旭ダム排砂バイパストンネルによる石礫の排出機構および下流河道の瀬淵の回復;旭ダム排砂バイパストンネルによる石礫の排出機構および下流河道の瀬淵の回復;Study on Flushing Mechanism of DAM Reservoir Sedimentation and Recovery of Riffle-Pool in Downstream Reach by a Flushing Bypass Tunnel
In the Asahi River, riffles and pools had been scaled down in the downstream reach of Asahi Dam due to sediment deposition in Asahi Dam reservoir. To improve this environmental problem, a flushing sediment tunnel was constructed so as to bypass Asahi Dam reservoir. In this study, first, the authors demonstrated the recovery of riffles and pools and the grain size distribution in the downstream reach by using the data of cross-sectional surveying, air photographs and field investigation. Next, authors’ two-dimensional model was applied to a series of flood events in the Asahi River. As a result, the flushing mechanism of Asahi Dam reservoir sedimentation, the recovery process of riffles and pools and the change in grain size distribution in the downstream reach were clarified by the model.
HYDRAULIC PROPERTIES OF SEDIMENT TRANSPORT IN THE TUNNEL OF SEDIMENT-BYPASS SYSTEM OF A RESERVOIR
上流河道から流送されてくる掃流砂を, ダム貯水池を経ずにダム下流河道へ導くバイパス排砂システムを実際の貯水池に適用する場合, 技術的課題の一つに, このシステムの安定性の評価・検証が挙げられる. これは換言すれば, トンネル内土砂水理特性を適切に把握・評価する問題とも言える. このシステムにおけるトンネル内流れは水と土砂の混相流という扱いになるが, 本論文では実験的アプローチにより, 土砂が急激に流入するなど非定常性が強い場合, 負圧を伴う大きな圧力変動がトンネル内で周期的に発生する現象を見出した. また, この現象は流量の変化や局部的な流速の変化に起因するものではなく, 急激な土砂流入に起因する堆砂の発生と管路流の惹起およびこの堆砂が系全体のエネルギーを空間的に配分しながら進行していくことに支配されることをシミュレーションによる再現により解析的に説明した.
BANK-EROSION DISCHARGE BASED ON A NON-EQUILIBRIUM THEORY
近年, 沖積地水理学は, 流路と水流の相互作用がもた らす固有の水理現象に関して豊富な知識を蓄えっっあ り, 最近は, これらの知見を背景として, 流路形状が条 件づける流れの立体構造とか, 水流がもたらす流路の浸 食 ・堆積機構など, より内部の物理機構に関心の眼を注 ぐようになってきている. 流路の側岸浸食に関する問題は, 流路変動という現象 を, 機構的に解明しようとする場合に, すぐさま直面す る基礎課題であり, これまでにも重要な研究成果があげ られてきた. 本論文が直接関係する非粘着性直線流路の 分野においても, 芦田・村本 ・奈良井1)および村本 ・田 中・藤田2)による流路拡幅過程の一次元解析法の定式化, 平野3)による斜面上の掃流砂関数の導出とその拡幅過程 への適用,藤 田4)による側岸崩落条件の定式化 ・浸食過 程1サ イクルの所要時間の推定およびこれらから定まる 浸食量式の導出, 著者ら5),6)による浸食時の非平衡性の 検討とこれを加味した浸食量式の誘導などの理論の進展 がみられ, 現象の骨組みと部分機構が, 基本的に明らか にされてきている. しかし, これらの研究は, 浸食機構に根本的な差異を もたらす流路条件, 1)側 岸構成材料(粘 着性 ・非粘着 性), 2)流 路平面形状(直 線 ・湾曲 ・蛇行), 3)側 岸横 断形状(傾 斜, 起伏, 天端高), 4)作 用流体力(掃 流力 分布, 水衝力, 作用時間)の うちの最も単純な組合せを 取り上げたものであり, これらが複雑に錯綜している実 河川の浸食現象一般の解明という目標からみれば, 得ら れた前進は, 初歩的なものといわざるを得ない. 現在重要なことは, これまでの研究がその前提として きた特殊な条件を, 可能なものから一般化し, より広い 適用範囲をもつ諸式を確立していくことであろう. 本論文は, 非粘着性直線流路に対象を限定したもので あるが, 上述の観点に立って, 一般的な横断形状と掃流 力分布をもつ流路の横断面全域で成立する浸食量式(横 断方向流砂量式)を 誘導したものであり, あわせて, 非 平衝性の示強パラメーターに関する検討を進めて, 非平 衡式, その近似式, 平衡式の適用条件を明らかにすると ともに, 崩落砂分布の単純なモデルの導入によって横断 面の変形過程の計算方式を示し, 実験 との照合 によっ て, 諸式の成立性を検討しようとするものである.