河道環境の変化に伴う堤防・護岸災害の予測と制御法に関する研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03201128
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 芦田 和男 京都大学, 防災研究所, 教授 (30027205)
• 研究分担者: 湯城 豊勝 阿南工業高等専門学校, 助教授 (50158333) ; 岡部 健士 徳島大学, 工学部, 助教授 (10035652) ; 藤田 裕一郎 京都大学, 防災研究所, 助教授 (90027285) ; 澤井 健二 京都大学, 防災研究所, 助教授 (70109073) ; 江頭 進治 京都大学, 防災研究所, 助教授 (00027286)
• キーワード: 河川災害 / 堤防・護岸災害 / 交互砂州 / 河床変動 / 局所洗掘 / 蛇行流 / 2次流

研究概要

本研究は、三つの分担課題、(1)河床低下に伴なう中規模河床波の変形過程ならびに中規模河床波上の流れと洗掘機構、(2)構造物による洗掘防止機能、および(3)洗掘による堤防・護岸災害の発生機構と護岸工法を設けて推進された。以下本研究によって得られた成果を要約する。
(1)上流域からの土砂供給が遮断された河道を対象として、河床材料の質的変化を考慮した河床変動計算法やこのような領域からの流出土砂量の算定法を提案した。
(2)交互砂州直線河道に形成される低水路に着目し、その流路・河床変動機構を実験的に検討した。それによれば、低水路の平面形状は、河岸沿いに直進した後、向きを急激に変えて対岸に移るといった特性を示し、屈曲部近傍には、2次流の形成に伴う深掘れが生じる。
(3)低水路屈曲部の深掘れは、水制を設置することによって著しく軽減される。また、深掘れは、護岸の法勾配と屈曲角にも依存し、法勾配が緩いほど小さくなり、屈曲角が0°〜45°の範囲においては、これが大きい程大きくなる。
(4)2次流の影響を考慮した2次元浅水流・河床変動モデルによれば、深掘れに対する水制および護岸法勾配の効果は、河床粗度および渦動粘性係数を適切に与えることによって評価できる。
(5)堤防・護岸の被災形態や被災のメカニズムを検討するため、護岸に働く流体力および裏込め土の土圧・水圧等に着目し、これらが、法勾配によってどのように変化するかを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 芦田 和男,江頭 進治,里深 好文,劉 炳義,梅本 正樹,河田 利樹: "交互砂州河道の変動とその制御法" 京大防災研年報. 34号Bー2. 221-246 (1991)
• [文献書誌] 芦田 和男,江頭 進治,劉 炳義: "蛇行流路における流砂の分級および河床変動に関する数値解析" 水工学論文集. 35巻. 383-390 (1991)
• [文献書誌] 藤田 裕一郎,村本 嘉雄: "護岸工の被災機構に関する基礎的考察" 第10回日本自然災害学会講演会. 108-109 (1991)
• [文献書誌] 岡部 健士,芦田 和男: "流れの遷移を伴う一次元河床変動の数値解法" 土木学会論文集. No.434 IIー16. 37-45 (1991)
• [文献書誌] 岡部 健士,天羽 誠二,石垣 昌邦: "常流・射流の遷移を伴う不等流の数値計算法について" 水工学論文集. 36巻. (1992)
• [文献書誌] 湯城 豊勝,芦田 和男,江頭 進治,岡部 健士: "低水路の形成と変動機構" 水工学論文集. 36巻. (1992)