3 19 2 23 2

24 3 1

3 19 2 23 2

目 次 目 次 第 I 部 越 水 破 堤 現 象 をとりまく 環 境 5 1. 近 年 の 実 破 堤 事 例 6 2. 越 水 破 堤 現 象 に 関 する 既 往 研 究 6 3. 研 究 過 程 と 本 報 告 書 の 内 容 7 第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 9 4. 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 の 概 要 1 5. 堤 体 崩 壊 履 歴 計 測 実 験 ( 室 内 実 験 ) 11 (1) センサーの 選 定 11 (2) 実 験 概 要 11 (3) 実 験 結 果 11 6. 予 備 実 験 1( 河 道 流 無 正 面 越 流 ) 13 (1) 実 験 概 要 13 a) 水 路 形 状 堤 体 条 件 13 b) 計 測 方 法 13 c) 通 水 方 法 13 (2) 実 験 結 果 13 a) 実 験 状 況 13 b) 破 堤 進 行 過 程 ( 堤 体 浸 食 ) 14 c) 破 堤 進 行 過 程 ( 破 堤 拡 幅 ) 15 d) 最 終 形 状 16 7. 予 備 実 験 2( 河 道 流 有 横 越 流 氾 濫 域 無 ) 18 (1) 実 験 概 要 18 a) 水 路 形 状 堤 体 条 件 18 b) 計 測 方 法 18 c) 通 水 方 法 18 (2) 実 験 結 果 19 a) 実 験 状 況 19 b) 水 位 観 測 結 果 2 c) 流 量 観 測 結 果 2 d) 破 堤 進 行 過 程 ( 堤 体 浸 食 ) 21 e) 破 堤 進 行 過 程 ( 破 堤 拡 幅 ) 21

8. 本 実 験 ( 河 道 流 有 横 越 流 氾 濫 域 有 ) 25 (1) 実 験 概 要 25 a) 水 路 形 状 堤 体 条 件 25 b) 計 測 方 法 25 c) 通 水 方 法 25 (2) 実 験 結 果 27 a) 実 験 状 況 27 b) 水 位 観 測 結 果 32 c) 流 量 観 測 結 果 32 d) 破 堤 進 行 過 程 ( 堤 体 浸 食 ) 32 e) 破 堤 進 行 過 程 ( 破 堤 拡 幅 ) 32 9. 破 堤 拡 幅 機 構 36 (1) 破 堤 拡 幅 開 始 以 前 36 (2) 破 堤 拡 幅 開 始 以 降 37 a) 堤 体 崩 壊 量 の 算 出 38 b) 堤 体 周 辺 水 理 量 の 算 出 38 c) 堤 体 浸 食 量 の 推 定 38 第 III 部 現 地 実 験 以 外 の 検 討 42 1. 縮 尺 模 型 実 験 43 (1) 再 現 性 の 検 証 実 験 43 a) 模 型 水 路 の 概 要 43 b) 模 型 実 験 の 条 件 45 c) 模 型 実 験 の 状 況 47 d) 破 堤 拡 幅 の 再 現 性 49 e) 氾 濫 流 量 の 再 現 性 52 (2) 河 道 形 状 相 違 による 破 堤 実 験 61 a) 実 験 条 件 61 b) 水 路 幅 と 水 路 勾 配 別 破 堤 状 況 61 c) 崩 壊 と 無 次 元 掃 流 力 65 第 IV 部 まとめ 69 43

I I 1 2 3 5

1 2 9 2) 24 7 3) 24 1 4) 23 ( 1) () 19m 3 /s 23cm 2 117m 5m () 42m 3 /s 1 () 1m 3 /s 2 1 ( HP ) 1. 8 1) 1 2. 2 2 3 2 ( ) () () 3 () 6

2 5) 6) 6) 7) 8) 9) 1) 11) 12) 13) 14) 15) 16) 17) 18) 2 2 3 SU-FUF-2DF MPS 3 3 1 3 3. 7

221 2 1() 21 2() 2223 () 4 2223 ( 1m ) 2 2223 () 8

II II 4 5 6 7 8 9 9

2 3 4. 4 27 4 2 () 19) 3 ( 3.91m 43.3m) ( 2) () 17m 3 /s 1

4 5. () 2) (1) 4 1 3 4 (2) ( 1.m 1.m 23m) 5 ( 4 26 ) (3) 6 5 7 11

5 6 7 12

8 1 6. 1() (1) 1 8 2) a) 9 2.5m 2m 2 ( 3m 4m) 5m.5m 1 b) 9 () c) 2.25m(.25m ) 1 4m 3 /s ( 11) 4m 3 /s 6) ( 25cm ) 7cm/s( 4m 3 /s ) (2) a) (1) Q out(t) = Q in(t) (V (t) V (t 1) )/ t (1) Q out :Q in :V : t: 1 6sec 11 (1) 12 1 16 A B 2 13

9 1 1 C 4 D 1 (42.7m 3 /s) b) () 13 AD 1 B BC 14

1 5 6 6 12 1 5 6 6 12 17 16 15 14 13 6 6 12 8 6 4 2 6 6 12 15 1 5 5 1 15 6 6 12 6 4 2 2 6 6 12 11 ( 1) C C C c) () 13 No.2 2m No.11 No.11 2m No.12 1.5m No.11 No.2 No.11 15

12 ( 1) No.11 No.12 d) 14 ( ) 8) 14 L 28m D.8m B 18m 15 () () 8) 16

13 (; ; ) 14 15 8) 17

16 2 3 WJ7661 NON 24.15GHz 7mWtyp.5m/s2m/s ± 2%.1m/s 1,2,5,1,2,6 7. 2() (1) 2 16 a) 17 ( 2.5m 3m 2 ) 2 (.5m 3m 1m) 18 () Case1 15%Case2 67% Case2.6m Case1 (P567P647) b) 17 () () () ( ADCP) 1 3 ADCP ( 1 6 1 ) () 1 ADCP 18

17 2 c) 3cm( 6) ) 19 19

18 (2) a) 2 Case12 Case Case1 Case2 1 Case1 3 Case2 75 Case12 b) P61 () () ( -) 19 21 Case12 5cm Case1 3 Case2 75 Case12 Case1 9 Case2 c) 19 ADCP 19 2

1 1 5 5 6 6 12 6 6 12 1 5 1 5 6 6 12 6 6 12 17 16 15 14 13 6 6 12 8 6 4 2 6 6 12 17 16 15 14 13 6 6 12 8 6 4 2 6 6 12 15 1 5 5 1 15 6 6 12 15 1 5 5 1 15 6 6 12 6 4 2 2 6 6 12 6 4 2 2 6 6 12 19 ( 2) d) () 22 Case1 25 3 Case2 Case1 75 Case12 1 2 () e) () 19 5 m Case12 Case1 Case2 21

