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スイスおよび日本の排砂バイパストンネルの摩耗損傷の水理学的分析および対策提案

研究課題

研究課題/領域番号 14F04776
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 水工学
研究機関京都大学

研究代表者

角 哲也  京都大学, 防災研究所, 教授 (40311732)

研究分担者 AUEL CHRISTIAN  京都大学, 防災研究所, 外国人特別研究員
AUEL Christian  京都大学, 防災研究所, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2014年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードHydropower / Reservoir sedimentation / Sediment bypass tunnel / Turbulence / Particle motion / Invert abrasion / Abrasion model / Reservoir sustainability
研究実績の概要

世界で排砂バイパストンネル技術をリードする国はスイスと日本である.本研究では,日本の代表事例である新宮川旭ダムを対象に,流下した大量の砂礫によるトンネル底面内の摩耗損傷の状況および運用実績データを用いて,以下の課題に取り組んだ.
1)摩耗予測式の精度向上:砂礫の衝突による摩耗損傷メカニズムの解明には、トンネル内高速流の流れ構造を明らかにすることが重要である.ここでポイントとなるのは,トンネルの縦断・平面線形,設計流速,流入する砂礫の粒度分布(平均粒径,最大粒径),岩質(石英の含有率など),土砂流下量,年間平均運用回数・日数などである.そこで、スイスでのAuel研究員の成果と旭ダムの運用データを組み合わせて、摩耗損傷の予測式の精度向上を行った.
2)トンネルによる貯水池の長寿命化の定量的評価:日本の歴史的なバイパストンネルである神戸の布引五本松ダムや旭ダムの事例をもとに,バイパストンネルがいかにダム貯水池の長寿命化に貢献したかを示すためのダイヤグラムを提示した.また,トンネルから下流河道に供給される土砂が下流河道にどのような環境的な変化をもたらすのかを,スイスおよび日本の建設年代の異なる排砂バイパストンネルを有する複数のダムを対象に検討した結果,排砂バイパスによる土砂供給が明確に下流河道の河床材料および生物群集を変化させること,また,運用開始からの年数が経るとともにその影響が大きくなること,一方で,運用からかなり早期にその効果が発揮されることが明らかとなった.
3)トンネル床面の摩耗損傷による運用管理面での許容範囲レベルの確認:トンネル床面の摩耗損傷が,運用管理面でどこまで許容されるかを,トンネル内部の水理構造から明らかにするために,京都大学桂キャンパスにおける水理実験施設を用いて基礎的な水理実験を実施し,その水理特性の変化を検討した.

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 12件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 10件、 謝辞記載あり 8件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 10件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] VAW, ETH-Zurich/EAWAG/LCH, EPFL(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University(ROC, Taiwan)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] VAW, ETH-Zurich/EAWAG/LCH, EPFL(Switzerland)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Sediment transport in high-speed flows over a fixed bed. 1: Particle dynamics.2017

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Albayrak, I., Sumi, T., Boes, R.M.
    • 雑誌名

      Earth Surface Processes and Landforms, ESPL 1

      巻: - 号: 9 ページ: 1365-1383

    • DOI

      10.1002/esp.4128

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sedimentumleitstollen - eine nachhaltige Massnahme gegen Stauraumverlandung.2017

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Boes, R.
    • 雑誌名

      Wasserwirtschaft

      巻: Ausgabe 4

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Application of an impact plate - bedload transport measuring system for high-speed flows.2017

    • 著者名/発表者名
      Koshiba, T., Auel, C., Tsutsumi, D., Kantoush, S.A., Sumi, T.
    • 雑誌名

      International Journal of Sediment Research, IJSR

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Sediment transport in high-speed flows over a fixed bed: 2. Particle impacts and abrasion prediction2017

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Albayrak, I., Sumi, T., Boes, R.M.
    • 雑誌名

      Earth Surface Processes and Landforms, ESPL 2

      巻: - 号: 9 ページ: 1384-1396

    • DOI

      10.1002/esp.4132

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of sediment bypass tunnels on grain size distribution and benthic habitats in regulated rivers2017

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Kobayashi, S., Takemon, Y., Sumi, T.
    • 雑誌名

      International Journal of River Basin Management, JRBM

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improvement of a bedload transport rate measuring systems in sediment bypass tunnels.2016

    • 著者名/発表者名
      Koshiba, T., Auel, C., Tsutsumi, D., Kantoush, S.A., Sumi, T.
    • 雑誌名

      River Sedimentation: Proc. 13th Int. Symposium on River Sedimentation, Stuttgart, Germany (Wieprecht et al. eds.) CRC Press

      巻: - ページ: 1038-1045

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effects of sediment bypass tunnels on sediment grain size distribution and benthic habitats.2016

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Kobayashi, S., Sumi, T., Takemon, Y.
    • 雑誌名

      River Sedimentation: Proc. 13th Int. Symposium on River Sedimentation, Stuttgart, Germany (Wieprecht et al. eds.) CRC Press

