| 研究概要 |
本研究は、山地河道における流砂現象を土砂水理学的手法に基づいて明らかにしようとするものであって、次の三つの分担課題、すなわち、1.河道における掃流力分布の推定法、2.流路の侵食機構、3.侵食砂礫の輸送機構からなっている。以下、得られた成果を要約する。
1.山地河道の典型的な例とし階段状河床波を取り上げ、このような流路床における掃流力の縦断分布を実験的に調べた。その結果、掃流力は、クレストと再付着点の間で負になり、再付着点より下流では直線的に増加し、クレストにおいて最大値になることが判明した。ついで、直線流路における掃流力の横断分布について理論的考察を進め、2次流の効果を考慮した掃流力の推定法を提示した。2.流路の侵食機構については。とくに、アーマ・コートに被覆された河床の侵食現象を対象として、アーマ・コートの破壊条件,破壊時ひおける流砂の挙動を理論,実験の両面より検討した。まず、階段状河床波上の掃流力分布と材料の粒度分布特性値を考慮したアーマ・コートの破壊条件を明らかにした。ついで、破壊時における掃流砂と浮遊砂の挙動を詳細に調べ、破壊時におけるこれらの運動モデルを提示した。 3.侵食砂礫の輸送機構については、上述の研究を基礎として、掃流砂および浮遊砂の輸送モデルを提示した。これは、流れの連続式とエネルギー式,流砂の連続式と流砂量式,および河床表面とその下層の粒度分布式からなっており、アーマ・コートの形成過程や破壊過程における流砂の量的・質的変化ばかりでなく、河床材料の粒度分布の予測を可能にするものである。本モデルの妥当性を検討するため、粒度分布の広い材料(1〜38mm)を用いて水路実験を行った。その結果、本モデルは、掃流砂や浮遊砂の縦断分布およびそれらの粒度分布、ならびに河床の粒度分布を的確に評価することが判明した。
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