海岸侵食を伴う流路変動機構の解明と予測手法の構築

本研究は,河岸侵食とそれに伴う流路変動に対して,その機構を解明し,的確に予測する手法を確立することを目的としており,まず河岸の侵食と流路変動の実験を行い,さらにそこで得られた資料をもとに,侵食位置,侵食速度等の予測が可能なモデルを構築した.以下,それぞれについて主要な成果を述べる.(1)河岸侵食・流路変動の水理実験これまでの河床変動実験は固定壁を用いたものが多く,河岸侵食現象を考えるにあたっては,河岸侵食速度と水理量との関係等明らかにすべき点が残されていた.そこで本研究では,侵食性河岸を有する蛇行流路を対象に水理実験を行い,流速分布、河岸位置等の時間変化を詳細に計測し,予測モデル構築に際して必要となる知見を集積した.さらに,流量,河床勾配,流路平面形状等を変化させ,複数ケースの実験を行うことにより,水理条件の相違により流路変動形態はいくつかのパターンに分類されることを指摘するとともに,その原因について検討を行った.(2)河岸侵食・流路変動の予測モデルの開発(1)の実験で得られた知見をもとに河岸侵食の間欠性を考慮した侵食過程をモデルに取り入れ、河岸侵食、流路変動の予測モデルを開発した。ここで開発したモデルは,河岸侵食に伴う河岸線の移動による計算対象領域の時間的変化に対応できるように,移動一般座標系を用いている.また,河岸侵食過程においては,特に水際近傍で流砂の非平衡性に卓越することを指摘し,平面2次元的な流砂の非平衡現象のモデル化を行った.以上の特徴を有するモデルを,(1)で行った流路変動実験に適用し,計算結果と実験結果を比較した結果,モデルの妥当性が確認された.

本研究は,河岸侵食とそれに伴う流路変動に対して,その機構を解明し,的確に予測する手法を確立することを目的としており,まず河岸の侵食と流路変動の実験を行い,さらにそこで得られた資料をもとに,侵食位置,侵食速度等の予測が可能なモデルを構築した.以下,それぞれについて主要な成果を述べる.(1)河岸侵食・流路変動の水理実験これまでの河床変動実験は固定壁を用いたものが多く,河岸侵食現象を考えるにあたっては,河岸侵食速度と水理量との関係等明らかにすべき点が残されていた.そこで本研究では,侵食性河岸を有する蛇行流路を対象に水理実験を行い,流速分布、河岸位置等の時間変化を詳細に計測し,予測モデル構築に際して必要となる知見を集積した.さらに,流量,河床勾配,流路平面形状等を変化させ,複数ケースの実験を行うことにより,水理条件の相違により流路変動形態はいくつかのパターンに分類されることを指摘するとともに,その原因について検討を行った.(2)河岸侵食・流路変動の予測モデルの開発(1)の実験で得られた知見をもとに河岸侵食の間欠性を考慮した侵食過程をモデルに取り入れ、河岸侵食、流路変動の予測モデルを開発した。ここで開発したモデルは,河岸侵食に伴う河岸線の移動による計算対象領域の時間的変化に対応できるように,移動一般座標系を用いている.また,河岸侵食過程においては,特に水際近傍で流砂の非平衡性に卓越することを指摘し,平面2次元的な流砂の非平衡現象のモデル化を行った.以上の特徴を有するモデルを,(1)で行った流路変動実験に適用し,計算結果と実験結果を比較した結果,モデルの妥当性が確認された.