| 研究課題/領域番号 |
04650447
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
長谷川 和義 北海道大学, 工学部, 助手 (70001328)
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| 研究分担者 |
内島 邦秀 北見工業大学, 工学部, 助教授 (40003181)
藤田 睦博 北海道大学, 工学部, 教授 (80001139)
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| キーワード | 山地河川 / 分岐流路 / 射流 / 跳水 / 河道閉塞 / 運動量方程式 / 流量配分比 / 流砂量配分比 |
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| 研究概要 |
今年度新たに分岐流量配分比を未知数とした1次元運動量方程式の解を誘導することができ、同一フルード数に対し2価の流量配分比が現れることを見いだした。ことため今年度の当初計画をやや修正し、現地観測を減らして実験を増やし次の重要な成果を得た。
1.解の成立性を確かめるために昨年度にひき続き固定床実験を追加し検証した結果、以下が明らかになった。
(1)順次勾配を急にしてフルード数を変えた場合、流量配分比は運動量方程式の解の存在条件(3次方程式の判別式=0)に沿って変化する。(2)順次流量を増やしてフルード数を変えた場合、流量配分比は大きい方の解に沿って変化する。(3)波状跳水の場合、解の存在条件に関係なく大きい解の延長上に集まる。(4)現地状態に合わせて分岐部に礫を固定した状態で通水すると、大きい方の解に沿う変化のみが起こる。
2.分割水路のそれぞれに幅の変化する漸変流水面形方程式をたて、渦状点の生ずる条件から両水路および片側一方の跳水生起条件を見いだした。これによれば、流量配分比が大きい解は両側跳水状態に、小さい解は片側跳水状態にあることになる。
3.分岐部に礫を固定した跳水流れに対して砂礫を連続投入し、平衡堆積状態を経てのち流量を2段階に減少させる実験をおこない、それぞれにおける平衡堆積形状・流量配分比を調べて以下の結果を得た。
(1)初期フルード数が1.7以上の実験(弱跳水)では、砂礫が両水路の前面に堆積し片側閉塞に近い状態が生ずる。しかし、この時の流量配分比は変わらず大きい方の解に沿っている。(2)流量の減少と共に流量配分比が小さい方の解に移動する。この時堆積砂礫の一部が浸食されるが、堆積厚はほとんど変化せず閉塞状態にいっそう近づく。(3)堆積厚はフルード数・分岐形状にかかわらず、初期跳水水深のほぼ半分になる。
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