Comprehensive evaluation of flood control, water use and ecomorphological functions of rubble-mound river structures

多自然川づくりでは，流れの多様性や景観を創出するために，護岸，堰，床止め，水制などの水工構造物を巨石や修景ブロックで構築することが多い．特に自然石材料の場合には，地先近隣の原石山や河川内から低廉に調達することが可能であり，人工材料のような摩耗や経年劣化の心配がない．また，石積み構造物は多孔性・透過性を備えバイオ・ハビタットを提供するとともに，曝気促進や有機物・濁質の分解・除去など浄化機能を期待することもできる．しかし，河川構造物は低水から高水に至る様々な流況に暴露されるため，集中荷重への耐荷力が剛体構造物に比べて小さな石積み構造の場合には，きめ細やかな維持点検と補強・修復を前提として管理する必要がある．本研究では，洪水時の短期出水や1年365日の水文変動に対応する長期出水を想定し，治水・利水・環境面から見た石積み構造物の付加的機能を，同一諸元の不透過構造物（従来技術）との比較から総合的に評価する．主に着目する水理特性や構造物性能は，水位・流量制御機能，流れエネルギーの拡散・消散特性，可撓・屈撓性による河床との密実性，構造物周縁の局所洗堀の抑制，曝気促進・汚濁除去などである．初年度においては石積み堰を対象として，国内中小河川で発生し得る単一ピーク型ハイドログラフのモデル洪水に対して非定常水理解析を実施した．過年度の科研費補助事業（基盤研究(C)「自然材料を利用した水工構造物の学理構築と公式化」，2017-2022年度， 17K06588）で得られた石積み堰公式を利用して，石積み堰の貯留・疎通特性，洪水減勢機能，構造物各所の流体力成分，汚濁除去率などの時間履歴が得られ，石積み構造物の治水・利水・環境機能を総合的に評価するために必要な知見を得た．

多自然川づくりでは，流れの多様性や景観を創出するために，護岸，堰，床止め，水制などの水工構造物を巨石や修景ブロックで構築することが多い．特に自然石材料の場合には，地先近隣の原石山や河川内から低廉に調達することが可能であり，人工材料のような摩耗や経年劣化の心配がない．また，石積み構造物は多孔性・透過性を備えバイオ・ハビタットを提供するとともに，曝気促進や有機物・濁質の分解・除去など浄化機能を期待することもできる．しかし，河川構造物は低水から高水に至る様々な流況に暴露されるため，集中荷重への耐荷力が剛体構造物に比べて小さな石積み構造の場合には，きめ細やかな維持点検と補強・修復を前提として管理する必要がある．本研究では，洪水時の短期出水や1年365日の水文変動に対応する長期出水を想定し，治水・利水・環境面から見た石積み構造物の付加的機能を，同一諸元の不透過構造物（従来技術）との比較から総合的に評価する．主に着目する水理特性や構造物性能は，水位・流量制御機能，流れエネルギーの拡散・消散特性，可撓・屈撓性による河床との密実性，構造物周縁の局所洗堀の抑制，曝気促進・汚濁除去などである．初年度においては石積み堰を対象として，国内中小河川で発生し得る単一ピーク型ハイドログラフのモデル洪水に対して非定常水理解析を実施した．過年度の科研費補助事業（基盤研究(C)「自然材料を利用した水工構造物の学理構築と公式化」，2017-2022年度， 17K06588）で得られた石積み堰公式を利用して，石積み堰の貯留・疎通特性，洪水減勢機能，構造物各所の流体力成分，汚濁除去率などの時間履歴が得られ，石積み構造物の治水・利水・環境機能を総合的に評価するために必要な知見を得た．