| 研究概要 |
本年度は,スリット状の透過部を持つ透過型水制について研究を行った.透過流を屈折させることにより,水制背後のはく離循環流および河床変動を制御する方法について検討した.不透過の場合は固定床では明確な循環流が形成されるが,移動床においては水制先端付近で局所洗掘が生じ下流に流れと平行な峰状の堆積が起こるため,水制背後に流れが入り込み循環流は規模が縮小した.屈折透過型水制の場合は循環流が形成されるが,逆流は小さくなり乱れも減少し,局所洗掘が大幅に減少した.また,水面の可視化画像解析から不透過型と透過型の水制のはく離渦構造の発生・変形過程の違いが明らかにされた.以上より,水制先端の洗掘を軽減し水制背後の循環流を形成することのできる屈折透過水制の有利性が示された.わんど周辺には樹木群の繁茂が期待されるとともに,樹木を用いた護岸や水制によってわんどの形成を促すことから河道内樹木群の流れに及ぼす影響を検討した.本年度は,樹木群の生育地盤高さを考慮して密生度を変化させた実験を行い,大規模渦構造および横断方向の物質交換特性について研究した.本研究の範囲ではいずれの密生度においてもほぼ同周期の大規模渦が発生したが,密生度が大きくなるほど規則性が顕著となった.染料による可視化実験および流速変動の時系列解析から,樹木群内の低速流が周期的に急激に外側へ押し出される流れ構造が明らかとなった.非定常の2次元平面流計算によってこのような周期的な大規模渦構造がある程度予測された.わんどに求められる水理機能としては,流れの停滞と浮遊土砂の堆積および良好な水質の維持が考えられる.また,人工わんどは洪水によって消滅しない持続性を持たなければならない.本研究で得られた各種水制の水理機能および河道内樹木群の水理的影響に関する研究成果が人工わんどの設計に重要な指針を与えるものと確信する.
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