| 研究概要 |
ガリー侵食は,山地斜面,河川氾濫原やスピルウェイでみられる侵食の一形態であり,比較的短時間のうちに大規模な地形変化を引き起こす.本研究では,ヘッドカットと呼ばれるガリー頭部の鉛直に近い壁が崩落により侵食され,それが上流に向かって進行していく過程について,実験,解析により検討するものである.本年度の成果は次の通りである.
1)1次元的なヘッドカットによる侵食過程の実験的検討 砂面表層にカラースプレーを散布して表面侵食を抑制することにより,ヘッドカットによるガリー侵食を実験水路に再現した.土砂,水理条件を種々に変化させた実験から,ヘッドカットに次の2つのモードがあることを見い出した.(1)ヘッドカットの進行速度が下流部の土砂輸送能力に支配されるモード:下流部の土砂輸送能力がヘッドカットによる供給土砂量とほぼ等しい場合に生じる.(2)ヘッドカットの進行速度がヘッドカット部の落水による侵食量に支配されるモード:下流部の土砂輸送能力がヘッドカットによる供給土砂量よりも大幅に上回る場合に生じる.さらに,これらのモードごとに現象を記述する概念モデルを提案し,従来から得られているヘッドカットの進行速度に関する実験式と比較し,その意味を考察した.
2)ガリー周辺の氾濫流を記述する平面2次元流れのモデルの開発 大地に切れ込むようなガリーが形成されると,ヘッドカット面に沿った落ち込みラインが平面的に複雑な形状となる.この落ち込みラインに沿って,ガリー頭部ほど流量が集中することにより,頭部の侵食量が大きくなって,ガリーの発達が促進される.本年度は,こうした流れ場を記述する平面2次元流れの数値解析モデルを開発した.ここでは,複雑な境界形状に対応できる境界適合格子による計算を行っている.解析モデルは,水路実験,線形解析結果と良く一致した.本解析手法は,ガリーの平面的な発達過程の解析に供される.
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