自然法則に基づく安定性河道とデータ駆動型の河道の予知保全法による河川の多重性向上

通过基于自然规律的稳定性河道和数据驱动的河道预测维护方法提高河流冗余度

• 批准号: 21H04596
• 负责人: 安田 浩保
• 金额: $ 26.87万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04596/
• 关键词: 安定河道; 河道の予知保全; データ駆動; 自己組織化現象; 交互砂州; 観測ビッグデータ; 自然法則; 予知保全; カオス; 安定性河道; データ駆動型解析; マイクロ波

2020年に開始した流域治水により、必要な箇所の水位を確実に低減させるためには、排水を計画した地点の前後の区間における洪水による河道の変形を抑制できる必要がある。このような河道の変形は、河床の自発的に形成される交互砂州が要因となるものと考えられている。2022年度は、交互砂州に関する以下の2つの成果を得た。一つ目の成果は交互砂州の流下速度の推定式の導出である。交互砂州は洪水時に流下する性質があると考えられており、この流下速度や流下の機構を解明するため、河床の変動を波動現象と見做し、河床の移流拡散方程式を導出した。また、同方程式における移流係数が交互砂州の流下速度となることを実証した。この成果は、来るべき洪水において河道のどこが水衝部となるかの推定に利用できる可能性がある。二つ目の成果は、交互砂州の発生の起源の特定である。人工改修により河床を平坦としても交互砂州が発生するが、この発生は砂礫で構成される河床の生得的な不安定性に由来するものと60年以上にわたり考えられてきている。これに対し、採択者らは、模型実験において1平方cm以上の空間的な密度で水面と底面を同時に測定できる手法を用い、交互砂州の発生から発達の過程について空間と時間の両方を細密に測定した。この測定の結果、初期条件として与えた平坦な河床においてさえ無視できない規模の水面波列が自励的に発生し、これが交互砂州の発生の起源となることを特定した。この成果は、交互砂州を有する河川において堤防の侵食や越流を根源的に回避するためには、現行の流路幅を縮小する必要があることを示唆する。

2020 に began し た river basin water conservancy に よ り, necessary な be を の water level specified by に low cut さ せ る た め に は, drainage を project し た に の interval before and after the site の お け る flood に よ る の river - shaped を inhibit で き る necessary が あ る. The main causes of the される interaction sand state が formed by the に deformation of the <s:1> river channel ような and the self-occurring に of the riverbed <e:1> are となる and と. For the year 2022, する and the interactive Sarawak に related する and below <s:1> 2 する <s:1> achievements を obtained た. The <s:1> result <e:1> of the interaction of the <s:1> flow velocity <s:1> of Sarawak <s:1> is derived from the である. Interactive bar は flooding に shed す る nature が あ る と exam え ら れ て お り, こ の drips speed や の institutions を interpret す る た め, riverbed の - move を fluctuations と do し, riverbed の advection company, dispersion equation is derived を し た. Youdaoplaceholder0, when interacting with the における flow coefficient が of the equation, the <s:1> flow velocity in Sarawak となる とを proves that た た た. は こ の achievements, to る べ き flood に お い て river の ど こ が water department と な る か の presumption に using で き る possibility が あ る. The results of the second project <e:1> and the specific origin <e:1> of the interaction with Sarawak である. Artificial a switch to に よ り flat bed を と し て も interaction sand state が 発 raw す る が, こ の 発 raw は gravel で constitute さ れ る の living river beds な labile に origin す る も の と 60 years に わ た り exam え ら れ て き て い る. こ れ に し seaborne, mining 択 ら は, model be 験 に お い て 1 square cm の で な density of the space above the water と underside を に measurement at the same time で き る gimmick を い, interactive bar の 発 raw か ら 発 の process に つ い て space と time の struck party を close に determination し た. こ の の results, initial conditions と し て and え た flat な riverbed に お い て さ え ignore で き な い scale の surface wave train が self-excited に 発 し, こ れ が interaction sand state の 発 raw の origin と な る こ と を specific し た. は こ の achievements, interactive を sand states have す る rivers に お い て dyke の essentially や more flow を root に avoid す る た め に は, current の flow of narrow を す る necessary が あ る こ と を in stopping す る.

项目成果

等流仮定の摩擦損失モデルが河床波曲面上の流れで有する適用性の検証

验证假设均匀流在河床波浪表面上流动的摩擦损失模型的适用性

• 发表时间: 2022
• 作者: 大泉尚紀;安田浩保
• 通讯作者: 安田浩保

原子核乾板検出器を用いた河川堤防内部の宇宙線イメージング

使用核乳胶探测器对河堤内进行宇宙射线成像

• 发表时间: 2022
• 作者: 北川暢子,森島邦博,福元豊,安田浩保,今西智也,宮田芙悠,児玉滉人,志水凱,森井健登,岸本和樹,中野健斗;西垣豪人
• 通讯作者: 西垣豪人

交互砂州が左右岸の水位差に及ぼす影響

沙洲交替对左右岸水位差的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 黛由季;茂木大知;村井 剛徳;安田 浩保
• 通讯作者: 安田 浩保

On the occurrence of sandbars

关于沙洲的出现

• DOI: 10.1063/5.0128760
• 发表时间: 2023
• 期刊: Physics of Fluids
• 影响因子: 4.6
• 作者: Moteki D.;Seki S.;Muramatsu S.;Hayasaka K.;Yasuda H.
• 通讯作者: Yasuda H.

交互砂州の形成過程におけるDMDモードの識別

交替沙洲形成过程中DMD模式识别

• 发表时间: 2022
• 作者: 齊藤浩輝;安田浩保;早坂圭司;村松正吾
• 通讯作者: 村松正吾