大阪湾における大規模埋立がもたらす河口域洪水・高潮災害に関する研究

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河口から流出する洪水流の流動特性を密度流効果も含めた三次元数値実験から検討し、洪水流出流の拡がりならびに河口での水位上昇量の埋立地形との関連性を定量的に評価した。次に、大阪湾を対象として、埋立の進展にともなう潮流や高潮の挙動の変化を水深積分した2次元有限要素法から推算して、湾奥部の水埋量に及ぼす埋立地形の影響を評価した。最後に、高潮あるいは潮汐にともなう長周期水位変動を河口で与えた場合の河道内の水位変動に関する水理実験と不等流の理論展開を行い第三近似の摂動解を求めた。[研究成果の災害科学としての意義]近年、大阪湾・東京湾をはじめとした大都市周辺海域において埋立が盛んに行われており、河口付近の内湾形状は年々変化してきている。河口全面の埋立は河口の開口度を狭め、河川水の流出を妨げ、河口における過剰な水位上昇を引き起こす恐れがある。特に、洪水時における河口水位は不等流計算の下流端条件を与え、河川の治水・防災計画を策定する上で重要な量である。本研究では自由水表面を有する三次元密度流数値モデルにkーε乱流モデルを導入して河口の水位上昇量と河口開口度との関連を初めて動力学的に考察した。さらに、河口で長周期の水位変動を与えた場合の河道内の水位変動を水理実験と理論解析の両面から検討し、従来の等流を対象とした理論を不等流に拡張することに成功した。現地の治水計画を実施する上での精度がこれらの研究によって格段に上がったと言える。また、大阪湾の潮流や水質分布の制御を踏まえて提案した埋立形状に対して防災面から高潮災害をとり上げ、埋立背後地の高潮の挙動特性を検討し、近年ややもすれば配慮を忘れ勝ちな高潮災害に関して警告を発した。