流雪溝の設計方法

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04201137
• 研究機関: 八戸工業大学
• 研究代表者: 佐々木 幹夫 八戸工業大学, 工学部, 助教授 (30118195)
• 研究分担者: 高橋 弘 東北大学, 工学部, 助手 (90188045) ; 今村 文彦 東北大学, 工学部, 助教授 (40213243)
• キーワード: 流雪溝 / 排雪限界 / 除排雪システム / 混相流 / 乱流 / 圧力損失 / 抵抗則 / エネルギ損矢

研究概要

(1)流雪構および融雪溝の布設路線数・延長距離は年々増加傾向にある。青森県では年平均8箇所、約5kmの布設距離となっている。
(2)近年、融雪溝の設置が増大している。
(3)幅、底勾配の急変箇所、急曲部箇所数が年々増加傾向にある。特に、急曲部の箇所の増加が著しい。
(4)流雪溝や融雪溝の送雪能力よりもその能力に応じた運用方法の確立が重要となる。
(5)曲がりや勾配変化等は町域の形、流雪溝の配置形状、地形等によって定まり、どうしても避け難い状況にある。こうした弱点箇所が、全体の作業能率を落とさない為に、どの様に設計されなくてはならないかは極めて重要な問題となっている。
(6)現地調査により、構造的原因に関して流雪溝の閉塞状況を3箇所について把握し、勾配により閉塞箇所が異なることが示された。
(7)室内実験により、流雪溝屈曲部の閉塞の有無を雪塊の接近速度・硬さ・大きさの3項目により分類した。雪塊が屈曲部を通過するときに破壊される体積に着目し、雪塊の持つ運動エネルギとの関係から流雪溝屈曲部での閉塞条件を用いて、条件を1つにまとめることができた。連続して流れる雪塊を考え、その送雪能力を導きQ_W/Q_S≒4〜5であることを示した。
(8)流雪溝内の雪混じり流れをダイレタント性の流れとしてモデル化し、平均流速式を導いた。
(9)雪水二相流の流動現象についての観測をポリスチレン粒子を用いて行った結果、断面内の速度分布は水平方向にはほぼ一様となっているが、鉛直方向には大きく変化する分布となっていることが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] 佐々木 幹夫: "Flow Characteristics of Snow-Water Mixtures in Horizontal Pipes" Proc.of 2nd International Conference on Snow Engineering. (1992)
• [文献書誌] 山本 潤: "流雪溝屈曲部での閉塞条件と送雪能力に関する基礎研究" 日本雪工学会誌. Vol.8. 3-11 (1992)
• [文献書誌] 佐々木 幹夫: "流雪溝と積雪寒冷都市の街づくり" 第四回水資源に関するシンポジウム. 219-224 (1992)
• [文献書誌] 川島 俊夫: "雪水二相流の固体粒子速度の観測" 土木学会第47回年次学術講演会. 84-85 (1992)
• [文献書誌] 佐々木 幹夫: "流雪溝に関する研究" 第9回日本雪工学大会. 37-40 (1993)
• [文献書誌] 上山 敦: "流雪溝内の雪量の測定" 平成4年度土木学会東北支部技術研究発表会講演概要. 102-103 (1993)
• [文献書誌] 阿部 洋之: "固液混相流に関する研究ー管径の影響ー" 平成4年度土木学会東北支部技術研究発表会講演概要. 224-225 (1993)
• [文献書誌] 川島 俊夫: "Experimental Study of Snow-Water Mixture Flows in Horizontal Pipes" 12th International Conference on Slurry Handling and Pipeline Transport. (1993)
• [文献書誌] 佐々木 幹夫: "Dynamics Snow-Water Flow in Pipelines" 12th International Conference on Slurry Handling and Pipeline Transport. (1993)
• [文献書誌] 佐々木 幹夫: "管内固液混相流の速度分布" 水工学論文集. 第37巻. 511-516 (1993)
• [文献書誌] 川島 俊夫,佐々木 幹夫: "青森県の流雪溝" 八戸工業大学土木工学科水工学研究室, 67 (1992)