ヘッドカットによるガリーの発達機構に関する研究

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ガリー侵食は,山地斜面,河川氾濫原やスピルウェイでみられる侵食の一形態であり,比較的短時間のうちに大規模な地形変化を引き起こす.本研究では,ヘッドカットと呼ばれるガリー頭部の鉛直に近い壁が崩落により侵食され,それが上流に向かって進行していく過程について,実験,解析により検討するものである.本年度の成果は次の通りである.1)ヘッドカットによるガリー侵食過程の実験的検討砂面表層にカラースプレーを散布して表面侵食を抑制することにより,ヘッドカットによるガリー侵食を実験水路に再現した.昨年度の1次元的な実験をもとに,2次元的な浸食過程の検討を行なった.実験によって,堆積層下流端における落差部の初期的な不規則性が発達し,それが1本の流路へと成長していく過程が明らかとなった.2)ヘッドカットによるガリー侵食過程の数値解析大地に切れ込むようなガリーが形成されると,ヘッドカット面に沿った落ち込みラインが平面的に複雑な形状となる.この落ち込みラインに沿って,ガリー頭部ほど流量が集中することにより,頭部の侵食量が大きくなって,ガリーの発達が促進される.本年度は,こうした過程を複雑な平面形状を有する落ち込みラインに合わせて格子を設定する平面2次元流れの数値解析とヘッドカットの進行に関する実験式のカップリングから,ガリーの発達過程の再現を行なった.その結果,初期に与えられた不規則な擾乱が発達し擾乱同士の合体が生じることによって,流路が拡大しつつ合体していく過程を再現した.