      巻: - ページ: 825-832

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Saltation-abrasion model for hydraulic structures.2015

    • 著者名/発表者名
      Auel C., Albayrak I., Sumi T., Boes R.M.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Workshop on Sediment Bypass Tunnels, VAW-Mitteilung 232 (R. Boes ed.), ETH Zurich, Switzerland

      巻: 232 ページ: 101-121

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Solis sediment bypass tunnel: First operation experiences.2015

    • 著者名/発表者名
      Auel C., Albayrak I., Sumi T., Boes R.M.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Workshop on Sediment Bypass Tunnels, VAW-Mitteilung 232 (R. Boes ed.), ETH Zurich, Switzerland

      巻: 232 ページ: 223-233

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bed-load particle motion in supercritical open channel flows2015

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Albayrak, I., Boes, R.M.
    • 雑誌名

      Proc. 36th IAHR World Congress, Delft - The Hague, the Netherlands

      巻: 1

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Optimizing the sustainability of sediment bypass tunnels to counter reservoir sedimentation.2015

    • 著者名/発表者名
      Auel C, Hagmann M, Albayrak I, Boes RM
    • 雑誌名

      Proc. 25th ICOLD Congress, Q99 R31, Stavanger, Norway

      巻: Q99 ページ: 431-452

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Abrasion damage estimation of sediment bypass tunnels: Validation and comparison of two prediction2015

    • 著者名/発表者名
      Auel C, Boes RM, Sumi T
    • 雑誌名

      Annuals of DPRI Kyoto University

      巻: 58B ページ: 540-549

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Abrasion damage in sediment bypass tunnels.2016

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Sumi, T.
    • 学会等名
      12th Int. Conference on Hydroscience and Engineering
    • 発表場所
      Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2016-11-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Recovery of riverbed features and invertebrate community in degraded channels by sediment supply through bypass tunnel2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, S., Auel, C., Sumi, T., Takemon, Y.
    • 学会等名
      12th Int. Conference on Hydroscience and Engineering
    • 発表場所
      Tainan, Taiwan
    • 年月日
      2016-11-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of a bedload transport rate measuring systems in sediment bypass tunnels.2016

    • 著者名/発表者名
      Koshiba, T., Auel, C., Tsutsumi, D., Kantoush, S.A., Sumi, T.
    • 学会等名
      13th Int. Symposium on River Sedimentation
    • 発表場所
      Stuttgart, Germany
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of sediment bypass tunnels on sediment grain size distribution and benthic habitats.2016

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Kobayashi, S., Sumi, T., Takemon, Y.
    • 学会等名
      13th Int. Symposium on River Sedimentation
    • 発表場所
      Stuttgart, Germany
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of sediment supply by bypass tunnels on bed topography, grain size, and invertebrate habitat.2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, S., Auel, C., Sumi, T., Takemon, Y.
    • 学会等名
      20th IAHR APD Congress
    • 発表場所
      Colombo, Sri Lanka
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a bedload transport measuring system in sediment bypass tunnels.2016

    • 著者名/発表者名
      Koshiba, T., Sumi, T., Tsutsumi, D., Kantoush, S.A., Auel, C.
    • 学会等名
      84th Annual Meeting of ICOLD
    • 発表場所
      Johannesburg, South Africa
    • 年月日
      2016-05-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Positive effects of reservoir sedimentation management on reservoir life: Examples from Japan.2016

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Kantoush, S.A., Sumi, T.
    • 学会等名
      84th Annual Meeting of ICOLD
    • 発表場所
      Johannesburg, South Africa
    • 年月日
      2016-05-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bed-load particle motion in supercritical open channel flows2015

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Albayrak, I., Boes, R.M.
    • 学会等名
      36th IAHR World Congress
    • 発表場所
      Delft - The Hague, the Netherlands
    • 年月日
      2015-06-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optimizing the sustainability of sediment bypass tunnels to counter reservoir sedimentation.2015

    • 著者名/発表者名
      Auel C, Hagmann M, Albayrak I, Boes RM
    • 学会等名
      25th ICOLD Congress
    • 発表場所
      Stavanger, Norway
    • 年月日
      2015-06-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Saltation-abrasion model for hydraulic structures2015

    • 著者名/発表者名
      Auel C., Albayrak I., Sumi T., Boes R.M.
    • 学会等名
      1st Int. Workshop on Sediment Bypass Tunnels
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2015-04-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Abrasion Damage Estimation of Sediment Bypass Tunnels: Comparison between Swiss and Japanese Formulas2015

    • 著者名/発表者名
      Auel, C., Sumi, T.
    • 学会等名
      DPRI Annual Meeting
    • 発表場所
      Uji Campus, Kyoto University
    • 年月日
      2015-02-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 第2回排砂バイパストンネルに関する国際ワークショップ

    • URL

      http://ecohyd.dpri.kyoto-u.ac.jp/index/2nd+Bypass+Tunnel+Wokshop.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 1st International Workshopn on Sediment Bypass Tunnel2015

    • 発表場所
      ETH-Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2015-04-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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