2 ( 2) 12m Case 2 22

21 ( 2) 23

22 24

23 (Case2) 8. () (1) 23 4 a) 24 75m 3 /s 3m 8m ( 4m 5m 2 ) 3m 3m 2 (.5m 3m 1m) ( 8m ) 25 Case1 Case2 ( )Case3 (Case4 ( 2 ) 26 Case3 1m 2m Case124 21 4 Case18 Case2 211 4 Case36 Case4 b) 24 12 c) 3cm( 6) ) 27 Case1 Case 4 Case2Case3 Case4 25

24 8m 3 /s 26

25 26 27 (2) a) 28 29 (PIV ) 3 31 Case 28 29 3 31 4 5 Step Step [Step1] [Step2] 27

28 (Case12) 28

29 (Case34) 29

1 1 5 5 6 6 12 6 6 12 1 5 1 5 6 6 12 17 16 15 14 13 6 6 12 8 6 4 2 25 2 15 1 5 6 6 12 6 6 12 6 6 12 17 16 15 14 13 6 6 12 8 6 4 2 25 2 15 1 5 6 6 12 6 6 12 15 1 5 5 1 15 6 6 12 6 4 2 2 6 6 12 1 8 6 4 2 6 6 12 15 1 5 5 1 15 6 6 12 6 4 2 2 6 6 12 1 8 6 4 2 6 6 12 3 (Case12) 3

1 1 5 5 6 6 12 6 6 12 1 5 1 5 6 6 12 17 16 15 14 13 6 6 12 8 6 4 2 25 2 15 1 5 6 6 12 6 6 12 6 6 12 17 16 15 14 13 6 6 12 8 6 4 2 25 2 15 1 5 6 6 12 6 6 12 15 1 5 5 1 15 6 6 12 15 1 5 5 1 15 6 6 12 6 4 2 2 6 6 12 1 8 6 4 2 6 6 12 6 4 2 2 6 6 12 1 8 6 4 2 6 6 12 31 (Case34) 31

Case2 Case Case4 Case [Step3] Step3 4m/s [Step4] Step3 Step3 Step4 [Step5] b) 32 33 (=-) Case1 33cmCase2 28cmCase3 23cmCase4 15cm 1 2m Case4 Case4 c) 3 31 23) (=-+ ) Case1 Case3 Case2 Case4 d) () 34 Step2 1 2 e) () 3 31 (.6m) (.15m) Case123 Case4 3 32

2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 1 5 5 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 1 5 5 32 ( Case12) 33

2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 1 5 5 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 2 18 16 14 12 1 1 5 5 33 ( Case34) 34

4 2 4 2 2 3 4 5 6 7 2 3 4 5 6 7 4 2 4 2 2 3 4 5 6 7 2 3 4 5 6 7 34 35

35 9. I 35 (1) ( () ) 6) 6) 34 36

36 6) 3 31 24) 36 6) 4 No.2 No.11 No.31 6) No.11 (2) () 25)26) (2) (3) (4) B = 2. (log 1 X) 3.8 + 77 (2) B = 1.6 (log 1 X) 3.8 + 62 (3) B = X (4) B: ()[m]x: ()[m] ( B) 1/2 1 37

37 ( Case1 t=25min) a) 3 31 Case4 3 31 dv/dt b) 28 29 PIV 3D 37 PIV 3D Case 38 28 29 τ (5) τ = ρn2 u 2 sd 5 R 1/3 (5) ρ:n; (.23)u; s:d 5 : R: () Case3 c) dv/dt τ 27) (6) q = dv/dt(1 λ) sgd 3 5 B m = α (τ τ c ) β (6) λ:b m :τ c :α β : B m 28 29 m m (6) 39 Case1 Case2 Case3 Case4 38

4 39

17 16 8 17 6 16 8 6 15 4 15 4 14 2 14 2 13 17 16 8 6 13 17 16 8 6 15 4 15 4 14 2 14 2 13 3 4 5 6 7 8 13 17 16 8 6 15 14 13 17 16 15 14 13 3 4 5 6 7 8 4 2 8 6 4 2 17 16 8 17 6 16 8 6 15 4 15 4 14 2 14 2 13 17 16 8 6 13 17 16 8 6 15 4 15 4 14 2 14 2 13 17 16 8 6 13 17 16 8 6 15 4 15 4 14 2 14 2 13 17 16 8 6 13 17 16 8 6 15 4 15 4 14 2 14 2 13 3 4 5 6 7 8 13 17 8 16 6 15 4 14 2 13 3 4 5 6 7 8 38 4

39 41

III 42

1. 縮 尺 模 型 実 験 本 節 では,つくば 市 の 国 土 交 通 省 国 土 技 術 政 策 総 合 研 究 所 河 川 模 型 実 験 施 設 に 製 作 設 置 した 縮 尺 模 型 実 験 を 用 いて, 破 堤 状 況 の 再 現 性 を 検 証 した. (1) 再 現 性 の 検 証 実 験 a) 模 型 水 路 の 概 要 模 型 規 模 は, 現 地 千 代 田 実 験 水 路 の 縮 尺 1/2, 再 現 範 囲 は 転 倒 ゲートから 実 験 水 路 および 新 水 路 合 流 堤 下 流 まで 合 計 84m( 現 地 168m) 区 間 とした.( 図 4, 写 真 1 参 照 ) 移 動 床 範 囲 は, 図 4 のハッチングした 範 囲 とし, 深 さ 約 19mm( 現 地 約 4m)まで, 平 均 粒 径.9mm ( 現 地 粒 径 d 5 =11mm, 模 型.12mm 以 下 のシルト 分 はカット)の 粒 径 加 積 曲 線 ( 図 42 参 照 )に 合 わせた 混 合 砂 を 敷 設 した. 破 壊 する 現 地 の 砂 礫 堤 防 は,シルト 分 が 15% 程 度 含 まれている 若 干 粘 着 性 がある 土 質 であるため, 坂 野 が 破 堤 模 型 実 験 で 採 用 した 砂 にベントナイトを 配 合 する 手 法 を 用 いた 28). 鋼 矢 板 は 木 製 で 凹 凸 状 況 も 再 現 し, 実 験 水 路 内 の 粗 度 係 数 が 現 地 のそれと 合 致 していることを 検 証 し た. また, 相 似 則 はフルードの 相 似 則 を 適 用 した. 6.m 全 長 約 84m 1.m CL=59.2m 移 動 床 範 囲 13.6m 5.m 新 水 路 ( 幅 5.8m) 実 験 水 路 ( 幅 1.5m, 勾 配 1/5) 背 割 堤 転 倒 ゲート 8.96m 鋼 矢 板 図 4 縮 尺 1/2 の 千 代 田 実 験 水 路 全 体 模 型, 模 型 値 1:2 22m CL h=2.73m 堤 外 地 側 8m 8m 3m 矢 板 図 41 実 験 水 路 断 面 形 状, 底 幅 8m の 場 合 現 地 値 (m) 6m 1:2 2.5m.5m 3m 背 割 堤 1:3 越 水 箇 所 堤 内 地 側 115m 破 堤 部 鋼 矢 板 氾 濫 域 氾 濫 域 背 割 堤 実 験 水 路 上 流 から 観 た 様 子 下 流 から 観 た 様 子 写 真 1 千 代 田 実 験 水 路 模 型 状 況, 縮 尺 1/2. 43

