本研究は、段落ち直下流の落下水による河床洗掘に及ぼす空気混入の影響を明らかにし、空気混入による洗掘制御法を検討する事を目的として、以下の4テ-マについて行われ、次の様な知見が得られた。 1.斜め噴流による固定床衝突流れの特性:衝突流れは、衝突点付近の縮流によって加速される衝突域と流れが拡散する減速域に分けられ、減速域での速度分布は壁面噴流の速度分布でほぼ近似でき、最大流速の変化や底面圧力分布は衝突域の長さで規定される。境界層運動量方程式に基づいて、底面せん断力分布を計算すると、底面せん断力は、衝突域終端で最大になり、最大底面せん断力は衝突距離に逆比例して減少する事が示された。 2.斜め噴流による洗掘の特性:洗掘過程は、掃流状態での砂輸送に規定される初期・中記、洗掘穴からのふき上げ流れによる浮遊状態での砂輸送に規定される後期に分けられる。洗掘機構をモデル化して、非平衡状態での砂移動による河床変動の式に基づいて洗掘過程の計算を行った。計算結果は実験結果とよく合致し、最終洗掘深は衝突距離よりも噴出速度によって規定される事が示された。 3.段落ち落下水による固定床衝突流れの特性:直角段落ち形状の場合と空気混入効果を高めるため段落ち背面に突起をつけた場合の実験を行って、流れの特性を調べ、空気混入量と衝突流れの特性とが実験式によって関係づけられた。そして、空気混入が多いほど、衝突流速が弱められ、底面せん断力が低下する事が示された。 4.段落ち落下水による洗掘の特性:洗掘の機構は空気混入のない時と同じであった。段落ち背面に突起をつけて、空気混入量を増やすと、洗掘量が減少する事が認められた。又、洗掘計算によって最終洗掘深は、水深が気泡の停滞深さに近づくにつれて急激に減少する事が示された。
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