水草のある河床における生態水理学的考察

水生植物河床的生态水力学考虑

• 批准号: 04202250
• 负责人: 長岡 裕
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Musashi Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04202250/
• 关键词: 水草; 河川環境; 物質輸送; 乱れ強度; 穂波現象; 組織的渦; スペクトル解析; 植生密生度

本研究は栄養塩濃度が比較的高くかつ照射日光強度の大きい中小河川等でしばしばみられる水草のある河床をとりあげ,その水質生態学的環境について特性を解明し,もって河川の親水性を工学的手法によってに改善することを目的とした。実験には,長さ8.5m,幅0.1m,高さ0.2mの透明アクリル製可変勾配水路を用いた。水草モデルとしては,塩化ビニール板に画鋲を接着し,針にシリコンチューブ(外径1.0mm,内径0.5mm,長さ10mm)を取り付けたものを使用し,水路幅中央における鉛直断面の流速測定を行った。実験条件としては,植生密生度(模擬水草の全表面積を植生域の底面積で除した値)を変化させた。流速測定はレーザードップラー流速計を用いた。水草の揺動と流速変動との関係について詳細に検討することを目的に,流速測定とビデオカメラによる水草の動きの撮影を同時に行った。ビデオ画像からは,水草の先端位置を読み取り揺動変位を測定した。植生密生度が大きくなるにつれて,流速分布および乱れ強度分布形が植生域特有の形に近づくこと,乱れ強度分布が植生境界面付近をピークとしていることより,境界面付近で発生した乱れが周囲に拡散していることが実験結果より示された。流況の可視化により,植生内の遅い流体塊が表面流に流れ込む現象と表面流の速い流体塊が植生内流に流れ込む現象が,植生境界面付近で確認され,流体塊の移動にともない水草が揺動している様子が観察された。また,表面流には周期的な渦が存在していた。穂波現象植生密生度が大きいほど顕著に発生した。同時測定の結果より,流速の急激な上昇と水草先端の下降には相関関係のある可能性が示唆されてた。これらの変動のスペクトルを調ベた結果,低周波域(約0.5Hz)でピークの有る形となっており,揺動と流速変動との相互関係が低周波の渦によりもたらされていることがわかった。

This study aims to clarify the environmental characteristics of water quality ecology and improve the hydrophilicity of rivers by comparing the high concentration of nutrients and the intensity of sunlight in medium and small rivers. In practice, the length is 8.5m, the width is 0.1m, and the height is 0.2m. The flow velocity measurement of the vertical section in the middle of the channel width is carried out by using the needle (outer diameter 1.0 mm, inner diameter 0.5 mm, length 10mm). In this case, the vegetation density (the total surface area of the simulated plant, except the bottom area of the vegetation) is changed. Flow rate measurement is the key to flow rate measurement. The relationship between water plant movement and flow velocity is discussed in detail. The relationship between water plant movement and flow velocity is determined simultaneously. The position of the tip of the plant is measured. Plant density is high, velocity distribution is high, intensity distribution is high, shape is close to vegetation area, intensity distribution is high, vegetation area is close, boundary area is high, occurrence is high, velocity distribution is high, intensity distribution is high, shape is close to vegetation area, intensity distribution is high, vegetation area is close to vegetation area, occurrence is high, velocity distribution is high, intensity distribution is high, shape is close to vegetation area, intensity distribution is high, vegetation area is close, boundary area is close, occurrence is high, velocity distribution is high, intensity distribution is high, intensity distribution is high. The flow condition is visualized, the surface flow phenomenon is observed, the surface flow phenomenon is observed, the flow phenomenon is observed, and the flow phenomenon is observed. There are periodic vortices in the surface flow. The wave phenomenon occurs at a high density. At the same time, the results show that the relationship between the rapid rise of flow velocity and the decline of water plant tip is possible. As a result, the low frequency domain (about 0.5Hz) has a shape, and the flow velocity has a relationship with the low frequency vortex.

项目成果

五十嵐 基文: "柔軟な水草を有する河床上の流れの水理学的考察" 第27回日本水環境学会年会講演集. 126-127 (1993)

Motofumi Igarashi：“水力考虑具有柔性水生植物的河床流量”日本水环境学会第 27 届年会记录 126-127（1993 年）。