2020 Fiscal Year Annual Research Report
粘土から大礫までの材料からなる河床上の流砂モデルの再構築と数値予測手法の開発
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20H02262
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
関根 正人 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60187854)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平松 裕基 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), 研究員 (10731812)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 移動床水理学 / 流砂 / 河川工学 / 水工水理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で取り組むのは，石礫・礫・砂・シルトならびに粘土からなる河床上で生じる流砂現象であり，従来の流砂研究では未解明であった二つの重要な現象を取り上げます．
第一には，大きな粒径の石礫あるいは礫が，より小さな砂礫・シルトに及ぼす遮へい効果を表す評価式を誘導し，その妥当性を検証します．さらに，掃流砂と浮遊砂が混在するような流れ場における流砂のメカニズムを，これまでとは異なる視点から捉え直すことを目指します．河床を構成する材料の輸送は，これまで掃流砂と浮遊砂と大別し，それぞれについて輸送量を評価する研究が続けられてきましたが，実はそのいずれでもない輸送形態があることがわかってきました．また，このように大別して取り扱う上での工学的課題も見えてきています．本研究では，こうした課題を解決することを目指し，従来の流砂理論に代わる新たな枠組みを構築することを目指しています．
第二には，粘土からなる河床が掃流砂の作用を受けて砂礫河床へと遷移するメカニズムを解明します．従来の研究では，粘土河床に及ぼす掃流砂礫の影響に注目してきましたが，本研究では，掃流砂としての砂礫の移動そのものに，河床面を構成する粘土の粘着力がどのように影響するかを明らかにすることを目指しています．
現象解明に向けたこのような実験的な検討に加えて，本研究では，これらの流砂現象を数値計算により再現できるようにする手法を新たに開発します．そして，これを適用することにより実河川での現象の再現にも挑んでいきます．
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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
コロナウイルスの感染拡大に伴い，2020年度前半の計画に遅延が生じました．しかし，秋以降に集中して検討を進めることができましたので，当初予定していた実験などは，ほぼ計画通りに実施することができたと判断しています．
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に沿って二つの実験的な研究を進めていきます．懸念されるのはひとつだけであり，コロナウイルスの感染拡大に伴い研究活動が中断される事態にならないことを願っています．研究初年度に納入されたPIVシステムが予想を超えて有用であるとわかりましたので，これを最大限活かした実験を行っていくつもりです．現時点で問題点は見当たりません．
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