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流砂量計測に基づく排砂バイパストンネルの設計高度化に関する研究

基于泥沙流量测量的排沙旁路隧道改进设计研究

基本信息

批准号：
18J14626
负责人：
小柴孝太
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

排砂バイパストンネル（Sediment Bypass Tunnel, SBT）は，先進的な貯水池堆砂対策であるものの，ダム機能の維持を考慮した効率的な運用や，維持管理費用に関しては不明点が多い。本研究では，これらを解明する上で基礎的な情報となる，SBT内土砂流下動態を観測することを目的とする。SBT内の流砂観測は，その流速と掃流砂量が大きいため困難を伴う。そこで，本研究では砂防分野で使用されているインパクトプレートと呼ばれる間接的流砂計測手法を採用した。当手法は，掃流砂が河床に設置した鋼製プレートに衝突する音響エネルギーを計測し，その信号波形から土砂の特性（流砂量，粒径）を推定する。しかし，SBTのような高流速下での計測実績や，土砂特性の一般的な推定式が確立されていない。そこで，第一に水路実験，インパクトプレートが導入されている長野県小渋ダムSBTにおける現地実験を行ない，波形から土砂特性を推定するモデルを構築した。モデル設計においては，一般的な推定モデルを作るために，従来の河川固有の回帰式を計算する方法ではなく，生波形からの信号処理を経たモデル構築を行った。当プロセスは，ノイズ除去，特徴量抽出，モデリングのステップがある。ノイズ除去に対しては，流砂が生成する波形の特性を考慮して，離散ウェーブレット変換を用いた手法を取り入れた。特徴量としては，従来使用されてきたパルス数（波形の山の数）をより詳細に計算したものを採用した。モデリングに関しては，既往の実験や現地観測で得られた力学的知見と，高い不確実性を双方考慮することを意図して，ガウス過程回帰を選択した。当モデルは，従来の手法と比べ高い精度を示すともに，推定値の不確実性を表現することができた。最終的に，当モデルを小渋ダムSBTにおける観測データに適用することで，SBT運用中の経時的かつ平面的な流下土砂動態を定量化した。

Sediment Bypass Tunnel, SBT), the advanced storage tank sand storage policy is used, the function is maintained and the efficiency is considered, and the maintenance management cost is not clear and there are many unclear points. The purpose of this study is to understand the basic information on the above and to measure the dynamics of soil and sand flow in SBT. It is difficult to measure the flowing sand in the SBT, and the flow rate and amount of sweeping sand are large, which makes it difficult. In this study, the indirect quicksand measurement method was used in this study. When the technique is used, the sand and gravel are swept and the river bed is set and the steel pipe is clashed and the sound is measured, and the signal waveform is measured and the characteristics of the soil and sand (quick sand amount, particle size) are estimated.しかし, SBT のようなMeasurement results at high flow rates, and general estimation formulas for soil and sand properties されていない established.そこで, the first に水路実験, インパクトプレートが imported されているNagano Prefecture 小渋ダムS BT's current location is the same as the current one, and the waveform is the same as the soil and sand characteristics.モデル Design においては, general な inferred モデルをるために, 従来の河plain's unique answer The formula is calculated and the method is calculated, and the waveform is generated and the signal is processed and the waveform is constructed and the line is constructed. When the プロセスは, ノイズ is removed, the special amount is extracted, and the モデリングのステップがある is extracted. The ノイズ removes the に対しては, the quicksand が generates the する waveform characteristics を considers して, and the discrete ウェーブレット変changes を uses the いた technique をtakes り into れた. The special measurement is the としては, and the されてきたパルスnumber (waveform の山のnumber) is calculated in detail using the したものを.モデリングに关しては, the knowledge and insights of mechanics in the past have been obtained by observing and measuring on the spot, The high degree of uncertainty means that both sides consider the meaning of the decision, and the process returns to the choice. When it comes to モデルは, the technique of 従来 is higher than べ and the accuracy is higher than that of すともに, and the uncertainty of the presumed value is expressed することができた. In the end, when the モデルを小渋ダムSBT における観measurement was applied, the dynamic flow of soil and sand flowing down the plane when SBT was used was quantified.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Sediment Transport Monitoring with Impact Plates during Koshibu Sediment By-pass Tunnel Operations in 2016 ー 2018

2016 - 2018 年小涩泥沙绕道隧道运营期间使用冲击板进行泥沙输送监测

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
In Proc. 3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels
影响因子：
0
作者：
Takahiro Koshiba;Tetsuya Sumi
通讯作者：
Tetsuya Sumi

Application of the wavelet transform to sediment grain sizes analysis with an impact plate for bedload monitoring in sediment bypass tunnels

小波变换在泥沙颗粒尺寸分析中的应用，用冲击板监测泥沙绕行隧道的床载量

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
River Flow, Lyon, France, 2018
影响因子：
0
作者：
161.Johnson;AC.;Jurgens;MD.;Nakada;N.;Hanamoto;S.;Singer;AC.;Tanaka;H.;Takahiro Koshiba and Tetsuya Sumi
通讯作者：
Takahiro Koshiba and Tetsuya Sumi

Current and future study topics on reservoir sediment management by bypass tunnels

旁路隧道水库泥沙治理的当前和未来研究主题