| 研究課題/領域番号 |
19K04958
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分25030:防災工学関連
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| 研究機関 | 豊田工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
田中 貴幸 豊田工業高等専門学校, 環境都市工学科, 准教授 (70548437)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 河道湾曲流 / 破堤解析 / 高濃度流 / 開水路流 / 開水路乱流 / 破堤氾濫解析 / 土砂濃度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大型台風や集中豪雨による被害は毎年のように発生しており，堤防の決壊や越水による洪水氾濫対策が急務となっている．これまでの破堤発生河道形状に関しては湾曲部のみでなく直線部でも発生しており，より詳細な破堤発生メカニズムの解明に早急に取り組む必要がある．また，破堤が発生する場合においては土砂を多く含む状態となることが考慮されておらず，様々な土砂濃度における流れの解析が必要となる．そこで本研究では，様々な河道法線形状を対象に，洪水発生時の破堤発生メカニズムを明らかにするとともに，土砂濃度の違いが破堤発生状況に与える影響について解明する．
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| 研究成果の概要 |
多発する豪雨災害により，破堤による洪水氾濫の発生が頻発している．破堤発生箇所の予見は困難であるため，様々な手法で破堤に関する研究が行われているものの，土砂を多く含む高濃度流に関する研究は少ない．本研究では清水流や高濃度土砂流を対象とした越流を有する河道における流れ構造と破堤発生状況の解明を目的とした．研究結果として，越流を伴う湾曲流について，越流開始場所の傾向は曲率半径の違いに影響を受けること，接線角が大きい程，越流範囲が大きくなること，越流発生箇所で破堤が主に発生することを明らかにした．また，橋脚や植生などの様々な境界条件を有する清水および高濃度流における流れ構造についても解明した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
湾曲部を伴う河道の流れ構造や破堤発生メカニズムを明らかにすることで，破堤箇所の想定がより容易となり，河道整備の優先順位を決定する上で重要な知見を得ることができる．
また，様々な流体粘性における流動機構を明らかにすることで，洪水時の実河川の流れ構造を予測するための知見を得ることができる．さらに，橋脚や植生などの境界条件を有する開水路流れの流れ構造を知ることで，洪水流の挙動についても予見することが可能となる．
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