蛇行長期動態の物理機構に基づく自然営力順応型川づくり

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15H02267
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 清水 康行 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20261331)
• 研究分担者: 渡邊 康玄 北見工業大学, 工学部, 教授 (00344424) ; 泉 典洋 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10260530) ; 山田 朋人 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10554959) ; 渡部 靖憲 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20292055) ; 井上 卓也 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員(移行) (20647094) ; 竹門 康弘 京都大学, 防災研究所, 准教授 (50222104) ; 木村 一郎 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60225026) ; 竹林 洋史 京都大学, 防災研究所, 准教授 (70325249) ; 川村 里実 (山口里実) 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員(移行) (70399583) ; 田中 岳 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90333632)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: 河道地形 / 河川工学

研究実績の概要

本年度は1.蛇行基本特性と発達過程，2.蛇行と外的要因関連性，2視点から次のような検討を実施した．
1.蛇行基本特性と発達過程(ﾃｰﾏ1)
ﾃｰﾏ1Aとして蛇行平面形の統計ｱﾌﾟﾛｰﾁ的分類を試みた．沖積地で滑らかな湾曲の自由蛇行が多見される一方，湿地では直線と屈折から成る特異な形状が生じる．川幅中心線上曲率分布の統計解析から平面形状の特徴付を試みた．湿地26川を含む計54河川を用いた．川幅中心線に沿う曲率の尖度(分布形状特徴)が6-10付近で湿原河川とそれ以外の河川が区別された．次にﾃｰﾏ1Bでは蛇行に及ぼす河床波や側岸浸食の解明として，ｵｰﾊﾞｰﾊﾝｸﾞ間欠崩落を伴う粘着性河岸拡幅のﾓﾃﾞﾙ化，砂州性蛇行流路発達過程の実験，側方侵食を抑制する構造物，軟岩河川の側方侵食箇所の調査と側方侵食形状分析，実験による流砂衝突による岩盤河川の側方侵食ﾒｶﾆｽﾞﾑ解明等を実施した．
2.蛇行と外的要因との関連性(ﾃｰﾏ2)
ﾃｰﾏ2Aは河口や海面上昇の影響を検討した．海面上昇は地球温暖化とともに深層地下水汲上が影響する．全球モデルに地下水汲上効果を組入れ，石狩川を対象に地盤高変化に起因する地下水変化推定法を提案した．堤防等局所地形変動を含む遡上氾濫流を統一的に記述する計算モデルを開発した．ﾃｰﾏ2Bでは動植物生態と蛇行の関連解明を試みた．中規模河床形態を4分類しそれぞれの生息特性を定量化，対応関係を分析した．直線単調流程に竹蛇籠水制を用い流れ多様化を促した場合を相変化ﾓﾆｱﾀﾘﾝｸﾞし，流水性・止水性種いずれも数週間内で急増することが示された．魚類ﾊﾋﾞﾀｯﾄは対象魚類生活ｽﾃｰｼﾞ，流量変化，河床変動等によって時空間的に変化する．鮎の平水洪水異生活ｽﾃｰｼﾞのﾊﾋﾞﾀｯﾄに着目，生活ｽﾃｰｼﾞで鮎が好む物理環境が行動範囲に同時存在する場合ﾊﾋﾞﾀｯﾄとして機能するとし，洪水規模との動的関係を河床解析的に検討した．植生と蛇行の関係も検討したがこれはﾃｰﾏ1とも関連する重要課題であり次年度以降継続する．

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

各個別課題がほぼ予定通りに進捗している．一部において研究計画の変更点が生じたが，全体的な研究計画に遅延や大幅な変更をもたらすものではない．次年度以降の研究の応用的展開に対して十分な基礎が構築できたといえる．

今後の研究の推進方策

これまでに軽微な研究計画変更があったものの，研究目的や研究開始時の計画から大きな変更を要するものではなく，ほぼ当初の研究計画に沿って研究を進めていくことが可能であると判断する．これまでの２年間を通じて研究の基礎的部分は相当構築されつつあり，これから応用的研究の割合を次第に増加しつつ，研究を展開していく．また，用的研究の割合の増加と呼応して，実河川へ直接アプローチすることをより積極的に進める．このための現地調査旅費の割合を増加させる．

