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石礫河川の代表粒径の決め方および河床形状、流砂量の評価手法に関する研究

砾石河流代表性粒度确定及河床形态及含沙量评价研究

基本信息

批准号：
20J22413
负责人：
熱海孝寿
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Chuo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，石礫河川の河床構造の変化過程，粒子運動，掃流層内の流れ構造を明らかにすることを目的に，１オーダー程度の粒度幅を有する球状粒子群を用いて数値移動床実験を実施した．露出および埋没していた大粒径粒子群は，離脱し，表層で堆積が生じ，重心位置が鉛直上方に遷移する．小粒径粒子群は，大粒径や中粒径間の離脱した空隙を埋め，平均河床高の下に堆積し，重心位置が鉛直下方に遷移する．また，中粒径粒子群は，平均河床高付近で堆積が生じ，初期位置によって，重心位置が鉛直上方や下方に遷移する．これによって，鉛直分級が形成される．さらに，鉛直分級の発達過程での離脱・堆積量やpickup rateおよびdeposition rateの鉛直分布の評価を試み，河床構造の変化過程について考察を行った．また，鉛直分級が発達した時間帯で流れ場のデータの抽出を行い，動的平衡状態の掃流層内の流れ構造と粒子運動との関係を調べ，掃流層内の流速分布やレイノルズ応力分布などから，流れ構造と粒子運動の相互作用について明らかにした．並行して，石礫河川の掃流砂に及ぼす粒子形状の効果について検討を行った．既往の検討から，覆瓦構造などの表層の粒子配列による噛み合わせの効果により，移動開始時の運動に形の影響が現れやすい．しかしながら，高掃流力条件のように移動粒子群が存在する場合，粒子形状の効果が卓越するかは不明であり，この点について検討を行った．同一体積で粒子形状のみが異なる粒子群を用いて，粒子が活発に移動する掃流力条件で行い，無次元掃流力0.18,0.30程度の場合は，名目直径を用いて表される無次元の流砂量，流砂体積，粒子速度に与える粒子形状および体積の違いによる差異は小さいことが明らかとなった．これらの検討結果は，一部学会発表を通じて成果を報告した．

This year, the river bed structure transformation process of gravel river, particle movement, flow structure in sweep layer, light and light, particle size and amplitude, spherical particle swarm, particle size and moving bed are implemented. Large particle size clusters are exposed, separated, and accumulated in the surface layer. The center of gravity moves vertically upward. Small particle size group, large particle size group and medium particle size group are separated from each other, the gap is buried, the average river bed height is accumulated below, and the center of gravity position is moved vertically below. The average bed height is higher than the average bed height. The initial position is higher than the average bed height. The center of gravity is vertically higher than the average bed height. The vertical grade is formed. In addition, the evaluation of vertical distribution of separation, accumulation, pickup rate and deposition rate in the process of vertical classification, and the investigation of river bed structure transformation process are carried out. In addition, the vertical classification reaches the time interval, the flow field is extracted, the relationship between the flow structure and particle motion in the swept layer in the dynamic equilibrium state is adjusted, the velocity distribution and the force distribution in the swept layer are adjusted, and the interaction between the flow structure and particle motion is adjusted. In parallel, gravel river sweep sand and sand particle shape effect of the investigation. In the past, the effect of particle alignment in the surface layer of the cladding structure was studied, and the effect of motion at the beginning of the movement was also studied. When the conditions of high sweeping force exist, the effect of particle shape is excellent. For particles of the same volume with different shapes, the particles move around under the condition of sweeping force, which has no dimension. When the sweeping force is 0.18 or 0.30, the nominal diameter of the particle is different from that of the particle shape and volume. The results of the investigation were reported to the Ministry of Education.

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

混合粒径数値移動床水路実験による粒子群の跳躍と鉛直分級に関する研究

混合粒径数值移动床水槽实验研究颗粒群跳跃和垂直分级

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
土木学会論文集B1(水工学)
影响因子：
0
作者：
Fujita;K & Okada;K;熱海孝寿，福田朝生，福岡捷二
通讯作者：
熱海孝寿，福田朝生，福岡捷二

Effects of irregular particle shapes on the sediment movement and transport rate in gravel-bed channels

不规则颗粒形状对砾石床河道泥沙运动和输移速率的影响

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
River Flow 2020
影响因子：
0
作者：
Takatoshi Atsumi;Shoji Fukuoka
通讯作者：
Shoji Fukuoka

流体中の石礫粒子の移動開始時と跳躍時の運動に及ぼす形状の効果

形状对流体中砾石颗粒在运动开始和跳跃过程中运动的影响

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
土木学会論文集B1(水工学)
影响因子：
0
作者：
熱海　孝寿，福岡　捷二
通讯作者：
熱海　孝寿，福岡　捷二

A study on vertical sorting mechanism in gravel bed rivers with graded sediment using the APM method.

APM法研究级配砂砾石床河流垂直分选机制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Qing Yu;Daiki Ikami;Go Irie and Kiyoharu Aizawa;宮井淳行，郁青，伊神大貴，入江豪，相澤清晴;小山　翔平;Takatoshi ATSMI
通讯作者：
Takatoshi ATSMI

石礫粒子の形状が粒子運動に及ぼす影響

砾石颗粒形状对颗粒运动的影响

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
PAUL Soumyadeep;HSU Wei-Lun;MAGNINI Mirco;MASON Lachlan R.;ITO Yusuke;HO Ya-Lun;MATAR Omar K.;DAIGUJI Hirofumi;桑原佑典;熱海　孝寿
通讯作者：
熱海　孝寿