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洪水流と土砂移動を一体的に捉えた高精度でかつ実用的な解析法の開発と河道設計・管理への適用

  • 福岡 捷二福岡 捷二
 洪水時の土砂移動により、河道は洗掘・浸食を受け、時には氾濫による大災害となることがある。安全な河道づくりの基本は洪水流と土砂の移動量の把握にあることから、本研究では、洪水時の河道の状況や、洪水・土砂移動特性が洪水流の縦断的な水位分布(水面形)の時間変化に強く反映されていることに着目し、洪水流観測水面形を用いて洪水流と河床変動の基本方程式を解くことによって、河川の合流・分流、洪水氾濫や遊水地への流入量、河川へのポンプ排水量・下水流入量等を適切に評価し、また、複雑な平面、縦横断形状を有する河道の河床形状の変化、土砂移動状況等、洪水中には見ることのできない諸量を「洪水流—土砂移動計測システム」によって見える化した。その成果は河道の維持管理に広く活用されている。
 さらに、河道の湾曲部、河川構造物周り等では、三次元的で複雑な流れと河床形状となることから、従来の浅水流の仮定を用いずに底面流速と底面圧力を評価する準三次元解析法を開発し、橋脚周辺の流れ、水没構造物を越流する急変流と局所洗掘、堤防侵食等これまで実用レベルの解決が難しかった局所水理現象に適用できる実用的で新しい解析方法を提示している。
 以上、本研究は河川現場で起こっている課題の解決のために、従来の枠組にとらわれず本質的で創造的な解決法を示しており、学術、技術の両面において大きな貢献をもたらしているものとして高く評価され、研究業績賞にふさわしいと認められた。

 本研究の成果に対して、土木学会は、2012年、福岡 捷二 (中央大学研究開発機構)に研究業績賞を贈った。

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キーワード

洪水流、河道設計、河床変動の基本方程式、洪水流―土砂移動計測システム、河道の維持管理、水没構造物、局所洗掘、堤防侵食、局所水理現象
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