| 研究概要 |
氾濫原規模から河道内の微地形までの種々の中規模河床形波が履歴を伴いながら河川地形が形成されているとの視点に基づき,中規模河床形波における流量規模の履歴効果について,従来までの土砂水理学が教える中規模河床形波の知見を補完する新たな理論体系の確立を目的として,以下の項目について検討を行った.
1)洪水減衰期に形成される水みちの発達過程の解明および洪水減衰期に形成された水みちが平水流量から受ける影響の解明
実河川で地形測量を行い,流量,継続時間によって交互砂州の変形挙動が異なることを明らかにした.すなわち,砂州発生流量以上の出水があれば進行しながら砂州波高は小さくなり,逆に発生流量以下の出水があれば波高は徐々に高くなる.こうした砂州の変形とともに低水時の流路の特徴(瀬淵構造)が異なってくることは,数値解析や線形安定解析を用いてある程度説明できることが確認された.
2)流量に応じた川幅の決定機構の理論解析
水みち形成には,流量変化がある程度緩やかである必要があるとの結論から,従来の定常流を対象とした礫床河川の安定川幅理論を形成段階の水みち幅に適用した結果,従来の定常流を対象とした理論で説明できることが判明したしかしながら,最終的な水みち幅の決定にまでは適用できないことが明らかとなった.
3)座標軸非依存型の河道変形モデルの開発
河道の平面形状を数値計算に適切に反映する方法として一般座標系が広く用いられているが,河道湾曲の曲率が大きい場合や分岐・合流がある場合では必ずしも適当は方法とは言えない.この問題に対して境界適合が必要な箇所のみ任意多角形セルを用いてそれ以外は矩形格子を用いる新たな境界適合法の開発し,その計算点配置のための完全自動システムの開発を行った.
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