1 9 十 勝 川 ( 平 均 ) 粒 径 加 積 曲 線 通 過 質 量 百 分 率 (%) 8 7 6 5 4 3 2 1 十 勝 川 ( 模 型 値 ) 現 地 浮 遊 成 分 カット 実 験 砂 現 地 2.38mm 以 下 カット 1.1.1.1 1 1 1 粒 径 (mm).5.75.425 2 4.75 19 75 粘 土 シ ル ト 細 砂 粗 砂 細 礫 中 礫 粗 礫 図 42 河 床 材 の 粒 径 加 積 曲 線 図 ( 現 地 粒 径 で 2.38mm( 模 型 で.119mm) 以 下 のシルト 分 はカット 44

b) 模 型 実 験 の 条 件 ( 実 験 ケース) 模 型 実 験 の 条 件 は, 基 本 的 に 現 地 実 験 条 件 を 踏 襲 し, 現 地 実 験 で 実 施 不 可 能 な 条 件 として, 河 床 勾 配 を 基 本 の 1/5 以 外 に,1/25 を,また 実 験 水 路 幅 は 基 本 の 8m 以 外 に,16m,24m を 組 み 合 わせて 4 ケ ース 実 施 した. 全 実 験 11 ケースを 表 4 に 示 す. 実 施 Case 現 地 対 応 CASE 備 考 表 4 模 型 実 験 ケース 一 覧 実 験 実 施 日 天 端 幅 (m) 裏 法 勾 配 水 路 幅 (m) 河 床 勾 配 流 量 (m 3 /s) 1 C1-1 現 地 ケース1 再 現 H22.1.28 3 1:2 8 1/5 7 2 C1-2 基 本 ケース H22.2.3 3 1:2 8 1/5 7 3 C1-3 H22.2.17 3 1:2 8 1/5 7 4 C1-4 基 本 (ヘ ントナイトなし) H24.2.13 3 1:2 8 1/5 7 5 C2-1 現 地 ケース2 再 現 H22.2.12 3 1:2 8 1/5 35 6 C2-2 流 量 35m3/s H22.5.21 3 1:2 8 1/5 35 7 C4-1 現 地 ケース4 再 現 H22.7.1 6 1:2 8 1/5 7 8 C4-2 天 端 6m H22.7.14 6 1:2 8 1/5 7 9 C5-1 水 路 幅 16m, 勾 配 1/5 H22.6.18 3 1:2 16 1/5 145 1 C5-2 水 路 幅 24m, 勾 配 1/5 H22.6.4 3 1:2 24 1/5 224 11 C6-1 水 路 勾 配 1/25 H23.2.18 3 1:2 8 1/25 12 : 現 地 実 験 を 再 現 する 模 型 実 験 : 現 地 実 験 以 外 の 模 型 実 験 堤 防 水 路 形 状 着 目 点 を 赤 字 で 示 す. 天 端 幅, 裏 法 勾 配, 水 路 幅, 河 床 勾 配, 流 量 を 変 化 させて 実 施 した.C1-4 は 堤 体 材 料 として,ベントナイトを 混 入 させなかったケースを 追 加 検 討 している. 45

また, 現 地 実 験 と 模 型 実 験 の 実 験 ケース 等 を 整 理 した 表 を 下 表 に 示 す. 現 地 実 験 ケース3は, 堤 体 材 料 をシルト 質 にした 場 合 の 実 験 であるため, 模 型 の 再 現 は 困 難 であると 判 断 して, 模 型 実 験 は 実 施 していない. また 模 型 実 験 は, 現 地 堤 防 材 質 の 粘 性 状 況 を 再 現 するために, 既 往 研 究 23) を 参 考 に, 水 路 内 縦 断 破 堤 実 験 の 破 堤 速 度 を 再 現 すべく, 予 備 実 験 を 実 施 して,ベントナイトを 1% 混 入 させていたが, 後 述 する ように 破 堤 口 幅 の 拡 大 速 度 が 現 地 試 験 の 拡 大 速 度 に 比 べて 約 半 分 と 遅 かったために,ベントナイトを 混 入 させない 実 験 を 実 施 した. 表 5 現 地 実 験 と 模 型 実 験 の 実 験 ケース 表 現 地 実 験 日 付 堤 防 形 状 模 型 実 験 日 付 日 付 ( 西 暦 ) 高 さ3.m 天 端 幅 3.m 模 型 C1-1 H22.1.28 21.1.28 現 地 ケース1 21.4.27 流 量 7.m3/s 模 型 C1-2 H22.2.3 21.2.3 模 型 C1-3 H22.2.17 21.2.17 (ヘ ントナイト 混 入 なし) 模 型 C1-4 H24.2.13 212.2.13 現 地 ケース2 21.8.4 高 さ3.m 天 端 幅 3.m 模 型 C2-1 H22.2.12 21.2.12 流 量 35.m3/s 模 型 C2-2 H22.5.21 21.5.21 現 地 ケース3 211.4.27 高 さ3.m 天 端 幅 3.m 流 量 7.m3/s シルト 質 模 型 実 験 なし 現 地 ケース4 211.6.3 高 さ3.m 天 端 幅 6.m 模 型 C4-1 H22.7.1 21.7.1 流 量 7m3/s ( 氾 濫 域 湛 水 あり) 模 型 C4-2 H22.7.14 21.7.14 46

c) 計 測 方 法 計 測 の 基 本 的 な 方 法 を 表 6 に 示 す. 表 6 計 測 方 法 と 計 測 機 器 設 置 数, 基 本 数 水 理 量 計 測 算 出 方 法 設 置 数 破 堤 口 幅 上 からの 写 真 から 解 析 5~6 枚 程 度 解 析 実 験 水 路 側 の 破 堤 口 幅 とした 氾 濫 量 氾 濫 量 = 上 流 給 水 量 - 下 流 流 量 1 分 ピッチで 整 理 但 し, 上 流 給 水 量 は 上 流 湛 水 部 の 水 位 低 下 量 も 考 慮 する. 水 位 サーボ 式 水 位 計 4 基,1 分 ピッチで 整 理 ピエゾメーター( 鋼 矢 板 沿 い) 6 点, 破 堤 開 始, 中 間, 最 終 流 速 電 磁 流 速 計 ( 実 験 水 路 上 流 部 ) 1 基,1 分 ピッチで 整 理 PIV 解 析 ( 実 験 水 路 ~ 氾 濫 域 ) 上 からビデオ 撮 影, 破 堤 開 始 から 4 解 析 河 床 高 水 平 糸 からの 下 がり 量 で 計 測 初 期 河 床 からの 変 動 量 で 表 現 局 所 的 洗 堀 はレベル 測 量 映 像 デジタルビデオカメラ 基 本 5 台 デジタルカメラ 基 本 2 台 サーボ 式 水 位 計 P71 サーボ 式 水 位 計 P41 電 磁 流 速 計 P41 マノメーターP46~635 から 6~12 点 サーボ 式 水 位 計 P71 (P722.5 の 場 合 も) サーボ 式 水 位 計 P26.45 図 43 越 水 破 堤 模 型 実 験 時 の 各 計 測 機 器 の 設 置 位 置 ( 基 本 ) サーボ 式 水 位 計 4 基, 電 磁 流 速 計 1 基,ピエゾメーター6~12 点 47

