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

堆石河道构筑物防洪、用水及生态形态功能综合评价

基本信息

批准号：
22K04341
负责人：
道奥康治
金额：
$ 2.25万
依托单位：
Hosei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

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．

在创建多天然河流的过程中，诸如路堤，堰，地板停止和供水系统之类的水工厂通常由巨石和景观块建造，以在流动和景观中创造多样性。特别是，可以从附近的粗糙石山和河流中以低廉的价格购买天然石材材料，因此无需担心随着时间的流逝，像人造材料一样磨损或恶化。此外，砌体结构是多孔和可渗透的，提供生物栖息地，也可以预期提供纯化功能，例如促进，分解以及去除有机物和浊度。但是，由于与刚性结构相比，河流结构暴露于从低到高水量的各种流动条件，如果浓缩量的承重能力很小，则有必要在详细的维护和检查，增强和修复的前提下进行管理。在这项研究中，我们假设在洪水和长期排水期间的短期排水与每年365天的水文波动相对应，并从相同规格的不可能的结构（以前的技术）的比较中，从洪水控制，用水和环境的角度全面评估砌体结构的其他功能。主要集中于水位和流动控制功能，流动能量的扩散和耗散特征，由于柔韧性和柔韧性，河床的紧密度，抑制局部护士围绕结构，促进充气和污染的去除，流动能量的扩散和耗散特征，促进局部护城河的抑制作用以及污染的污染。在第一年，对日本中小型河流中可能发生的单峰水文图的模型洪水进行了不稳定的水文分析，以砖石堰为目标。使用上一年的科学技术补贴（基础研究（C）“使用天然材料的水加工结构的理论和制定”，2017-2022，17K06588）的砖石堰公式（基础研究（C），“储存和沟通的时间历史），洪水耗尽的功能，以及各种结构的成分，以及各种结构的范围造成的范围，造成污染范围的成分砌体结构的控制，用水和环境功能。