Sediment transport model considering SGS classification and its application to fine sediment dynamics in a watershed

考虑SGS分类的泥沙输运模型及其在流域细泥沙动力学中的应用

• 批准号: 22H00228
• 负责人: 内田 龍彦
• 金额: $ 27.21万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00228/
• 关键词: 分級; 粒度分布; 空隙率; サブグリッドスケール; 細粒土砂; 土砂堆積; 土砂・洪水氾濫; 蛇行; 樹木; SGSモデル; マルチスケール; 混合粒径; 多重スケール

流体による粒状体の輸送問題は様々な分野で取り扱われるが，河川における土砂輸送では，土砂の粒径分布，掃流力分布が規定する極めて広い多重スケール現象である点に特徴がある．本研究では，申請者らが独自に開発してきた二つの解析法（オイラー型混合粒径土砂輸送モデル，底面流速解析(BVC)法に基づき，サブグリッドスケール(SGS)の分級作用を考慮した土砂輸送モデルを開発する．そしてマルチスケールの流れによる分級作用が土砂輸送や地形変化にどのように影響しているかについて明らかにする．さらに，これらをモデル化し，流域スケールの分級作用を解析できる広域の細粒土砂の動態モデルを構築し，検討する．本年度は開発ステージの基礎的な研究ついて検討した．SGSスケール分級を生み出す三次元流れが底面抵抗と土砂輸送に与える影響を検討するために，水路蛇行による付加的な抵抗と土砂輸送について検討した．二次流による鉛直方向の運動量交換により水路底面のせん断応力は増加し，それは幅水深比が小さく，相対粗度が大きいほど大きいことを示した．移動床では二次流による抵抗増分と河床波の発達の相互作用により，同じ流量，給砂量による河床勾配は水面勾配と比較して変化しないことを示した．また，蛇行水路の細粒土砂輸送を明らかにするために，樹木の抵抗評価法と樹木が二次流に与える影響をBVC法により調べた．BVC法は既往の実験結果を説明できることを示し，内岸樹木と外岸樹木の二次流と抵抗に及ぼす影響の違いを明らかにした．また，BVC法を用いた混合粒径解析法を検討した．併せて従来の混合粒径河床変動解析法における細粒土砂流出解析時の連続式と流砂領域の問題を明らかにし，ＡＰ理論を用いた混合粒径モデルの必要性を示した．

在各种田地中解决了通过流体运输颗粒体的问题，但是河流中的沉积物传输的特征是由晶粒尺寸分布和沉积物的清除力分布所定义的极宽的多尺度现象。在这项研究中，我们将开发一个沉积物传输模型，该模型考虑了基于申请人独立发展的两种分析方法的分类行动（SGS）（Euler-Type混合粒子沉积物传输模型和底部流速分析（BVC）（BVC）。我们还将阐明这些型号的运输方式和构建方式。我们将如何阐明这些型号的构造和构建。广泛的储蓄模型可以分析盆地量表的分类。宽度深度较小，相对粗糙度越大。在移动的床中，由于二次流和河床波的发展之间的相互作用，河床梯度显示，与水面梯度相比，由于相同的流速和砂供应量而引起的河床梯度没有变化。此外，为了阐明曲折通道中的细粒沉积物传输，BVC方法研究了树木耐药性评估方法以及树木对次生流对二次流的影响。 BVC方法可以解释先前实验的结果，并揭示了对二次流的影响以及内树和外部树的抗性的差异。另外，还检查了使用BVC方法的混合粒度分析方法。此外，在常规混合粒径河床变化分析方法中，在细粒度的沉积物径流分析过程中，连续方程和快速区域的问题揭示了使用AP理论对混合粒径模型的需求。

项目成果

河川横断構造物下流の湾曲部における河岸侵食箇所の流れ場の解析

过河结构下游弯曲断面河岸侵蚀点流场分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Jie Luo;Shingo Asamoto;Kohei Nagai;冨山 遼，内田龍彦，井上卓也，鳩野美佐子，小林大祐，永井秀和，松尾大地
• 通讯作者: 冨山 遼，内田龍彦，井上卓也，鳩野美佐子，小林大祐，永井秀和，松尾大地

COMPARISONS OF ADVANCED DEPTH-INTEGRATED MODELS WITH TWO AND THREE-DIMENSIONAL MODELS FOR BEND FLOWS

先进深度积分模型与二维和三维弯曲流动模型的比较

• 发表时间: 2022
• 作者: Fikry Purwa Lugina;Tatsuhiko Uchida
• 通讯作者: Tatsuhiko Uchida