マノメーター 鋼 矢 板 沿 い 6 点 サーホ 式 水 位 計 P71 ( 実 験 水 路, 氾 濫 域 ) 電 磁 流 速 計 P41 サーホ 式 水 位 計 P41 サーホ 式 水 位 計 P26.45 サーホ 式 水 位 計 P71 ( 実 験 水 路, 氾 濫 域 ) 電 磁 流 速 計 P41 サーホ 式 水 位 計 P41 撮 影 用 架 台 写 真 2 計 測 機 器 設 置 風 景 48

d) step 毎 の 現 地 と 模 型 の 破 堤 状 況 越 水 開 始 から 破 堤 終 了 まで,4step に 分 割 して, 模 型 の 再 現 性 について 整 理 すると 表 7 となる. 切 欠 部 から 越 流 して, 越 流 開 始 から 堤 防 破 壊 が 進 行 する 状 況 は, 現 地 実 験 においても, 模 型 実 験 にお いても 写 真 3 に 示 すような 共 通 な 状 況 となるのを 確 認 した. 表 7 step 毎 の 現 地 と 模 型 の 破 堤 状 況 Step 模 型 での 破 堤 現 象 模 型 の 再 現 性 1 裏 法 面, 裏 法 肩 が 侵 食 されて, 正 面 越 流 に 近 い 状 況 裏 法 面, 裏 法 肩 の 階 段 状 の 侵 食 形 状 は 近 似 するが, 侵 食 速 度 は 合 致 しない. 2 河 川 の 流 れが, 切 欠 部 下 流 側 岸 に 衝 突 し て, 切 欠 幅 の 若 干 の 拡 幅 と 天 端 の 下 方 へ の 侵 食 が 生 じている 状 況 3 下 方 への 侵 食 が 基 盤 まで 達 し, 下 流 への 側 岸 侵 食 進 み, 急 激 に 氾 濫 量 が 大 きくな る 状 況 4 河 川 水 位 の 低 下 と 流 量 の 減 少 に 伴 い, 破 堤 部 下 流 側 の 侵 食 速 度 が 低 下 する. 現 地 2 では 下 流 への 側 岸 侵 食 は 継 続 している が, 上 流 側 でも 堆 積 が 生 じ, 有 効 な 越 水 幅 および 氾 濫 量 が 一 定 になる. 破 堤 口 がハの 字 に 拡 大 する 状 況, 下 方 侵 食 側 岸 侵 食 形 状 は よく 近 似 する. 側 岸 侵 食 形 状 侵 食 速 度 氾 濫 量 もほぼ 再 現 し, 相 似 性 は 高 い. 破 堤 した 土 砂 の 氾 濫 現 への 堆 積 状 況 の 再 現 性 は 高 い. 特 に 模 型 は 破 壊 堤 防 幅 を 長 く 設 定 できる ため, 破 堤 部 の 氾 濫 有 効 幅 と 氾 濫 量 が 一 定 になるまで 実 験 が 可 能 である. 現 地 step1 状 況 現 地 step2 状 況 現 地 step2 状 況 現 地 step3 状 況 現 地 step3 状 況 現 地 step4 状 況 現 地 step4 状 況 模 型 step1 模 状 型 況 step1 状 況 模 型 step2 状 況 模 型 step2 状 況 模 型 step3 状 況 模 型 step3 状 況 模 型 step4 状 況 模 型 step4 状 況 写 真 3 現 地 と 模 型 の 破 堤 状 況, 現 地 ケース 2(H22.8.4) 表 8 に 現 地 平 面 破 堤 状 況 C1 と 模 型 平 面 破 堤 状 況 C1-1~C1-4 を 併 記 する. 写 真 の 撮 影 範 囲, 破 堤 幅 が 現 地 と 模 型 で 合 致 していないが, 破 堤 初 期 の 上 流 側 方 向 への 越 流 水 の 流 出 や 破 堤 進 行 後 の 下 流 方 向 への 越 流 水 の 状 況 は 再 現 されている. 但 し, 堤 防 破 堤 部 先 端 部 の 形 状 は, 模 型 実 験 ではバラツキが 確 認 できた. 49

