ken15302

大竹剛史

大河津分水路河口における密度差の影響を受ける土砂移動機構の把握

細山田得三

河口では，河川の上流から淡水の流入によって土砂・シルトが流入する一方，海岸からは潮汐や波浪によって塩水や漂砂が河口に輸送され，浮遊土砂が複雑に混合される場所となっている．特に河川水と海水の密度差は，海水が河川水の下に潜り込もうとし，河川水が上層を流れて海面上に広がろうとする河口密度流や，河川から輸送されてきた土砂が，塩水と接触することによってフロックを形成して沈降速度が速まる現象など，土砂輸送に大きな影響を与えると考えられる．浮遊砂の運動は一般的に移流拡散現象として取り扱われているが，これは土粒子個別の現象を表しておらず，フロック形成といった個別粒子に起こる現象に適用するには疑問が残る．そこで本研究では，河口密度流や凝集沈殿といった河口での密度差の影響を受ける土砂輸送のモデルを開発した．特に移流拡散方程式と並行して粒子追跡計算を実施し，フロック化と沈降促進に関する数値モデルを導入し海底への沈降過程について考察を行った．
まず簡易な室内実験スケールでの粒子の挙動を調べるため，土砂を配置した水槽を仮定して鉛直断面2次元でのロックイクスチェンジの計算を行い，モデルの妥当性を検討した．次いで実現場スケールでの数値実験として，人工河川で河川由来の土砂堆積が新しく，日本海側では珍しい汀線が前進している海岸である大河津分水路河口における堆積土砂の生成過程に対して土砂輸送の数値計算を行った．土砂が海水と接触して沈降する過程と河川の沖向きの流れによって輸送される土砂の比率および密度流の形態によって海底に沈降する土砂の岸沖方向の配分を把握するために鉛直断面の2次元計算を大河津分水路河口に適用した地形で行った．その結果，河口密度流の遡上形態が，フロックの形成時間にも影響を与え，土砂の堆積配分が変化することを確認した．
その後，土砂が河川から放出され，密度流やフロック形成の影響を受けながらどのように底面に配分されるかを把握するために大河津分水路河口の地形に適用した3次元計算を行い，輸送土砂の水平的な分布を調べた．その結果，河川流が底面境界の影響を受け発生する河口テラスを回り込む流れが比較的粒径の大きい土砂を逃がすように輸送するという現象を確認した．

前のページに戻るには"戻るボタン"で戻ってください。