山地流域における土砂の生産・流出の数値シミュレーションに関する研究

山地流域产沙径流数值模拟研究

基本信息

批准号：
06780380
负责人：
里深好文
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

山地流域における土砂の生産・流出を予測するために、河道網と各河道に接続する斜面とによって対象となる流域を分割した。各斜面からの雨水の流出は、キネマティックウェーブ法により計算し、河道部への横流入として与えた。河道部は合流を含む一次元の河床変動計算によって流れと流砂および河床変動を計算している。土砂の流入は主として渓岸から供給されるものと考え、側岸侵食量式を用いて算定した。簡単なモデル流域を設定し、下流端における流水、流砂の時間的変動を追跡したところ、比較的良好な結果が得られた。現在、神通川流域の足洗谷に適用するためデータの集積を行っている。問題点としては、各流路の水みち幅をいかに与えるか、あるいは比較的浅い層の地下水の流出をどのようにとり扱うか等が残されている。山地流域において土砂の堆積幅が広くなっている場合、複数の水みちが形成され、それらが複雑に変動するため、流砂量もそれに伴って変動する。これまでの研究により、一本の流路が分裂するまでの距離を予測できれば、流路網のパターンおよび流砂量の変動をある程度予測可能なことが分かっている。そこで2次元浅水流モデルをもちいて、流下方向に幅が緩やかに拡がる水路における砂州の形成過程に関する数値シミュレーションを行った。水路実験の結果と比較したところ比較的良好に現象を再現できることが分かった。今後より一層このモデルを発展させることにより、流砂量の変動をより詳細に検討できるものと考えられる。

为了预测山区流域的产沙量和径流量，将目标流域划分为河道网络和与各河道相连的斜坡。使用运动波法计算每个斜坡的雨水径流，并以横向流入河道的形式给出。对于河道，流量、泥沙流量和河床变化是使用包括汇流在内的一维河床变化计算来计算的。假设来沙量主要由河岸供给，采用边岸侵蚀量公式计算。当我们建立一个简单的流域模型并跟踪下游端径流和泥沙的时间波动时，我们得到了相对较好的结果。我们目前正在收集适用于金足河流域芦洗谷的数据。剩下的问题包括如何提供每个渠道的宽度以及如何处理地下水从相对较浅的层流出。山地盆地沉积宽度较宽时，会形成多条水道，且波动复杂，流沙量也随之波动。此前的研究表明，如果能够预测单个河道分裂所需的距离，就可以在一定程度上预测河道网络的格局和泥沙量的波动。因此，利用二维浅水流模型，对宽度向下游方向逐渐扩大的河道中沙洲的形成过程进行了数值模拟。与水路实验结果的比较表明，该现象可以较好地重现。相信未来通过进一步发展这一模型，将有可能更详细地研究流沙量的变化。