表 8(1) 破 堤 状 況 ( 上 空 からの 平 面 流 況 )ケース1,その 1 現 地 C1 模 型 C1-1 模 型 C1-2 5

表 8 (2) 破 堤 状 況 ( 上 空 からの 平 面 流 況 )ケース1,その 2 現 地 C1 模 型 C1-3 模 型 C1-4 51

e) 水 理 量 の 再 現 性 1) 破 堤 拡 幅 の 再 現 性 図 44 に, 越 水 開 始 からの 時 間 ( 分 )と 破 堤 口 全 幅 の 関 係 を 示 す. 越 水 開 始 からの 時 間 は,Fr 相 似 則 で 現 地 値 に 換 算 している. 破 堤 口 が 側 方 に 拡 幅 し 始 める 時 間 は, 各 ケース 最 大 12 分 以 上 のバラツキがある. これは, 越 流 水 深 や 締 め 固 め 度, 給 水 量 を 全 て 統 一 することは 困 難 であるため 生 じる 現 象 で, 実 堤 防 の 越 水 破 堤 時 にも 述 べることができる. よって, 後 述 する 氾 濫 量 や 水 路 内 水 位 を 単 純 に 越 水 開 始 からの 水 理 量 として 並 べて 比 較 しても, 現 地 と 模 型 で 破 堤 口 幅 は 全 く 異 なり, 比 較 にならない.そこで, 氾 濫 量 や 水 路 内 水 位 については, 破 堤 口 幅 を 横 軸 に 統 一 して 比 較 する 方 針 とする. 破 堤 口 が 拡 幅 始 めると, 基 本 的 にほぼ 一 定 速 度 で 拡 大 していき,ある 幅 に 達 すると 拡 幅 速 度 が 低 下 す る. 模 型 実 験 C1-3,4 と C2-1,C4-1,2 は 破 堤 可 能 範 囲 を 広 く,かつ 長 時 間 通 水 したため,このケースに ついては, 破 堤 口 の 拡 幅 速 度 が 低 下 するまでを 再 現 しているが,それ 以 外 のケースでは, 破 堤 口 拡 幅 速 度 が 低 下 する 前 に 給 水 を 停 止 してしたため, 最 大 破 堤 口 幅 を 表 現 していない. 破 堤 口 全 幅 (m) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 4 8 12 16 2 24 越 水 開 始 からの 時 間 ( 分 ) C1-1: 模 型 7m3/s C1-2: 模 型 7m3/s C1-3: 模 型 7m3/s C1-4: 模 型 7m3/s 現 地 7m3/s:4 月 27 日 C2-1: 模 型 35m3/s C2-2: 模 型 35m3/s 現 地 35m3/s:8 月 4 日 C4-1: 模 型 天 端 6m C4-2: 模 型 天 端 6m 現 地 天 端 6m:6 月 3 日 図 44 越 水 開 始 からの 時 間 と 破 堤 口 全 幅 一 定 速 度 で 拡 大 する 破 堤 口 拡 幅 速 度 について, 図 45 に 整 理 する. 現 地 C1 と C4, 模 型 C2-2 の 拡 幅 速 度 は 1.6~1.7m/ 分 と 基 本 の.8~.9m/ 分 に 比 べて2 倍 近 く 大 きい. 模 型 実 験 では 基 本 の 天 端 幅 3m(C1) より, 天 端 幅 6m(C4)の 拡 幅 速 度 が 低 下 しているのに 対 して, 現 地 実 験 では C1 と C4 がほぼ 同 一 で 変 化 が 見 られない.この 要 因 は 現 地 C1,C2 は3 年 間 程 度 のプレロードがなされていたのに 対 して,C4 は 数 ヶ 月 間 しか 養 生 していないのが 要 因 ではないかと 推 定 している. 52

ケース C1-1: 模 型 7m3/s C1-2: 模 型 7m3/s C1-3: 模 型 7m3/s C1-4: 模 型 7m3/s 現 地 7m3/s:4 月 27 日 C2-1: 模 型 35m3/s C2-2: 模 型 35m3/s 現 地 35m3/s:8 月 4 日 C4-1: 模 型 天 端 6m C4-2: 模 型 天 端 6m ヘ ントナイト 無 現 地 天 端 6m:6 月 3 日..5 1. 1.5 2. 2.5 破 堤 口 拡 幅 速 度 (m/ 分 ) 天 端 幅 6m の 方 が,3m より 破 堤 口 拡 幅 速 度 が 小 さいという 傾 向 が 模 型 では 見 られたが, 現 地 では 見 られ なかった. 現 地 では, 氾 濫 域 に 湛 水 域 が 制 限 されていたためと 推 定 できる ヘ ントナイト 無 しでは, 現 地 実 験 より8 さらに 速 い 破 堤 口 拡 大 速 度 となっ てしまった. 模 型 実 験 再 現 には 粘 性 は 若 干 必 要 と 考 える. 図 45 破 堤 口 拡 幅 速 度 のまとめ また, 堤 防 材 としてベントナイトの 混 入 を 全 く 行 わなかった 模 型 C1-4 での 破 堤 口 拡 大 速 度 は 2.31m/ 分 となり, 現 地 実 験 の 1.75m/s より 約 3%も 大 きくなった. 堤 防 材 には 若 干 の 粘 性 があった 場 合 の 方 が 再 現 性 は 高 くなると 考 える. 2) 氾 濫 流 量 の 再 現 性 上 流 流 量 と 氾 濫 量 について,ケース 毎 に 現 地 と 模 型 を 並 記 したものを 図 46 に 示 す. 氾 濫 流 量 は,ある 破 堤 口 幅 に 達 すると,その 後 破 堤 口 幅 は 拡 幅 が 続 くが, 氾 濫 量 は 一 定 になる. 例 え ば, 模 型 C1-3 の 氾 濫 量 は, 図 46 に 示 すように, 越 水 開 始 から 12 分 後 にはほぼ 58m 3 /s と 一 定 となって いるが, 破 堤 口 の 拡 幅 は 継 続 している( 図 44 参 照 ). 破 堤 口 幅 がある 幅 (C1 ではおよそ 2m 程 度 )に 達 すると, 破 堤 口 上 流 側 に 流 速 の 小 さい 範 囲 ( 死 水 域 ) が 発 生 する.これにより, 流 速 が 速 い 有 効 な 流 れの 幅 ( 有 効 幅 )は 破 堤 口 幅 の 半 分 以 下 となり, 堤 防 侵 食, 基 盤 の 洗 堀, 氾 濫 域 への 土 砂 堆 積, 洗 掘 基 盤 部 の 落 堀 の 埋 め 戻 し 現 象 を 繰 り 返 しながら 有 効 幅 の 位 置 は 下 流 へ 移 動 していくため, 氾 濫 量 は 一 定 になると 推 定 できる. これより, 破 堤 による 最 大 氾 濫 量 は 算 出 可 能 と 推 定 できる. ケース1 1 9 8 7 6 現 地 C1: 上 流 流 量 現 地 C1: 氾 濫 量 模 型 C1-1: 上 流 流 量 模 型 C1-1: 氾 濫 量 模 型 C1-2: 上 流 流 量 模 型 C1-2: 氾 濫 量 模 型 C1-3: 上 流 流 量 模 型 C1-3: 氾 濫 量 5 4 3 2 1 現 地 実 験 は 最 大 氾 濫 量 に 達 してい な い 上 流 流 量 が 安 定 してから 少 なくとも 3 分 以 上 は 給 水 する 必 要 があった 現 地 で 氾 濫 前 に 氾 濫 流 量 値 がある のは 補 正 が 必 要 氾 濫 量 の 増 加 率 は 現 地 と 模 型 で 近 似 している -1-5 -1 5 1 15 2 図 46 上 流 流 量 と 氾 濫 量,ケース 1 の 場 合 53

図 47 破 堤 口 部 の 流 況, 有 効 な 流 れの 幅 はある 破 堤 口 幅 まで 拡 幅 すると 一 定 となる. 破 堤 幅 約 3m 時 流 出 有 効 幅 は 約 12m 氾 濫 域 5.m/s 破 堤 幅 約 45m 時 流 出 有 効 幅 は 約 18m 約 3m 氾 濫 域 5.5m/s 5.m/s 背 割 堤 約 45m 5.5m/s ( 模 型 実 験 C1-2) 図 48 破 堤 口 部 の 流 速 ベクトル 図 ( 模 型 C1-2) 現 地 実 験 C1 54

