河川堤防および貯水池の決壊に伴う洪水・土砂の流下過程

河堤、水库溃决引起的洪水和泥沙流动过程

• 批准号: 63601519
• 负责人: 村本 嘉雄
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 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: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63601519/
• 关键词: 破堤; ダム決壊; 段波; 洪水; 土砂流出; 洪水・土砂氾濫

本研究では、河川堤防及び貯水池決壊時における直下流の急変非定常の挙動、ならびに土砂流出と地形変化を伴う場合の段波と洪水氾濫の特性に注目して基礎実験と水理解析を行った。まず、河川堤防決壊時の洪水・土砂の流下特性に関して、堤体高・堤体材料及び水理条件を変化させた破堤実験の結果を検討し、決壊口の拡大過程し周辺の地形変化、流出流量と水面形の変化及び流速分布特性を明らかにするとともに、破堤部周辺の平面流況に関する数値解析を試みた。その結果、決壊口の拡大過程と流出流量の関係は、堤体中央で支配断面が現れる条件を仮定してある程度予測できるが、堤内地の地形変化については流速の鉛直分布より平面分布が支配的で、浅水流方程式と有限要素法を改良した解析から、決壊口流出部における急激な流速変化とその下流の拡散過程について実験値に対応する特性が示された。一方、昭和58年の山陰豪雨による三隅川の洪水・土砂氾濫災害を対象として、通常の基本変数モデルと渦度モデルによる数値解析を行い、浮遊砂の堆積の再現性を中心に考察した。つぎに、貯水池の決壊に伴う洪水・土砂の流下過程については、水路部が固定床及び移動床の緩勾配と旧勾配の条件で、貯水池の堆砂高と水深を変化させた瞬間全面決壊実験を行い、各条件下の段波の伝播・変形特性を明らかにするとともに、数値解析法の検討をった。移動床における段波の特性は、緩勾配では固定床水路と同様にフロント部の偏平化と伝播速度の提言が顕著であるが、旧勾配ではピーク水深が流下方向に一定あんまり増幅する場合もあって、伝播速度も加速される傾向にあった。数値解析には、基礎敷きを無次元化したMcCarmack法とと渦動粘性を導入した1次元・2次元の氾濫モデルを用い、段波フロント部の粗度係数と水平粘性項に修正を加えることによって、フロント掲示用と伝播過程が実験値に対応し、閉口フルード数も妥当な値になることが確認された。

This study focuses on the characteristics of segment waves and floods in the case of rapid and unsteady movement of direct flow, soil and sand outflow, topographic changes, and basic analysis of water mechanics. This paper discusses the relationship between flood, soil and sand flow characteristics, dike height, dike material and hydraulic conditions, and the results of dike failure, the process of dike failure, the topographic change of the periphery, the change of outflow flow, water surface shape and velocity distribution characteristics, and the numerical analysis of plane flow conditions around the dike failure. The results show that the relationship between the flow rate and the flow rate of the dike is different from that of the flow rate of the dike. The condition of the dominant section in the center of the dike is determined. The degree of prediction is determined. The terrain in the dike is changed. The vertical distribution of the flow rate is dominated by the plane distribution. The shallow flow equation is improved by the finite element method. The characteristics of rapid velocity change and dispersion in the downstream of the outlet are shown. The flood and sand disaster of Mikugawa River in 1958 was analyzed in terms of the basic parameters and the reproducibility of suspended sand accumulation. In the process of water storage, the process of water storage, flood, soil and sand flow, the conditions of slow connection and old connection between fixed bed and movable bed, the change of sand accumulation height and water depth of water storage tank, the instantaneous and comprehensive solution, the characteristics of wave propagation and shape under various conditions, and the numerical analysis method are discussed. The characteristics of the moving bed wave are: slow coupling, flat coupling, propagation speed, and acceleration tendency. The numerical analysis is based on the dimensionless McCarmack method and the eddy viscosity is introduced into the 1st and 2nd dimensional flood, the thickness coefficient of the segment and the correction of the horizontal viscosity term.

项目成果

村本嘉雄: PRoc.of Japan-Taiwan Joint Seminar on Natural Hazard Mitigation.

Yoshio Muramoto：日本-台湾自然灾害减灾联合研讨会。

藤田裕一郎: 第7回日本自然災害学会学術講演会要旨集. 58-59 (1988)

藤田雄一郎：日本自然灾害学会第七届学术会议摘要58-59（1988）。

大久保賢治: 第33回水理講演会論文集. 337-342 (1989)

Kenji Okubo：第 33 届水利会议论文集 337-342 (1989)。

村本嘉雄: 平成元年度土木学会関西支部年次学術講演会講演集. (1989)

Yoshio Muramoto：1989年日本土木工程师学会关西分会年度学术讲座论文集（1989）。