チャンネルネットワークの自己形成機構に関する理論的・実験的研究 -地下水湧出による侵食に着目した線形安定論-

河道网络自形成机制的理论与实验研究-关注地下水渗流侵蚀的线性稳定性理论-

• 批准号: 06750541
• 负责人: 泉 典洋
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750541/
• 关键词: チャンネルネットワーク; ガリ; 地下水; パ-タベーション; インスタビリティーアナリシス; 湧水; 自己形成; 卓越波長

断層によって生じた崖や河岸部の脚部において生じた湧水は,その湧出面を侵食しガリを形成する.このガリは,更なる侵食の進展によって水路へと発達していく.本研究では,ガリ(初期水路)の形成メカニズムを解明するために,室内実験および理論解析を行った.それによって以下の諸点が明らかとなった.1.一次元模型と非粘着性の砂を用いた室内実験によって,湧水によって斜面が侵食され後退していく過程が観察された.湧出面上の土砂が湧水によって剥離され,引き続いてその上部の土砂が崩落することによって,斜面は上流側へと後退していく.この斜面の後退速度は,湧出量と相関があることが明らかとなった.2.二次元模型と石炭粉を用いた室内実験によって,湧水侵食は横断方向に不安定であり,ある一定の間隔でガリが生じることが示された.また,ガリの間隔はガリの発達に伴って広くなっていくことが観察された.これは実際の水路形成の過程でも観察される現象であり,室内実験によっても水路形成の基本的なメカニズムを再現できることが示された.3.斜面の後退速度を湧出量と関係づけ,地下水流の方程式と組み合わせることによって,湧水による斜面侵食を記述する方程式を得た.この方程式をperturbationとinstability analysisの手法を用いて解析することによって,擾乱の発達初期において最大の発達率を有する波長(卓越波長)が求められた.この波長が,実現するガリの間隔に相当していると考えられる.得られた卓越波長は実験によって得られた波長とおおむね一致した.

悬崖和河岸的断层产生的弹簧以及断层的腿侵蚀了弹簧表面并形成沟渠。随着进一步的侵蚀的进展，这种沟渠发展到水道中。在这项研究中，进行了室内实验和理论分析，以阐明沟渠的机理（初始水路）。这揭示了以下几点：1。在室内实验中使用一维模型和不粘的沙子，斜坡被弹簧水侵蚀并撤退。弹簧表面上的土壤被泉水剥离，其顶部的沉积物崩溃了，导致斜坡在上游撤退。该坡度的撤退速度是泉水的量。已经揭示了与2。使用二维模型和煤粉的室内实验表明，春季侵蚀在交叉方向上是不稳定的，并且沟渠在某些时间间隔内发生。还观察到，随着沟壑的发展，沟壑更宽。这是在通道形成的实际过程中观察到的一种现象，结果表明，通道形成的基本机理可以通过实验室实验再现。3。通过将坡度的回缩速度与泉水的体积联系起来，并将其与地下水流程相结合，我们获得了一个方程式，描述了春水水的斜率侵蚀。这个方程是扰动和不稳定性。通过使用分析方法进行分析，确定了在干扰发展的早期阶段发育率最高的波长（最快的波长）。该波长被认为与实际的加利斯之间的间隔相对应。获得的波长与实验获得的波长大致一致。

项目成果

軽部裕・泉典洋: "地下水の湧出による斜面の侵食について" 土木学会第49回年次学術講演会講演概要集第2部(A). 49. 574-575 (1994)

Yutaka Karube 和 Norihiro Izumi：“论地下水渗流引起的斜坡侵蚀”第 49 届日本土木工程学会学术会议摘要第 2 部分（A）49. 574-575（1994 年）。