上 流 流 量 に 対 する 氾 濫 量 率 を 図 49 に 示 す. 基 本 的 に 氾 濫 流 量 が 安 定 した 時 で 算 出 している. 但 し, 安 定 する 前 にゲートを 閉 じ 始 めた 場 合 はピー ク 氾 濫 流 量 時 で 算 出 している. 氾 濫 量 率 は 現 地 も 模 型 も 約 7~8%で, 比 較 的 模 型 での 再 現 性 は 高 いと 推 定 できる. C1-1: 模 型 7m3/s ケース C1-2: 模 型 7m3/s C1-3: 模 型 7m3/s C1-4: 模 型 7m3/s 現 地 7m3/s:4 月 27 日 C2-1: 模 型 35m3/s C2-2: 模 型 35m3/s 現 地 35m3/s:8 月 4 日 C4-1: 模 型 天 端 6m C4-2: 模 型 天 端 6m 現 地 天 端 6m:6 月 3 日 % 2% 4% 6% 8% 1% 氾 濫 量 率 (%) 図 49 氾 濫 量 増 加 率 と 氾 濫 量 率 55

越 水 開 始 からの 時 間 と 破 堤 口 が 側 岸 方 向 に 拡 大 はじめる 時 間 のバラツキが 大 きいため, 破 堤 口 幅 と 氾 濫 量 の 関 係 を 見 出 した. 現 地 実 験 と 模 型 実 験 についてそれぞれ 破 堤 口 幅 と 氾 濫 量 の 関 係 を 図 5 に 示 す. 現 地 実 験 は, 模 型 実 験 とは 異 なり, 上 流 からの 流 量 を 流 量 7m 3 /s 一 定 に 保 持 していないため, 単 純 に 比 較 できないが, 破 堤 口 幅 と 氾 濫 量 の 関 係 は, 比 較 的 合 致 していると 推 定 できる. これより, 模 型 実 験 でも 氾 濫 量 の 推 定 は 可 能 と 考 える. ケース1と2については, 現 地 実 験 の 方 が, 破 堤 口 幅 が 拡 大 する 過 程 (C1 は 破 堤 口 幅 が 2m まで,C2 は 破 堤 口 幅 が 1m まで)で, 模 型 実 験 に 比 べて 氾 濫 量 が 大 きくなる 傾 向 が 見 られる. この 要 因 の 特 定 は 難 しいが, 模 型 の 給 水 量 は 7m3/s 一 定 ( 貯 留 水 が 水 位 低 下 するに 従 い 給 水 量 は 増 加 する)であるが, 現 地 はケース1と2において, 初 期 段 階 は 給 水 量 が 大 きかったのが 最 大 の 要 因 と 推 定 する. 初 期 の 段 階 の 破 堤 口 幅 と 氾 濫 量 の 関 係 を 再 現 することは 難 しいが 破 堤 口 幅 が 2m を 越 えると 再 現 性 が 高 くなると 考 える 氾 濫 量 (m3/s) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1-1 現 地 実 験 の 方 が, 氾 濫 量 が 大 きい 1 2 3 4 5 6 7 8 破 堤 口 全 幅 (m) 現 地 上 流 流 Case1 量 模 型 上 流 流 量 C1-1 模 型 上 流 流 量 C1-2 模 型 上 流 流 量 C1-3 模 型 上 流 流 量 C1-4 現 地 氾 濫 量 模 型 C1-1 模 型 C1-2 模 型 C1-3 模 型 C1-4 氾 濫 量 (m3/s) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1-1 現 地 実 験 の 方 が, 氾 濫 量 が 大 きい 1 2 3 4 5 6 7 8 破 堤 口 全 幅 (m) Case2 現 地 上 流 流 量 模 型 上 流 流 量 C2-1 模 型 上 流 流 量 C2-2 現 地 氾 濫 量 模 型 C2-1 模 型 C2-2 氾 濫 量 (m3/s) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1-1 1 2 3 4 5 6 7 8 破 堤 口 全 幅 (m) Case4 現 地 上 流 流 量 模 型 上 流 流 量 C4-1 模 型 上 流 流 量 C4-2 現 地 氾 濫 量 模 型 C4-1 模 型 C4-2 現 地 と 模 型 が 比 較 的 合 致 している 図 5 破 堤 口 全 幅 と 氾 濫 量 の 関 係, 現 地 実 験 と 模 型 実 験 を 比 較 56

3) 実 験 水 路 内 水 位 と 水 路 内 河 床 高 次 に, 実 験 水 路 内 の 現 地 水 位 と 実 験 水 位 を 比 較 する. 模 型 実 験 では 氾 濫 域 の 水 位 を 計 測 していないため, 実 験 水 路 内 だけの 比 較 となる.また, 模 型 実 験 水 路 の 水 位 を 計 測 し 始 めたのは 平 成 22 年 度 業 務 からなので, 模 型 実 験 C2-2,C4-1,C4-2 の3ケースで 比 較 する. 現 地 破 堤 口 幅 と 模 型 破 堤 口 幅 がほぼ 合 致 する 条 件 の 実 験 水 路 水 位 のみ 抽 出 して, 水 位 を 比 較 した.そ の 結 果 を 図 51 に 示 す. 模 型 C2-2 および C4-1 の 水 路 河 床 高 は 最 大.5m の 差 異 が 発 生 している. 水 位 は, 比 較 的 誤 差 は 少 ないが,C4-2 の 破 堤 口 幅 5m 時 の 差 が 大 きい. また, 参 考 として 通 水 後 の 実 験 水 路 内 の 平 均 河 床 高 も 併 記 したが, 模 型 実 験 でも 十 分 現 地 状 況 を 再 現 していると 考 える. 18 現 地 C2と 模 型 C2-2 EL(m) 17 16 15 14 13 現 地 5.1m 現 地 1.5m 現 地 2m 模 型 5m 模 型 1m 模 型 2m 平 均 河 床 高 ( 通 水 前 ) 平 均 河 床 高 ( 通 水 後 ) 模 型 平 均 河 床 高 背 割 堤 体 ( 前 ) 背 割 堤 体 ( 後 ) 12 15 125 1 75 5 25 切 欠 部 からの 縦 断 距 離 (m) -25-5 -75-1 EL(m) 18 17 16 15 14 13 現 地 C4と 模 型 C4-1 現 地 19.8m 現 地 3.5m 現 地 4.5m 現 地 49.3m 模 型 2m 模 型 3m 模 型 4m 模 型 5m 平 均 河 床 高 ( 通 水 前 ) 平 均 河 床 高 ( 通 水 後 ) 模 型 平 均 河 床 高 背 割 堤 体 ( 前 ) 背 割 堤 体 ( 後 ) 12 15 125 1 75 5 25 切 欠 部 からの 縦 断 距 離 (m) -25-5 -75-1 EL(m) 18 17 16 15 14 13 現 地 C4と 模 型 C4-2 現 地 19.8m 現 地 3.5m 現 地 4.5m 現 地 49.3m 模 型 2m 模 型 25m 模 型 4m 模 型 5m 平 均 河 床 高 ( 通 水 前 ) 平 均 河 床 高 ( 通 水 後 ) 模 型 平 均 河 床 高 背 割 堤 体 ( 前 ) 背 割 堤 体 ( 後 ) 12 15 125 1 75 5 25 切 欠 部 からの 縦 断 距 離 (m) -25-5 -75-1 図 51 水 位 および 河 床 高 の 縦 断 図 57

