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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

基本信息

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

项目摘要

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。

From 2020 onwards, the water level of the river basin will be reduced, the water level of the necessary stations will be reduced, and the water level of the necessary stations will be reduced. The formation of river channel and river bed is the main reason for the interaction of sand state. In 2022, the following 2 achievements were achieved in the exchange of sand and sand. The result of the calculation of the velocity of the flow of sand in the interactive state is derived. The characteristics of the flow of water in the alternating sand state are studied. The flow velocity and the flow mechanism are explained. The flow fluctuation phenomenon of the river bed is discussed. The same equation is used to prove the flow velocity of the alternating sand. The result is that the river channel has the possibility of being used. 2. The results of the two projects are different, and the specific origins of the development of the sand state are different. Artificial modification of the riverbed caused the formation of sand and gravel, and the formation of instability of the riverbed over 60 years. The density of the space above 1 square cm, the water surface and the bottom surface are measured simultaneously, and the method of development and arrival of the sand state is measured in detail. The results of these measurements, initial conditions and the origin of the formation of the water surface wave train of the flat river bed, regardless of the size of the water surface wave train, are specific. The result is that there are rivers and levees that encroach on and cross the river. The source of the current flow path is to be avoided. The current flow path is to be narrowed.