| 研究課題/領域番号 |
24560631
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 舞鶴工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
三輪 浩 舞鶴工業高等専門学校, 建設システム工学科, 教授 (70190832)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | アーマーコート / 粗礫 / 細砂 / 移動限界 / 限界掃流力 / 混合砂礫 |
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| 研究概要 |
ダム下流では，河床低下やアーマーコートの形成に伴う流路の固定化，澪筋の深掘れ，河道内樹林化等が進行している．これらの改善策を検討するため，本研究では置き土による河床上昇効果および粗礫の移動とそれに伴う流路変動について，置き土の設置形態（形状，量，質）と流量条件，粗礫層への細砂供給による粗礫の移動機構と流路変動の条件等を明らかにすることを目的としている．そして，これらの成果を基に置き土の効果的な運用方法の検討を目指す．本年度は粗礫の移動限界に及ぼす細砂の効果について系統的な実験を行うとともに，従来の評価方法の検証を行った，得られた主要な結果を以下に要約する．
１．粗礫層における細砂の含有率fsを，移動床部の単位体積に充填する粗礫量は一定としてそこに加える細砂量で定義した．そして，アーマーコート層への細砂の供給はfsが0.2以下の状態が対象となること，また，粗礫層の空隙のおよそ1/3が細砂で充填されていると推察されることを示した．
２．同一の水深（勾配は一定）であっても細砂の含有率が増加すると粗礫の移動個数も増加することを示した．このメカニズムは明確ではないが，粗礫に作用する水流が細砂を含んだものとなり，粗礫への作用外力が相対的に増加したためと考えられる．また，河床から離脱後は細砂による減摩効果が作用する．なお，水深の増加に対して粗礫の移動個数は指数関数的に増加し，その増加速度は細砂の含有率に依らずほぼ一定である．
３．粗礫の無次元限界掃流力は細砂の含有率の増加につれて低下し，測定時間や粗礫径による相違はほとんどない．また，粗礫層への細砂混入による粗礫の限界掃流力の低下はおよそ20％と推定される．Egiazaroff式による推定結果との差は細砂含有率の増加とともに大きくなり，粗礫層の変質が進行して粗礫の骨格構造が緩くなると，Egiazaroff式での推定は困難となると推察される．
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
二種類の粗礫に対する移動限界実験を実施し，当初の目的である細砂混入による粗礫の移動限界低下現象に関する検討はおおむね実施できた。ただし，実験の実施によって設定条件を若干拡大する必要性が判明し，これについては平成25年度に追加実験を実施する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
まず，上記の追加実験を実施する．同時に，礫床河川を想定した固定床上での置き土の侵食・流送と河床上昇効果を，置き土の設置形態と流量条件に着目して水路実験と数値シミュレーションによって検討する．次いで，礫床河川における置き土による粗礫の移動と流路変動についても，先と同様の観点から検討する．最後に，置き土の効果的な運用方法について考察する．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
該当なし
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