5) 破 堤 部 表 面 流 速 (PIV 解 析 結 果 ) 次 に, 破 堤 時 の 表 面 流 速 の PIV 解 析 結 果 を 以 下 に 示 す. 模 型 実 験 の PIV 解 析 はケース1では1 破 堤 幅 のみ,C2-1 で4 破 堤 幅,C2-2 で4 破 堤 幅,C4-1 と C4-2 は4 破 堤 幅 実 施 している. 破 堤 口 幅 が 近 似 している 状 況 の PIV 解 析 結 果 を 併 記 する. PIV 解 析 結 果 の 流 速 ベクトル( 流 向 )の 再 現 性 については, 定 性 的 にはほぼ 合 致 している 点 を 確 認 した. ケース 1 C1 凡 例 7.~8.m/s 6.~7.m/s 5.~6.m/s 4.~5.m/s 3.~4.m/s 5.m/s 2.~3.m/s 1.~2.m/s ~1.m/s 現 地 C1, 破 堤 幅 3m 6.2m/s 模 型 C1-3, 破 堤 幅 3m 5.3m/s 現 地 C1, 破 堤 幅 4m 模 型 C1-2, 破 堤 幅 43m 5.7m/s 現 地 C1, 破 堤 幅 43m 模 型 C1-1, 破 堤 幅 4m 5.2m/s 5.7m/s 図 52 破 堤 部 PIV 流 速 解 析 結 果,CASE1 58

ケース 2 C2: 現 地 PIV の 最 大 破 堤 幅 は 24m 凡 例 7.~8.m/s 6.~7.m/s 5.~6.m/s 4.~5.m/s 3.~4.m/s 2.~3.m/s 1.~2.m/s ~1.m/s 2.2m/s 4.6m/s 現 地 C2, 破 堤 幅 5m 模 型 C2-2, 破 堤 幅 5m 氾 濫 域 に 現 地 で 見 られた 4m/s 以 上 の 流 速 は 発 生 して いない 2.5m/s 4.2m/s 4.7m/s 現 地 C2, 破 堤 幅 15m 模 型 C2-2, 破 堤 幅 15m 4.4m/s 3.5m/s 4.2m/s 現 地 C2, 破 堤 幅 2m 模 型 C2-2, 破 堤 幅 2m 図 53 破 堤 部 PIV 流 速 解 析 結 果,CASE2 59

ケース4 C4 凡 例 7.~8.m/s 6.~7.m/s 5.~6.m/s 4.~5.m/s 3.~4.m/s 2.~3.m/s 1.~2.m/s ~1.m/s 3.2m 3 /s 4.2m 3 /s 現 地 C4, 破 堤 幅 13m 模 型 C4-1, 破 堤 幅 13m 4.1m/s 現 地 C4, 破 堤 幅 3m 模 型 C4-1, 破 堤 幅 3m 4.5m/s 5.6m/s 6.7m/s 現 地 C4, 破 堤 幅 5m 模 型 C4-1, 破 堤 幅 5m 図 54 破 堤 部 PIV 流 速 解 析 結 果,CASE3 6

(2) 河 道 形 状 相 違 による 破 堤 実 験 a) 実 験 条 件 次 に, 河 道 形 状 ( 水 路 幅, 水 路 勾 配 )を 変 化 させて, 破 堤 口 拡 大 速 度 や 氾 濫 量 への 影 響 量 を 縮 尺 模 型 実 験 により 検 証 した. 実 験 ケースを 表 9 に 示 す.( 実 験 はケース2シリーズとしている) 水 路 幅 は 基 本 8m に 加 えて 16m,24m の3ケース, 水 路 勾 配 は 基 本 1/5 に 加 えて,1/25,1/2 の3ケースを 組 合 せて 設 定 した. 通 水 量 は 水 路 幅 と 縦 断 勾 配 を 変 化 させて, 等 流 水 深 2.7~2.75m( 越 流 きっかけ 部 ( 以 降 切 欠 部 )での 越 流 水 深 が.2~.25m)になるように 給 水 量 を 設 定 した. 表 9 河 道 形 状 別 破 堤 実 験 実 験 ケース, 現 地 値 ケース 水 路 幅 B 河 床 勾 配 I 設 定 等 流 給 水 量 C1-1 8m 1/5 7 m 3 /s C1-2 8m 1/5 7 m 3 /s C1-3 8m 1/5 7 m 3 /s C1-4 8m 1/5 7 m 3 /s C5-1 16m 1/5 145 m 3 /s C5-2 24m 1/5 224 m 3 /s C6-1 8m 1/25 12 m 3 /s C6-2 8m 1/25 12 m 3 /s C6-3 24m 1/25 316 m 3 /s C7-1 16m 1/2 73 m 3 /s C7-2 24m 1/2 112 m 3 /s 上 流 最 大 給 水 量 は 上 流 湛 水 域 に 貯 水 された 容 量 が 破 堤 による 水 位 低 下 に 伴 い 排 水 され 増 加 した 流 量 である. 堤 防 形 状 は 高 さ 3m, 天 端 幅 3m, 法 勾 配 1:2 同 一 条 件 b) 水 路 幅 と 水 路 勾 配 別 破 堤 状 況 堤 防 形 状 は 高 さ 3m, 天 端 幅 3m, 法 勾 配 1:2. の 同 一 条 件 であるため, 水 路 形 状 の 違 いによる, 氾 濫 量 や 破 堤 口 幅, 拡 大 速 度 の 比 較 を 行 った. 河 床 材 は, 本 来 であれば 水 路 勾 配 の 違 いによりその 勾 配 に 即 した 河 床 材 料 に 入 れかえが 必 要 であるが, 本 実 験 では 全 て 平 均 粒 径 dm=.9mm( 現 地 dm=11mm)で 統 一 している.このため, 河 床 勾 配 1/25 では 河 床 高 の 低 下 量 が-4m 以 上 に 達 し, 大 きかった. 図 55 に 越 水 開 始 からの 時 間 と 破 堤 口 幅 の 関 係 を 示 す. 越 水 開 始 から 破 堤 口 幅 が 拡 幅 開 始 するのは,~13 分 とバラツキが 大 きいのにも 関 わらず, 一 度 側 岸 侵 食 が 始 まり, 破 堤 口 幅 が 拡 幅 し 始 めると,ほぼ 一 定 勾 配 となっている. また, 図 56 に 示 すように,ある 幅 まで( 前 半 )は 比 較 的 速 く 拡 幅 していき,ある 破 堤 口 幅 に 達 する ( 後 半 )と 急 激 に 拡 幅 速 度 が 低 下 する 傾 向 も 同 様 である. 61

