任意の法線形状を有する河道における水制群の最適配置法の研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02452201
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 福岡 捷二 東京工業大学, 工学部, 助教授 (30016472)
• 研究分担者: 渡辺 明英 東京工業大学, 工学部, 助手 (00240474)
• キーワード: 水制工 / 最適配置法 / 3次元数値モデル / ベ-ン工 / 河道設計

研究概要

任意の形状を有する河道において流れと河床変動を制御し、河床の横断勾配が小さく、河道断面が有効に利用されることで流れの河岸への集中が弱めることのできる水制工を縦断的な適切な配置法について以下の検討を行った。まず、任意の法線形状、横断形状を有する河道において河床変動を抑制する水制工群の適切な配置法を求めることのできる準3次元数値モデルの開発を行った。次に、模型実験を行い、流れ及び河床変動の状況を測定し、これを数値解析結果と比較し、数値モデルの精度を向上させた。任意の形状を有する河道に対して、種々の方法で水制工を配置した結果、開発したモデルによる数値実験及び模型実験から求めた。これらの各配置の場合における水制工の効果を比較することにより、水制工の最適な配置方法を求めた。その結果、開発した数値モデルは模型河道内での流れや河床変動の状況を良く再現でき、水制工を設置した場合の効果も表せることが分かった。また、蛇行河川に水制工を配置する場合には、水制工を湾曲部の外岸のみではなくてその対岸の上流にも設置して水制工が縦断的にかつ一体的に機能するように配置する必要があることが分かった。また、水制工の配置が異なる場合おいても、数値モデルは実験結果を良く表すことができた。したがって、本研究で、開発した数値モデルを用いることによって、任意の形状を有する河道に対する水制工群の適切な配置法を求めることができ、河道設計に用いることが可能であることが明らかとなった。また、水制工と同様な水理機能を持つベ-ン工について、ベ-ン工の配置法及び設置条件に対する流れと河床変動の状況を理論と実験から求め、これらの結果を比較を行った。その結果、理論解析結果は実験結果を良く表現しており、本研究で示した解析方法を用いることにより、ベ-ン工の適切な配置法を求められることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] 福岡 捷二,渡辺 明英,西村 達也: "水制工の配置法の研究" 土木学会論文集. No.443 IIー18. 27-36 (1992)
• [文献書誌] 福岡 捷二,渡辺 明英: "湾曲部に設置されたベ-ン工による流れと河床形状の解析" 土木学会論文集.
• [文献書誌] 福岡 捷二,渡辺 明英,萱場 祐一,曽田 英揮: "ベ-ン工を用いた多用な川底の創造と魚への配慮" 水工学論文集. 第36巻. 685-688 (1992)
• [文献書誌] 福岡 捷二,渡辺 明英,西村 達也: "横断河床勾配を小さくする水制の配置法" 年次学術講演会講演概要集第2部. 第46回. 624-625 (1991)
• [文献書誌] 三宮 武,福岡 捷二,萱場 祐一: "連続的に配置されたベ-ン工による流れの構造" 年次学術講演会講演概要集第2部. 第46回. 626-627 (1991)
• [文献書誌] 萱場 祐一,福岡 捷二,三宮 武: "断続的に配置されたベ-ン工による河床の洗掘軽減" 年次学術講演会講演概要集第2部. 第46回. 628-629 (1991)