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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．

Many natural rivers and streams flow in various ways, creating various landscapes, revetment, weir, bed, water control, and hydraulic structures. In particular, in the case of natural stone materials, it is possible to adjust the price of raw materials in the vicinity of the earth and rivers, and artificial materials have a high friction consumption and a low aging. For example, the porous and permeable structure of the stone deposit can be expected to provide the function of promoting the decomposition and removal of organic matter and turbidity. River structures are exposed to flow conditions from low to high water, and concentrated load resistance is required for rigid structures to maintain point reinforcement and repair. This study aims to determine the long-term water outflow from short-term water outflow to 365-day hydrological fluctuation during flood period, and evaluate the additional functions of the same element and impermeable structure (water supply technology). The main characteristics of the structure include water level and flow control function, dispersion and dissipation characteristics of the flow, flexibility and flexibility, tightness of the river bed, inhibition of washing by the structure, promotion of exposure and pollution removal. In the beginning of the year, the rock accumulation weir was solved. Research Funding Subsidies for Past Years (Base plate research (C)"Theoretical construction and formulation of hydraulic structures using natural materials," 2017-2022, 17K06588) The formula of rock accumulation weir was obtained. The retention and flow characteristics of rock accumulation weir, flood potential reduction function, fluid force composition of each structure, pollution removal rate and time were obtained. The evaluation of the integrated functions of water control, water benefit and environment of stone structures is necessary for understanding and understanding.