2016 Fiscal Year Annual Research Report
A river ice calculation model development in consideration of ice-jam mechanism for ice-covered river management
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26870023
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉川 泰弘 北見工業大学, 工学部, 助教 (50414149)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 結氷河川 / アイスジャム / 河氷 / 氷板 / 晶氷 / 数値計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は以下の2つの研究を実施した．
１．支川合流部における河氷閉塞（アイスジャム）に着目した水理実験を実施し，実験データの解析の結果，以下のことが明らかとなった．(1)支川合流部の本川上流側において，水位は支川合流による堰上げの影響を受けて上昇し，流速は減速するため，河氷の量が少なくてもアイスジャムが発生する可能性が高くなる．(2)アイスジャムの発生規模を評価する値としてアイスジャムスケールSijを提案し，Sijを用いて縦断的な河道変化に伴うアイスジャムの発生危険箇所を評価する手法を示した．
２．河川上下流の現象を網羅的に把握するために，河氷を氷板，晶氷，積雪に区分して考えて，流水の流れ，水温変化，氷板の形成・融解，晶氷の発生・輸送・堆積を考慮した河氷変動計算モデルを構築した．計算値は，結氷状況，水温，氷板面積，晶氷面積の観測値を良く再現した．観測値と計算値に基づいて堰上流の晶氷変動現象を推定した．結氷は，気温低下に伴い水温が0℃となり始まり，時間の経過とともに堰から上流へと進む．結氷していない河道の水面で発生する晶氷は，下流の結氷している氷板の下に堆積する．その後，水流が強くなるに伴い氷板の下に堆積している晶氷がさらに下流へと流れて，下流において晶氷が急激に増加してアイスジャムが発生する．
研究期間全体を通じて実施した研究成果
本研究成果により得られたアイスジャムスケールSijを用いて河川縦断方向のアイスジャム発生危険箇所の場所と規模を推定することが可能となり，河氷変動計算モデルにより上下流の結氷現象を把握することが可能となる．本研究成果は，寒冷地河川を管理する上で強力なツールとなる．
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