洪水流による河岸侵食量の現地計測システムの開発

洪水冲刷河岸现场测量系统的研制

基本信息

批准号：
07555162
负责人：
福岡捷二
金额：
$ 9.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

洪水中に河岸侵食が堤防にまで及び、堤防欠壊の危険性が増大すると、人々の生命・財産を危険にさらすことになる。これを防ぐために、従来はコンクリート等の固い人工構造物を利用してきた。現在では河川に環境性が求められ、自然に近い形で河川保護が行われるようになっている。このためには、自然河岸の耐侵食力を明らかにする必要がある。しかし、コンクリートによる被覆に頼ってきたが故に、自然河岸の耐侵食力に関する研究が立ち遅れている。本研究は、比抵抗法によって現地における河岸侵食量を洪水中に測定可能なシステムを開発しようとするものである。本システムは、土と水の電気抵抗の差を利用して、断面内における土と水が存在する範囲を逆解析し、その範囲の時間変化を求めることで河岸侵食量を得ようとするものである。平成7年度には、本侵食量測定システムを試作し、現地河岸において比抵抗法による侵食形状の計測テストを行った。その結果、土質の抵抗が水の抵抗よりも小さく、その電気抵抗の差が小さかったために、明瞭な計測が行えなかった。平成8年度には、人工開削した場において比抵抗測定システムの性能試験を行った。その結果、開削の形状と大きさ、位置等については概ね25cm程度の解像度を有していることが分かった。しかし、比抵抗の逆解析において偽像が発生し、土と水の境界部が明瞭に得られないという欠点が見出された。この時点で選られた問題点は、解像度と境界の不明瞭性、及び測定時間である。平成9年度には、これらの点の内、境界の不明瞭性を対処するために、比抵抗の上限と下限を設定し、かつしきい値を用いて解を2値化するという解析法の改良を行い、平成8年度の実験を再解析した。その結果、対策を行わない場合と比較すると位置は明瞭になるが、解像度に関してはハードウエアの改造を施す必要があることが分かった。

如果河岸侵蚀在洪水期间扩展到路堤，增加堤防破裂的风险，人们的生命和财产将处于危险之中。为了防止这种情况，已经使用了常规的硬人造结构，例如混凝土。如今，河流必须保持环保，并且以接近大自然的方式进行河流保护。为此，有必要阐明天然河岸的侵蚀性。但是，由于依靠混凝土涂料，对天然河岸的抗侵蚀性的研究很慢。这项研究旨在开发一种可以使用电阻率方法在洪水期间测量田间河流侵蚀量的系统。该系统使用土壤和水之间的电阻差来逆转横截面内土壤和水存在的区域，然后计算范围内的时间变化以获得河岸侵蚀的量。 1995年，使用当地河岸上的电阻率方法构建了这种侵蚀测量系统并测试了侵蚀形状。结果，土壤的电阻小于水的电阻，电阻的差异很小，因此无法进行清晰的测量。 1996年，在人为清除的站点上进行了电阻率测量系统的性能测试。结果，发现尖端的形状，尺寸，位置等的分辨率约为25厘米。但是，缺点是产生了电阻率，假图像的反比分析，并且没有明确获得土壤和水之间的边界。此时选择的问题是分辨率，边界晦涩和测量时间。在1997年，为了处理这些点的边界晦涩难度，通过设置电阻率的上和下限来改善分析方法，并使用阈值将溶液进行整理，并重新分析了1996年的实验。结果，该位置比没有采取对策时要清楚，但是发现硬件需要根据分辨率进行修改。