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2019 年度 実績報告書

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

研究課題

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, 工学研究院, 教授 (10260530)
山田 朋人  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10554959)
渡部 靖憲  北海道大学, 工学研究院, 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), 主任研究員 (20647094)
竹門 康弘  京都大学, 防災研究所, 准教授 (50222104)
木村 一郎  富山大学, 学術研究部都市デザイン学系, 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), 主任研究員 (70399583)
田中 岳  北海道大学, 工学研究院, 助教 (90333632)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
キーワード河川 / 蛇行 / 川づくり / 河川環境 / 治水
研究実績の概要

総合化研究として数値解析モデルの実スケール適用性を検討した.これまで開発してきた蛇行モデルを実河川へ適用し,長期間に及ぶ蛇行に対するモデルの予測可能性を検討した.まず,アマゾン流域ウカヤリ川の蛇行現象を再現し,年単位で進行する蛇行現象をある程度再現できることを示した.また感度分析として様々なパラメータ下で自由蛇行の計算を行い,得られた形状や川幅水深比等が実河川の値を幅広い範囲で表現できることを示した.さらに急流河川において出水時の蛇行発達を計算し,河川が本来持つ蛇行や流路変動の特徴を考慮した河川計画に関する考察を行った.
一方,応用研究として潜入蛇行と潮汐蛇行を扱った.穿入蛇行プロセスを明らかにするため,一様湾曲閉水路を用いた実験を行った.水平一様湾曲水路の上蓋を回転させることで流れを発生させ水路内の砂を移動させるもので,発達した二次流が再現可能となる.実験によって砂の供給量が適切であれば砂は内岸のみ堆積し外岸は露岩すること,堆積した部分や露岩した部分は殆ど河床侵食されないが境界部で激しい侵食が生じること等が明らかとなった.さらに二次流の影響を明らかにするため,粒子移動方向を詳細に調べることによってその強度と影響を明らかにした.一方潮汐蛇行について,佐賀県太良町の潮汐蛇行について現地調査と数値計算を実施し蛇行流路の形状・流況特性及び流砂特性を検討した.その結果流路周辺の水は常に動いているにも関わらず,掃流砂が発生して地形変動が生じるのは潮位低下時の僅か数時間で,潮位上昇時は蛇行発達に直接寄与しないことがわかった.これは潮位変動による往復流によって蛇行発達を議論する線形安定解析の結果とは大きく異なる.また,流路短絡は流路内の流れを大きく変化させ,短絡発生後は流路変動が活発となることが示された.
この他にも置土による蛇行の制御や湿地型屈曲型蛇行の検討を実施し,新規知見を得た.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 5件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] An Experimental Study of Longitudinal Incisional Grooves in a Mixed Bedrock-Alluvial Channel2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue Takuya、Nelson Jonathan M.
    • 雑誌名

      Water Resources Research

      巻: 56 ページ: 1-16

    • DOI

      DOI:10.1029/2019WR025410

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 2016年北海道豪雨災害を対象としたアンサンブル気象予測による河川水位,河床変動及び氾濫形態の不確実性2019

    • 著者名/発表者名
      イザーズ ハズミー、山田 朋人、久加 朋子、清水 康行、星野 剛
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(水工学)

      巻: 64 ページ: 1435-1440

    • DOI

      doi.org/10.11520/jshwr.32.0_264

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 基盤岩上に形成された滝の維持と消滅のメカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      泉典洋,井上卓也,武田魁智
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.75, No.4 ページ: 961-966

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 三角波形成時の河床・水面形状と内部流況の計測2019

    • 著者名/発表者名
      井上卓也,岩崎理樹,矢部浩規
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.75, No.4 ページ: 451-456

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 現地河川におけるICタグ技術を用いた置き土追跡調査と数値解析による土砂移動状況の再現計算2019

    • 著者名/発表者名
      濱木道大,岩崎理樹,井上卓也,清水康行
    • 雑誌名

      河川技術論文集

      巻: 25 ページ: 483-488

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 実河川スケールでの蛇行発達に関する数値計算2019

    • 著者名/発表者名
      舛屋繁和, 井上卓也, 岩崎理樹, 清水康行
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 75(4) ページ: 1015-1020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 流木捕捉施設における流木の挙動に関する数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      加藤一夫,サムナー圭希,三浦忠昭,菅野貴詳,千葉喜一,井上卓也,清水康行
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 75(4) ページ: 1441-1445

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Upstream perturbation and floodplain formation effects on chute‐cutoff‐dominated meandering river pattern and dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Weisscher Steven A. H.、Shimizu Yasuyuki、Kleinhans Maarten G.
    • 雑誌名

      Earth Surface Processes and Landforms

      巻: 44 ページ: 2156~2169

    • DOI

      10.1002/esp.4638

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Yamaguchi, S., Giri, S., Shimizu, Y. and Nelson, JM.Morphological Computation of Dune Evolution with Equilibrium and Non‐Equilibrium Sediment‐Transport Models2019

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, S., Giri, S., Shimizu, Y. and Nelson, JM.
    • 雑誌名

      Water Resources Research

      巻: 55 ページ: 8463-8477

    • DOI

      10.1029/2018WR24166

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Improving the Hydro-Morpho Dynamics of A River Confluence by Using Vanes2019

    • 著者名/発表者名
      Ali Hydar Lafta、Yusuf Badronnisa、Mohammed Thamer Ahamed、Shimizu Yasuyuki、Ab Razak Mohd Shahrizal、Rehan Balqis Mohamed
    • 雑誌名

