2022 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 |
本研究では，「大礫から礫・砂・シルトならびに粘土まで」のこれまでにない幅広い粒度分布をもつ河川地形の場合に発生する流砂現象を対象とし，従来は未着手であったかまたは不十分な取り扱いにとどまっていた次の二つの重要な現象について移動床水理実験を通して検討を行いました．
具体的には，第一に，砂礫の流砂過程に及ぼす「大礫」あるいは「粘土」の影響を明らかにし，そのメカニズムを探りました．また，その応用として，上記のような材料で実験室スケールの模擬堤防を作成し，これを対象とした堤防の越流決壊実験を行いました．これにより，粘土の発揮する浸食抑制効果と礫によるかみ合わせの効果，さらには堤防決壊のメカニズムについても移動床水理学的に理解を深めることができました．第二に，Bed material loadとしての砂礫の移動プロセスを合理的かつ統一的に捉える新たな枠組みを構築することを目的にした一連の実験を行い，流砂の濃度が河床における土砂濃度と連続したひとつの分布となることなど，新たな知見を見出すことができました．
こうした実験による成果に加えて，上記のいずれの現象をも数値計算により再現できるような手法の開発を行ないました．そのひとつにふれると，粘土河床上に一定の砂礫を供給したとき，掃流砂として移動する砂礫が粘土河床を浸食しつつ粘土河床面下に入り込み，やがて砂河川に遷移するプロセス，ならびに，さらに砂礫の供給量を減らすと再び粘土のみの河床に回帰するプロセスのいずれについて，開発された手法により再現することができます．
このように，本研究により明らかになった知見により，これまでは数値的に計算することもできなかったような現象の本質に迫ることができるようになりました．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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