| 研究課題/領域番号 |
20K04701
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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22040:水工学関連
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
田中 規夫 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (80323377)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 植生抵抗 / 浮遊物捕捉形態 / 局所洗掘 / 背水特性 / 風応力 / アスペクト比 / ギャップ距離 / 樹冠高 / 抵抗特性 / 最大局所洗掘 / パッチ状樹林帯 / 流水抵抗 / 樹木破壊 / 浮遊物トラップ / 流木ダム / 植生管理 / 偏流 / 浮遊物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
河道内植生の混在条件は，抵抗特性や二次流を変化させ，局所的な水位や底面せん断力に影響を与える。また，洪水時の卓越風向は漂流ゴミの捕捉による局所的な水位上昇や河床変動特性を変化させる。河川特性（合流や狭窄部特性）に応じて，植生分布の経年的変化と洪水時の抵抗変化を考慮する必要がある。環境面のみではなく治水面での特性から植生を分類し，「水系全体の氾濫リスクを考慮した河道植生管理」手法の構築を行なう。
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| 研究成果の概要 |
樹冠高と河川水位の関係、樹木による浮遊物捕捉等に応じて洪水時に生じる抵抗変化が局所的水位や河床変動に与える影響を明らかにすることを目的とした研究を行った。樹林帯に浮遊物が捕捉された状態を大きく3種類に分類し、樹林帯前面部で浮遊物を捕捉するI型は局所的な水位上昇と偏流に影響すること、内部の樹木単位で捕捉するU型のほうが樹林帯による水位上昇影響は大きいこと等をもとに浮遊物の捕捉による樹林帯抵抗の増加分を実験により定量評価した。また、樹木の樹冠高が流れの三次元構造に与える影響や、樹林帯背後と堤防とのギャップ幅が堤防近傍流速に与える影響など、河道内樹林の管理に必要な条件を数値解析により明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
堤防沿いにある有限幅樹林帯が洪水時に発生した流木等の浮遊物を捕捉した場合に生じる流れの変化、特に側岸水位や洗堀に与える影響を調べた。浮遊物を捕捉した場合は側岸付近、特に樹林帯斜め上流側の水位を上昇させ、かつ下流側に定在波のような水面変動をもたらした。また、樹林帯と側岸の距離についても影響が最大になる距離が樹林帯スケールに応じて存在することを明らかにした。洪水時の植生流失と捕捉により弱点が新たに形成されるものであり、現象の解明と危険な条件の抽出結果は学術的価値が高い。三次元数値解析より得られたパッチ形状と樹冠高影響は、危険域を形成させないための樹木管理に示唆を与えるもので社会的意義がある。
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