| 研究概要 |
・水位差,捨石材料の径,堰の幾何形状などを変化させ,捨石堰の越流特性を検討した.流れの条件に応じて,(1)全区間で堰天端より自由水面が高い「完全越流」,(2)自由水面が天端より低く石礫多孔質体中を流れる「多孔質流」,(3)上流側は自由水面を有するが下流側で潜り込む「不完全越流」に分類され,さらに各々の流れは下流側が常流と射流になる場合に分類される.本年度は,多孔質体の抵抗則を明らかにするために(2)の多孔質流を対象に水理実験と理論解析を実施した.神戸大学の開水路模型は小さいために,越流量におよぼすレイノルズ数の影響が見られた.その他,水路床勾配の影響は小さく,総じて越流量は,堰上流端と下流端の水深差,堰長さに規定されることが判明した.この点は理論解析によっても裏付けられた.
・堰越流のように水面が変動する急変流の速度計測のPIV解析を行った.実河川での夜間計測を想定して,赤外線カメラを用いた熱映像の撮影を試みた.また,指標物体を用いて揺れる画像における座標同定の技術を確立した.これより,陸上からの計測が困難な大河川における堰構造物周辺の流れの航空機計測が可能となった.
・堰周辺の再曝気機能を評価するために,局所流における水面変動と流速変動の同時計測を行った.これにより水面変動と水面付近の乱流構造との関連性が明らかとなり,水面での気体交換量を定量評価するための基礎的知見を得た.
・神戸大学の水理模型が十分な大きさを持たないことから,岡山大学における大型開水路において捨石堰の追加実験を行った.高レイノルズ数の水理条件をカバーすること,捨石堰の流れに対する安定性を検討するために間隙水圧の計測を行うことが主な実験目的である.また,堰通過にともなう再曝気効果を見るために溶存酸素を計測した.現在,データを解析中である.
・初年度を終えて,神戸・岡山両大学の研究設備を相互運用し,研究の連携を密にする必要性を相互認識した.
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