研究課題
基盤研究(B)
流域一貫の土砂管理を実施するには、土砂生産、流送、堆積のプロセスを把握する必要がある。そこで、土砂生産の観測を実施し、豪雨での崩壊等による土砂生産が卓越しないような通常時では、凍結・融解によって土砂生産場の状態が土砂生産に大きな影響を及ぼし、降雨量とは相関が高くないことが明らかにされた。また、降雨・土砂流出に関するモデル化、現地観測および模型実験を行い、土壌水分の消長を考慮した本モデルで、斜面崩壊の発生時期を精度よく評価できることを確認した。土砂の流送過程では、砂防ダムや貯水ダムから適度な量の土砂と多様な粒径の土砂を下流に流すことが重要である。格子型砂防ダムの開口部が閉塞する現象を考慮した1次元河床変動モデルを構築し、格子間隔や洪水規模の違いが砂防ダムの土砂調節効果に及ぼす影響が数値解析モデルにより明らかにされた。貯水池堆砂土砂の有効な排砂法を確立することも土砂管理を実施するうえで重要である。そこで、水圧吸引土砂排除システムを考案し、排砂模型実験を実施してその有効性を示すとともに、水理モデルを構築し、排砂機能の評価を行った。下流への土砂供給によって洪水時には流砂が活発となり、沖積河川においては地形変動が生じやすくなる。これをコントロールする手段として水制を取りあげ、水制の配置の仕方、水制の形状、水制の高さと砂州の高さとの比などの違いにより、地形の多様性が変化することがわかり、ここでの成果が多様性の与え方の指標につながると期待される。一方、水理構造物周辺の地形変動予測については、非構造格子を用いた有限体積法による移動床流れの3次元解析モデルを構築し、本モデルを用いた数値解析により、ワンド群等が存在する場での水理模型実験結果をよく再現できることが分かった。さらに、洪水時の河道変動の分析やバンダルをはじめとする伝統的河川工法の機能評価についても成果をあげている。
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