砂州地形の撹乱を維持するための流砂の量的・質的管理と河川構造物の効果的配置

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以下，3種の実験を遂行した．1.聖牛周辺の流れの3次元構造の解明：伝統的河川構造物であり透過型水制の1種である聖牛を対象に，流れに対する水制軸の角度を変化させ，聖牛周辺の流速及び乱れ強度分布を計測した．その結果，聖牛による流れの拡散域と収束域が生じていること，水制軸の角度の増加に伴い水はね効果が増すこと，聖牛後流部に乱れ強度の小さい領域が形成されることなどが明らかとなった．2.透過型水制が周辺河床に与える影響：3種の水制工について，水制周辺の局所的な地形変化とそれに伴う流送土砂量の改変について移動床水路を用いた実験により検討した．その結果，ハイドロバリア水制，杭出し水制のいずれについても，平均年最大規模流量に対しては水制による縮流と後流域形成の影響が大きく，水制近傍に生じる局所洗掘を起因とする水みちの更なる発達により河道の二極化がより進行する傾向が伺えた．これに対して菱牛を砂州上に配置した場合，砂州を適度に変形させることで横断方向の比高を小さくすると共に，流砂と砂州本体の流動性を高めることも明らかとなった．3.水制周辺の流砂・地形変動に寄与する平均流構造と乱れ特性計測：不透過型水制，石かご水制及び杭出し水制を水路に設置し，水没した状態において，構造物周辺の時間平均流速、乱れエネルギー及びレイノルズ応力の分布特性や，縦断・横断水面勾配の変化特性に着目した．その結果，構造物本体の透過性によって，せき上げ・水はね効果，背後渦の規模・位置と流れの混合特性等が異なることが明らかとなった．加えて，研究対象河川である那賀川河口～10.4km区間における横断及びALB河床測量データを入手し河床変動計算の準備を行うと共に，構造物周辺の強い3次元流れを再現しうる数値モデルを構築し，構造物の透過性を考慮するモデルに関する検討を開始した．