| 研究課題/領域番号 |
20H02262
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22040:水工学関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
関根 正人 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60187854)
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| 研究分担者 |
平松 裕基 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員 (10731812)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | 移動床水理学 / 流砂 / 河川工学 / 水工水理学 / 流砂のメカニズム / 数値予測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究で取り組むのは，石礫・礫・砂・シルトならびに粘土からなる河床上で生じる流砂現象であり，従来の流砂理論の枠組みを超えたところに位置する二つの重要な現象を取り上げ，条件を制御した一連の移動床水理実験を通じてその本質を明らかにすることを目指します．具体的には，大きな粒径の石礫あるいは礫が，より小さな砂礫・シルトに及ぼす遮へい効果を表す評価式を誘導し，その妥当性を検証します．また，粘土からなる河床が掃流砂の作用を受けて砂礫河床へと遷移するメカニズムを解明していきます．さらに，これら二つの流砂現象を数値予測する手法を新たに開発し，実河川への適用を図ります．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，「大礫から礫・砂・シルトならびに粘土まで」のこれまでにない幅広い粒度分布をもつ河川地形上で発生する流砂現象を対象とし，従来は未着手あるいは不十分な取り扱いにとどまってきた二つの重要な現象を取り扱いました．具体的には，(1)砂礫の流砂過程に及ぼす「大礫」あるいは「粘土」の影響を明らかにし，そのメカニズムを探ることと，(2)Bed material loadとしての砂礫の移動プロセスを合理的かつ統一的に捉える新たな枠組みを構築すること，の二つを目的に研究を行ない，必要な知見を見出すことができました．さらに，これらの成果を踏まえて，現象を数値計算により再現する手法の開発を行ないました．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，「大礫」ならびに「粘土」の存在が河床上で生じる砂礫の輸送に及ぼす影響を定量的に明らかにしており，あわせてこのような現象を特徴付ける「遮蔽係数」などのパラメータの評価式を導き出しました．さらに，このような幅広い粒度分布を有する河川地形の変形プロセスを数値計算により再現する手法の開発しました．これらは，流砂現象の理解を大きく広げるものであり，従来であれば計算できなかった河床の変動などのプロセスを科学的根拠に基づいて予測できるようになったという意味で，学術的に大きな進展と捉えることができます．また、Bed material loadに関しては、新たな扉を開く可能性のある研究と言えます。
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