      Resources

      巻: 8 ページ: 9~9

    • DOI

      10.3390/resources8010009

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] THE INFLUENCE OF BED SLOPE CHANGE ON EROSIONAL MORPHOLOGY2019

    • 著者名/発表者名
      SUMNER Tamaki、INOUE Takuya、SHIMIZU Yasuyuki
    • 雑誌名

      Journal of JSCE

      巻: 7 ページ: 15~21

    • DOI

      10.2208/journalofjsce.7.1_15

    • 査読あり
  • [雑誌論文] アマゾン河支流ウカヤリ川における自由蛇行の数値計算2019

    • 著者名/発表者名
      川辺隆介・清水康行・久加朋子・今日出人
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 75 ページ: 1009-1014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 急流河川における将来洪水流量を考慮した河岸侵食特性と河道計画に関する考察2019

    • 著者名/発表者名
      岡部和憲・久加朋子・山口里実・清水康行・新庄 興・長谷川和義
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 75 ページ: 1423-1428

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2016年8月北海道豪雨時における高原大橋の被災要因と対策の効果2019

    • 著者名/発表者名
      松田朋也・渡邊康玄
    • 雑誌名

      自然災害科学J.JSNDS

      巻: 38 ページ: 43-56

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 平成30年7月豪雨による北海道北部・東部における河川構造物の被災調査2019

    • 著者名/発表者名
      川尻峻三・渡邊康玄・松田朋也・御厩敷公平・宮森保紀
    • 雑誌名

      土木学会河川技術論文集

      巻: 25 ページ: 85-90

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advances in computational morphodynamics using the International River Interface Cooperative (iRIC) software2019

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Yasuyuki、Nelson Jonathan、Arnez Ferrel Kattia、Asahi Kazutake、Giri Sanjay、Inoue Takuya、Iwasaki Toshiki、Jang Chang‐Lae、Kang Taeun、Kimura Ichiro、Kyuka Tomoko、Mishra Jagriti、Nabi Mohamed、Patsinghasanee Supapap、Yamaguchi Satomi
    • 雑誌名

      Earth Surface Processes and Landforms

      巻: 45 ページ: 11~37

    • DOI

      10.1002/esp.4653

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of the driftwood Richardson number and applicability of a 3D-2D model to heavy wood jamming around obstacles2019

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Kimura, Kazuya Kitazono
    • 雑誌名

      Environmental Fluid Mechanics

      巻: 2019 online ページ: 1-23

    • DOI

      10.1007/s10652-019-09709-6

    • 査読あり
  • [学会発表] 2016年度北海道豪雨災害を対象としたアンサンブル気象予測を用いた氾濫リスクの予測可能性2020

    • 著者名/発表者名
      イザーズハズミー,山田朋人,久加朋子,清水康行,奥田醇,星野剛
    • 学会等名
      令和元年度 土木学会北海道支部 年次技術研究発表会
  • [学会発表] 大量アンサンブルデータを用いた時空間分布による降雨の分類2020

    • 著者名/発表者名
      安藤麻衣,星野剛,山田朋人
    • 学会等名
      令和元年度 土木学会北海道支部 年次技術研究発表会
  • [学会発表] 2019年台風19号の降雨特性および経路が類似した台風との比較2020

    • 著者名/発表者名
      竹原由,山田朋人
    • 学会等名
      令和元年度 土木学会北海道支部 年次技術研究発表会
  • [学会発表] 粘着性・非粘着性河床混在場における土砂輸送と河床の鉛直構造2020

    • 著者名/発表者名
      岡安努・久加朋子・今日出人・清水康行
    • 学会等名
      令和元年度土木学会北海道支部年次技術研究発表会
  • [学会発表] 砂供給量の違いが粘性土を含む蛇行流路の発達に与える影響に関する実験的研究2020

    • 著者名/発表者名
      天見有志・久加朋子・清水康行
    • 学会等名
      令和元年度土木学会北海道支部年次技術研究発表会
  • [学会発表] 河川におけるプラスチックゴミの移動と堆積に関する調査と実験2020

    • 著者名/発表者名
      久保田航平・岩崎理樹・清水康行
    • 学会等名
      令和元年度土木学会北海道支部年次技術研究発表会
  • [学会発表] 有明海・太良町に形成された潮汐蛇行の形成機構2020

    • 著者名/発表者名
      竹林洋史・小野山賢介・藤田正治
    • 学会等名
      京都大学防災研究所研究発表会
  • [学会発表] 蛇行河岸の浸食・堆積土量と出水ハイドログラフの関係-常呂川における3D地形計測結果と数値シミュレーション-2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木章允,長谷川和義,渡邊康玄
    • 学会等名
      令和元年度土木学会北海道支部論文報告集
  • [学会発表] The effects of vegetation intensity on river morphodynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Kyuka, T., Yamaguchi, S., Inoue, Y., Kon, H. and Shimizu, Y.
    • 学会等名
      11th River, Coastal and Estuarine Morphodynamics Symposium (RCEM2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical experiment on river meandering2019

    • 著者名/発表者名
      Masuya, S., Inoue, T., Iwasaki, T. and Shimizu, Y.
    • 学会等名
      11th River, Coastal and Estuarine Morphodynamics Symposium (RCEM2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphological effects of groundwater table variation on Bolivian meandering rivers2019

    • 著者名/発表者名
      Arnez, K., Nelson, J., Shimizu, Y. and Kyuka, T.
    • 学会等名
      11th River, Coastal and Estuarine Morphodynamics Symposium (RCEM2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental study of abrasion on mixed alluvial -bedrock in annular2019

    • 著者名/発表者名
      M. R. Andriamboavonjy, Izumi
    • 学会等名
      11th River, Coastal and Estuarine Morphodynamics Symposium (RCEM2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] 佐賀県藤津郡太良町に形成された潮汐蛇行の形状・流況特性2019

    • 著者名/発表者名
      竹林洋史
    • 学会等名
      土木学会水工学委員会環境水理部会

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公開日: 2021-12-27  

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