研究成果

• [雑誌論文] 侵食による岩盤粗度の変化を考慮した数値解析モデルの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 六浦和明, 井上卓也, 清水康行
  • 雑誌名: 土木学会論文集B1(水工学) 巻: 72 (4) ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] 岩盤床上の砂州形成に伴う侵食地形 (2016)
  • 著者名/発表者名: サムナー圭希, 井上卓也, 清水康行
  • 雑誌名: 土木学会論文集B1(水工学) 巻: 72 (4) ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modelling braided channels under unsteady flow and the effect of spatiotemporal change of vegetation on bed and channel geometry (2016)
  • 著者名/発表者名: Takebayashi H.
  • 雑誌名: Gravel Bed River 巻: 8 ページ: in printing
  • 査読あり
• [雑誌論文] 角度の異なる水制まわりの流れと河床変動特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 久加朋子・竹林洋史・藤田正治
  • 雑誌名: 土木学会論文集B1(水工学) 巻: 72(4) ページ: I_805-I_810
  • 査読あり
• [雑誌論文] 節腹連続河道形状の発達過程に関する実験 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山口里実, 渡邊康玄
  • 雑誌名: 土木学会論文集B1(水工学) Vol.72, No.4, I_745-I_750, 2016. 巻: 72(4) ページ: I_745-I_750
  • 査読あり
• [雑誌論文] 交互砂州形成における混合粒径の影響に関する実験と理論 (2016)
  • 著者名/発表者名: 矢野雅昭, 渡邊康玄, 山口里実, 平井康幸
  • 雑誌名: 土木学会論文集B1(水工学) Vol.72, No.4, I_751-I_756, 2016. 巻: 72 (4) ページ: I_775-I_780
  • 査読あり
• [雑誌論文] 河道撹乱のためのフラッシュ放流による旧流路の維持に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 住友慶三, 渡邊康玄, 泉典洋, 山口里実, 横濱秀明
  • 雑誌名: 土木学会論文集B1(水工学) Vol.72, No.4, I_751-I_756, 2016. 巻: 72(4) ページ: I_751-I_756
  • 査読あり
• [雑誌論文] 石狩川流域泥炭地における地盤沈 下量に基づく地下水変化の推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田朋人, 和智光貴, 鈴木英一
  • 雑誌名: 土木学会論文集G(環境), 71(5), I_55-I_60, 2015. 巻: 71 (5) ページ: I_55-I_60
  • 査読あり
• [雑誌論文] 全球気候モデルを用いた灌漑農業が大気場及び流域水収支に与える影響の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹内大輝, 山田朋人, Yadu N. Pokhrel
  • 雑誌名: 土木学会論文集G(環境) 巻: 71 (5) ページ: I_189-I_196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Surface forms and local flows of run-up waves (2015)
  • 著者名/発表者名: Oshima Y., Oyaizu H., Watanabe Y.
  • 雑誌名: Proc. Int. Symp. On Measurement techniques for Multiphase Flow 巻: 9 ページ: 191-192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Length-mass relationships of macro-invertebrates in a freshwater stream in Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa H. and Takemon Y.
  • 雑誌名: Aquatic Insects 巻: 36(1) ページ: 53-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Riverbed management by changing reach scale channel configuration (2015)
  • 著者名/発表者名: Choi M, Takemon Y, Sumi T.
  • 雑誌名: Annuals of Disas. Rrev. Res. Inst., Kyoto Univ. 巻: 58B ページ: 497-503
• [雑誌論文] Flume experiment on bedload measurement with a plate microphone (2015)
  • 著者名/発表者名: Koshiba T., Sumi T., Takemon Y. and Tsutsumi D.
  • 雑誌名: Annuals of Disas. Rrev. Res. Inst., Kyoto Univ. 巻: 58B ページ: 458-469
• [雑誌論文] 排砂バイパスを導入したダム下流における河床環境と底生動物群集 (2015)
  • 著者名/発表者名: 粟津陽介・小林草平・角哲也・竹門康弘
  • 雑誌名: 京都大学防災研究所年報 巻: 58B ページ: 527-539
• [雑誌論文] 岩露出河川の土砂流出特性に関する流域模型を用いた実験的研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 長谷川祐治・竹林洋史・藤田正治
  • 雑誌名: 河川技術論文集 巻: 21 ページ: 111-114
  • 査読あり
• [雑誌論文] 流路の固定化が進行した河道における効率的な旧流路回復手法に関する検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口里実, 渡邊康玄, 武田淳史, 住友慶三
  • 雑誌名: 土木学会河川技術論文集 巻: 21 ページ: 217-222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of meandering streams after construction of the straight low-water channel in the Otofuke River (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Yamaguchi and J. Funaki
  • 雑誌名: Proceedings of IAHR2015 World Congress 巻: 81610 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effective excavation for restoring the former watercourses of a river where the watercourses are established (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Yamaguchi, Y. Watanabe, T. Takahashi and K. Sumitomo
  • 雑誌名: 11th International Symposium on Eco-Hydraulics6 巻: 11 ページ: 1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bar instability with bank erosion (2015)
  • 著者名/発表者名: Md Jahir Uddin, Norihiro Izumi, Kazuyoshi Hasegawa and Yasuharu Watanabe
  • 雑誌名: 土木学会論文集B1（水工学） 巻: 71 ページ: I_121-I_126
  • 査読あり
• [雑誌論文] 砂州が誘起する擬似蛇行現象 (2015)
  • 著者名/発表者名: Md Jahir UDDIN, 泉 典洋, 長谷川和義, Adichai PORNPROMMIN
  • 雑誌名: 土木学会論文集B1（水工学） 巻: 71 ページ: I_1021-I_1026
  • 査読あり
• [学会発表] Geometric and Hydraulic Features of Meandering Rivers in Wetlands, (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, N., Tanaka, G., Parker, G., Shimizu, Y. and Hasegawa, K.:
  • 学会等名: Proceedings of 9th IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics
  • 発表場所: Iquitos, Peru
  • 年月日: 2015-08-30 – 2015-09-03