| 研究概要 |
1.下水道管渠網におけるマンホールとサーチャージ流れの流出特性
都市域の下水道管渠網には多数のマンホールが存在している.この下水道渠網でしばしば発生している浸水はんらん現象を解析するにあたり,マンホールを無視したサーチャージ流出解析がしばしば行われてきている.これは単に計算式が簡単化できるためで,特別の理論的裏付けがあるわけではない.しかし,サーチャージ流れの解析は浸水はんらんを解析する上で最も重要であり,このマンホールの取扱いの問題を看過することはできない.そこで著者らは,まず,幾つかの現実的な仮定を行って後,サーチャージ流れの圧力波伝播速度の理論式を導出し,これよりサーチャージ流れの流出特性を決定づける上で実はマンホールが支配的な役割を演じていることを明らかにした.さらに,下水道管渠模型を製作して流出実験を行い,本理論式の妥当性を確かめた.
次に,実流域で見られる諸元をもつ下水管渠システムを作成し,SWMM-EXTRANモデルを用いて,マンホールを無視したサーチャージ流出解析結果に含まれる誤差について数値実験的な検討を進めた.その結果,圧力波伝播速度の無次元量CM*がおよそ5(具体的には,管渠径がおよそ1m)の下水管渠システムを境として,CM*がこれより小さい下水管渠システムではマンホールを無視した流出解析を行うとシミュレーション結果,特に水位ハイドログラフに致命的な誤差の表れる可能性の高いことが明らかになった.また,このことは,上述した下水道渠模型を用いて行った流出実験によっても確かめられた.
2.下水道管渠網における豪雨時のマンホール蓋飛散のメカニズム
松山市,名古屋市,大阪市,神戸市の下水道管渠網で発生した幾つかの浸水はんらんを伴う強雨時の雨量,流量,水位,管渠内およびマンホール内空気圧の観測記録を入手・解析し,マンホール蓋飛散を伴う下水道管渠網での浸水はんらん現象の発生のメカニズムの詳細を明らかにすることができた.
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