急こう配水路における流砂運動と流れへの影響に関する実験的研究

摘要

掃流砂，浮遊砂を含めた河床変動解析は，近年実用化されつつある．しかし，そのほとhどは1990 年代までに蓄積された知見を用いており，それを援用した解析が多く見られる．また，三次元解析となると，本来は組み込まれるべき境界条件が二次元解析とほぼ同様であり，精緻に流れを解いても河床変動解析の精度は上がっていない．そこで，未だ解決していない課題と三次元解析などで流砂が及ぼす流れへの影響が組み込まれていない点に着目し，実験により考慮すべき機構について検討した．本研究では，思考実験により跳躍高さを決める要素，跳躍時の速度変化などを示した．あわせて，固定床上に砂を流す水路実験を行いPIV により速度分布，レイノルズ応力を算出し，流砂が流れに影響を及ぼす範囲を明示し，間接的に上層へも影響を及ぼすことを示した．あわせて流砂の粒径と底面に固定された粒径が異なる場合，流砂の量によって底面粗度の影響が受けることなども明らかにした．