不規則波浪下でのシートフローとそれに伴う漂砂量に関する実験的な研究

• 研究課題/領域番号: 07750591
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 水工水理学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: ディバジニア モハンマド 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80260503)
• 研究期間 (年度): 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1995年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: シートフロー / 不規則波 / 漂砂量算定式 / 振動流装置による実験 / 浮遊砂

研究概要

シートフローは、砕波帯付近に見られる漂砂の移動形態であり、多量の土砂移動を引き起こすことから、工学的に非常に重要な現象であると言える。Dibajinia-Watanabeは、規則波に対する実験からシートフロー漂砂量算定式を提案しているが、海の波のような不規則な波への適用性は確認されていない。そこで本研究では、振動流装置を用いて不規則波実験を行い、Dibajinia-Watanabeの式の不規則波浪場への適用性を検討した。実験は、1)振動流のみ、2)振動流および岸向き定常流、3)振動流および沖向き定常流を作用させた3種類(35ケース)行った。
実験結果にDibajinia・Watanabeの式を適用したところ、振動流および沖向き定常流を作用させたケースについて計算結果が良好ではなかった。他のケースではシートフローが卓越しているのに対して、これらのケースでは砂漣上での浮遊移動が観察されることから、Dibajinia・Watanabeの式は浮遊砂には対応していない考えられる。そこで、浮遊砂の移動機構を定式化した新たな条件判定式を提案し、Dibajinia・Watanabeの式に組み込むことによって、シートフローと砂漣が共存するような領域に対する適用を可能にすることを試みた。改良後の計算結果は良好であることから、改良されたDibajinia・Watanabeの式の不規則波浪場への適用が確認された。また不規則波から統計的に選んだ代表波を用いて計算しても良好な結果が得られたことから、不規則波をある波高を持った一つの波で代表させて扱うことが可能であると考えられる。これによって海浜変形計算など実務面での不規則波の取り扱いが非常に簡便になった。