部, 助教 (40362280)
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| Keywords | 水工水理学 / 土木環境システム / 洪水 / 河道形成 / 中規模河床波 |
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| Research Abstract |
氾濫原規模から河海内の微地形までの種々の中規模河床形波が履歴を伴いながら河川地形が形成されているとの視点に基づき, 中規模河床形波における流量規模の履歴効果について, 従来までの土砂水理学が教える中規模河床形波の知見を補完する新たな理論体系の確立を目的として, 以下の項目について検討を行った.
1) 洪水減水期に形成される水みちの発達過程の解明 : 減水パターンを変化させた水理実験を実施し, 水みちはある特定の流量が相対的に長く続く減水パターンの際に水みちが明確に形成されることを明らかにし, その流量は流量と水面幅の関係が極めて重要であることを明らかにした.
2) 洪水減衰期に形成された水みちが平水流量から受ける影響の解明 : 実河川スケールでの数値解析を行い, 交互砂州河道における流量インパクトについて検討を行った結果, 砂州形成流量が数年に一度の大出水となっている河道では, 中小規模の出水が長く継続することにより, 砂州の形状, 低水時の流路の特性が徐々に変化することを解明した.
3) 流量に応じた川幅の決定機構の理論解析 : 水みち形成に大きな影響を持つと考えられる流量と川幅の関係について安定解析を実施し, 理論的に明らかにした. その結果は従来用いられてきているレジーム則に概ね従うものの, 河床勾配, 河床材料の粒径に強く影響を受けることを示した.
4) 座標軸非依存型の河道変形モデルの開発 : 具体的な河川地形をシミュレートするための河道変化モデルを開発するにあたり, 流路形成機構に関し, 様々なケースを想定し応用できるよう, 実験中心に収集を進め膨大なデータをシミュレーションなどにより実用的なデータへ変換した. また, 砂州の形成などに伴う流線曲率が大きくなっている箇所についても解析精度を損なわずに数値解析を可能とする座標軸非依存型の解析手法および, この解析で求められる計算格子の自動生成アルゴリズムの開発を行った.
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