2014 Fiscal Year Research-status Report
荒瀬ダム撤去が流れ、土砂動態および河川環境に与える影響に関する研究
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26420502
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
大本 照憲 熊本大学, 自然科学研究科, 教授 (30150494)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 荒瀬ダム / 礫床河川 / 流れの三次元構造 / 河床変動 / 局所洗掘 / 土砂動態 / 河川環境 / 微細土砂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)1954年～2012年の間に荒瀬ダムが砂州動態に与えた影響 荒瀬ダムから約4km下流、球磨川河口から16Km上流の下代の瀬は、地元漁協の聞き取り調査からアユの産卵場所として好適であることが指摘されている。そのため、先行研究として、1947年～2006年の間に取られた航空写真から砂州を画像解析し、砂州の発達・減衰を統計的に検討している。更に、荒瀬ダム～遙拝堰までの10km間に発達した代表的砂州面積について、荒瀬ダム、洪水流量、ダム湖の堆砂量、ダム湖の除去砂量との関係性を明らかにした。
2)礫床上における微細土砂の堆積機構 礫上の微細土砂の採取は荒瀬ダムおよび瀬戸石ダムの直下流で実施する。選定された礫はほぼ同一の形状・大きさとする。礫上の微細土砂は実験室に持ち帰り、粒度分布を求めると共に、炉乾燥の後、表面乾燥重量を計測した。また、礫の大きさは現地で取られた写真を画像解析により求めた。
3)水理実験によりダムの部分撤去が流れおよび河床変動に与える影響 本研究では，荒瀬ダムの堤体が河床から15m以下の11mであるために定義上は堰であることから堰の部分撤去として検討を進めている．特に，堰に開口部を設け移動床実験において流れおよび河床変動の実験を進めた．
4)荒瀬ダムの直上流および直下流における流れおよび土砂動態の現地調査によりダム撤去が河道に与える影響 流れの測定は，水深が浅い場所では各側線にロープを張り，側線に対して平行にStream ProADCP(2MHz)を移動させ，曳航観測した．
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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
1) 荒瀬ダム直下流における砂州面積は，ダム年間最大放流量との相関は弱く，ダム湖に堆積した土砂の除去量からの影響が強いことが明らかとなった．
2) 直線河道の水際部における礫上の微細土砂の堆積は，河川敷端部から急激に水深が深くなる境界部において極大値20mg/cm2を示し，河道中央部に向かって急減していることが認められた．
3) 直線河道の水際部における礫上の微細土砂はシルトが大半を占めており，その中央粒径d50についても横断方向に変化が見られ，河川敷端部から急激に水深が深くなる境界部において極小値357μmを示し，河道中央部に向かって若干増大することが認められた．
4) 直線河道の水際部における流れは，顕著な流れの三次元構造を有していた．すなわち河川敷端部から急激に水深が深くなる境界部において主流速は極小値を示し，鉛直方向流速成分から上昇流が発生することが見出された．これらのことから，この領域における二次流セル群によって微細土砂の堆積が規定されていることを明らかにした．
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| Strategy for Future Research Activity |
1)水理実験によりダムの部分撤去が流れおよび河床変動に与える影響
荒瀬ダムの堤体が河床から15m以下の11mであるために定義上は堰であることから堰の部分撤去として検討を進めている．特に，堰に開口部を設け移動床実験において堰越流水深が流れおよび河床変動の実験を系統的に進める予定である．
2)荒瀬ダムの直上流および直下流における流れおよび土砂動態の現地調査によりダム撤去が河道に与える影響
流れの測定は，水深が浅い場所では各側線にロープを張り，側線に対して平行にStream ProADCP(2MHz)を移動させ，曳航観測する．また，水深が比較的深い場所の観測ではWorkhorse ADCP(1200ｋHz)を用いて観測を行う予定である．前述のStream Pro ADCPは最大測定水深が2ｍであり，最大水深が2m以上となった観測対象地には適していないため，River Boatに搭載したWorkhorse ADCPを用いる．
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| Causes of Carryover |
荒瀬ダムの撤去を想定した水理模型実験を予定していたが，熊本県企業局では撤去作業を容易にするために荒瀬ダムの直上流および直下流において大規模な土砂の浚渫を行ったために，水理模型実験での再現は不可能となったために模型実験の製作を断念した．そのため．平成26年度ではダムの部分撤去に伴う流れおよび河床変動に対する基礎実験を実施した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
ダムの部分撤去における流れ，土砂動態および河床変動に対する現地調査を充実させるために高濃度濁度計およびカメラ付き無人ヘリコプターを購入する．
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