樹林帯における固液混相流の抵抗則と土砂堆積に関する研究

林区固液多相流与泥沙沉积阻力规律研究

• 批准号: 08650612
• 负责人: 橋本 晴行
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650612/
• 关键词: 樹林帯; 固液混相流; 抵抗則; 抗力係数; 土砂流; 掃流状集合流動; 土石流

樹林帯は、災害時には土石流、土砂流などの土砂災害対策として、平常時にはゆとりと潤いを与えるソフトなインフラとして注目されている。しかしながら、樹林帯における土石流、土砂流などの国液混相流の抵抗則や土砂堆積の定量的な評価については全く未解明であり、その評価法の確立が急務である。本研究の目的は、まず、樹林帯の抗力係数や土砂堆積の状況を実験的に調べるとともに、一次元の運動方程式および連続式を基に土砂堆積の数値計算法を確立し、樹林帯のスケールに関する知見を得ることである。得られた結果は以下のとおりである。(1)樹林帯の抗力係数は清水流よりも混相流の場合の方が大きく、土砂濃度や樹林帯密度が増加するにつれ増加する傾向がある。(2)樹林帯内の堆砂は時間の経過とともに下流側から上流側へと進行し、堆砂の発生域は樹林帯密度が大きくなるにつれ下流側から上流側へと移動することが分かった。(3)樹林帯内における運動方程式と連続式をMacCormack法を用いて差分化し、掃流砂による1次元河床変動計算を行った。また、抗力係数および樹林帯密度を変化させて堆砂形状への効果を調べた。堆砂形状の計算は必ずしも実験結果を良好に説明するものではないが、樹林帯の特性を良く表している。

森林区吸引着一种柔软的基础设施，可以在正常时期提供空间和水分，作为对灾难期间沙漠流和沉积物流量等滑坡的对策，以及提供空间和水分的软基础设施。但是，森林区域中的混合相流量（例如碎屑流和沉积物流以及沉积物沉积的定量评估）的阻力定律尚不清楚，迫切需要建立一种评估方法。这项研究的目的是首先尝试研究森林区域中的阻力系数和沉积物状态，并建立基于一维运动和连续方程的沉积物沉积的数值方法，并深入了解森林区域的规模。获得的结果如下。 （1）在混合相流量的情况下，森林区域的阻力系数要大于淡水流中的阻力系数，并且随着沉积物浓度和森林区密度的增加，森林区域的阻力系数往往会增加。 （2）发现森林区域内的沉积物随着时间的流逝从下游侧到上游，并且随着森林区密度的增加，沉积物发生的区域从下游侧向上侧移动。 （3）使用MacCormack方法分化了森林中的运动方程和连续方程，并使用扫描砂计算一维河床变化。此外，更改阻力系数和森林区密度以研究对沉积物形状的影响。沉积物形状的计算不一定很好地解释了实验结果，但确实很好地代表了森林带的特征。

项目成果

平野宗夫・橋本晴行他2名: "樹林帯に作用する土砂・水混相流の流体力と土砂堆積" 水工学論文集. 41巻(掲載予定). (1997)

Muneo Hirano、Haruyuki Hashimoto 等 2 人：“作用于森林地区的沉积物和水的混合相流的流体力和沉积物”《水利工程学报》第 41 卷（待出版）。

橋本晴行・平野宗夫他2名: "樹林帯における固・液混相流の特性" 第1回環境流体シンポジウム講演論文集. 391-392 (1996)

Haruyuki Hashimoto、Muneo Hirano 等 2 人：“森林地区固液多相流的特性”第一届环境流体研讨会论文集 391-392（1996）。