2010 Fiscal Year Annual Research Report
マクロな土砂収支とミクロな土砂物理を融合した海浜変形予測技術の創生と比較実証
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22360199
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
山田 文彦 熊本大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (60264280)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻本 剛三 神戸市立工業高等専門学校, 教授 (10155377)
由比 政年 金沢大学, 理工研究域・環境デザイン学類, 教授 (20262553)
柿木 哲哉 神戸市立工業高等専門学校, 准教授 (50353298)
沖 和哉 京都大学, 先端技術グローバルリーダー養成ユニット, 講師 (30293880)
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| Keywords | 底質輸送 / 沿岸環境 / X線CT / 地形変化 / 沈降速度 / ラグランジュ計測 / 現地調査 |
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| Research Abstract |
従来の地形変化予測モデルにおいては,漂砂量フラックスに対して,流速の時空間変動やその非対称性に起因する加速度や水平圧力勾配の重要性に着目した研究例が多い。Hsuら(2006)はBailardによるパワーモデルの粗度係数に着目し算出精度向上を図ったが,現状の地形変化モデルの中・長期的な予測精度は必ずしも十分ではない.その主な要因として,現状の漂砂量公式では,波・流れの時空間変動は逐次更新され,流速の時空間分布について十分に考慮されてきているのに対し,地形変化に伴う底質内部の密度や空隙率の時空間変動が十分に考慮されていないことが挙げられる.
近年この要因の解決手段の一つとして,底質内部構造をより詳細に識別可能にするX線CTスキャナーの適用が注目されてきている.本研究では侵食型・中間型・堆積型の3ケースの室内移動床実験を行い,底質内部の空隙や密度構造の時空間変化を把握し,漂砂量公式に反映する方法について検討することで撹乱深さ内に存在する底質水中比重を介して漂砂量公式を逐次更新し地形変化計算を行い,実験結果との比較を行った.主要な結論は以下の通りである.
(1)X線CT法を適用し底質の湿潤密度分布の時間変化からバー・トラフで瞬時的な撹乱深さを推定すると,各々で大きさが異なり,従来の岸沖方向に層厚を一定とする仮定の妥当性には疑問が残る.
(2)X線CT法による結果や,室内実験中に確認された現象を地形変化モデルに組み込むことでバーの高さやトラフの深さ,形状共に再現精度が向上する.この結果は堆積型,中間型においても同様の結果が得られた。
(3)侵食型において平均加速度と水中比重の値との相関性を求めたところ高い相関性を示し,Madsenにより示された加速度と底質情報との関連性について数値実験により確認することができた.
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