破 堤 口 全 幅 (m) 12 1 8 6 4 2 4 8 12 16 2 24 28 越 水 開 始 からの 時 間 ( 分 ) C1-1:B8m I=1/5 C1-2:B8m I=1/5 C1-3:B8m I=1/5 C5-1:B16m I=1/5 C5-2:B24m I=1/5 C6-1:B8m I=1/25 C6-2:B8m I=1/25 C6-3:B24m I=1/25 C7-1:B16m I=1/2 C7-2:B24m I=1/2 図 55 越 水 開 始 からの 時 間 と 破 堤 口 幅 破 堤 口 幅 (m) 11 9 7 5 3 1-1 1 月 28 日 下 流 上 流 前 半 拡 幅 速 度 後 半 拡 幅 速 度 125 145 165 185 25 225 245 越 水 開 始 からの 時 間 ( 分 ) 図 56 越 水 開 始 からの 破 堤 口 幅,ケース C6-3 の 場 合 62

破 堤 口 拡 幅 速 度 は, 図 57 に 示 すように 河 床 勾 配 が 緩 い 程 小 さく,また 水 路 幅 が 広 い 程 大 きい 傾 向 が ある. 特 に 水 路 幅 の 影 響 は 大 きく, 水 路 幅 24m は 8m に 比 べて 3~4 倍 大 きい. これより 破 堤 口 拡 幅 速 度 は, 水 路 幅 と 水 路 勾 配 の 影 響 を 受 ける 現 象 と 推 定 できる. また, 後 半 の 拡 幅 速 度 は 前 半 に 比 べて 約 2~4 割 まで 低 下 し,この 時 の 氾 濫 量 はほぼ 定 常 状 態 になる. この 定 常 状 態 になる 氾 濫 流 量 率 は 同 じ 水 路 勾 配 の 場 合, 水 路 幅 が 広 い 程 小 さくなる 傾 向 がある. 例 えば 河 床 勾 配 1/5 の 場 合, 水 路 幅 24m の 場 合 55%であるのに 対 して, 水 路 幅 が 8m 時 は 7% 程 度 と 大 きく なる( 図 58). C1-1:B8m I=1/5 C1-2:B8m I=1/5 C1-3:B8m I=1/5 C5-1:B16m I=1/5 ケース C5-2:B24m I=1/5 C6-1:B8m I=1/25 C6-2:B8m I=1/25 C6-3:B24m I=1/25 C7-1:B16m I=1/2 C7-2:B24m I=1/2.5 1 1.5 2 2.5 3 破 堤 口 拡 幅 速 度 (m/ 分 ) 図 57 破 堤 口 拡 幅 速 度 ( 上 段 : 前 半, 下 段 : 後 半 ) C1-1:B8m I=1/5 C1-2:B8m I=1/5 C1-3:B8m I=1/5 C5-1:B16m I=1/5 堤 防 形 状 C5-2:B24m I=1/5 C6-1:B8m I=1/25 C6-2:B8m I=1/25 C6-3:B24m I=1/25 C7-1:B16m I=1/2 C7-2:B24m I=1/2 % 2% 4% 6% 8% 1% 氾 濫 量 率 (%) 図 58 氾 濫 量 率 63

次 に, 破 堤 口 幅 と 氾 濫 量 の 関 係 を 示 す. 比 較 したものは, 堤 防 形 状 が 基 本 の(C1-1~4)と 水 路 幅 が 16m,24m と 広 げた 場 合 (C5-1~2), 水 路 勾 配 が 1/25 と 急 勾 配 にした 場 合 (C6-2)である. 16 模 型 C1,C5,C6 14 12 1 8 氾 濫 量 (m3/s) 6 4 2-2 -4-6 -8 C1-1 C1-2 C1-3 C1-4 C5-1 C5-2 C6-2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 破 堤 口 幅 (m) 図 59 破 堤 口 幅 と 氾 濫 量 の 関 係,C1,C5,C6 の 場 合 その 結 果,C6 の 河 床 勾 配 を 1/25 に 変 化 させても, 氾 濫 量 が 大 きく 影 響 を 受 けなかったが,C5-2( 水 路 幅 が 24m 時 )のみ, 破 堤 口 幅 が 3m 以 上 になると, 急 激 に 氾 濫 量 が 増 加 した.C5-1( 水 路 幅 が 16m 時 ) も 他 のケースとほぼ 同 じであるが, 氾 濫 量 は 大 きい 傾 向 である. 氾 濫 シミュレーションマニュアル では, 氾 濫 量 は 河 道 幅 から 算 出 する 式 となっていることからも, 氾 濫 量 に 影 響 を 与 える 項 目 としては, 水 路 幅 ( 河 道 幅 )が 最 も 大 きく 影 響 していると 想 定 できる. 64

c) 崩 壊 量 と 無 次 元 掃 流 力 9. 破 堤 拡 幅 機 構 で 考 察 した 方 法 と 同 様 に(τ*-τ*c)と(dV/dt)/( (sgd 3 ) Bm) の 関 係 を 図 化 した.( 図 61 参 照 ) 模 型 実 験 では, 水 位 の 測 定 に3D 写 真 解 析 を 用 いることができないため, 以 下 の 方 法 で 水 面 勾 配 等 を 算 出 した. τ*とτ*cの 算 出 wh1 wh2 h1 h h2 w1 w w2 L h=(h1+h2)/2 I=(h1-h2)/L 実 験 水 位 は 水 路 内 と 氾 濫 域 のみの 計 測 であるため L: 堤 防 法 尻 区 間 長 と 設 定 水 面 は 実 験 水 路 内 と 氾 濫 域 は 水 平 と 設 定 し C1,C2,C4の 場 合 :L=6+3+6=15m 破 堤 部 のみ 水 面 勾 配 があると 設 定 した C4の 場 合 L=6+6+6=18m τ*=h I/(s d) u*^2=g h I s=1.65 d5=.9mm*2=.18m dmax=76m=.76m τ*c=u*c^2/(s g d) u*c^2= 岩 垣 の 公 式 を 活 用 ここで h1は 洗 堀 w1( 通 水 後 河 床 高 )を 考 慮 した 水 深 h2は 洗 堀 w2を 考 慮 しない hは 洗 堀 w( 色 砂 )を 考 慮 図 6 模 型 実 験 の 場 合 のτ*とτ*c の 算 出 方 法 説 明 図 65

その 結 果, 破 堤 幅 1m 以 上 の 範 囲 では,C1-1 を 除 いて, 現 地 試 験 結 果 とほぼ 傾 向 が 合 致 していること が 確 認 できた. この 点 からも, 模 型 実 験 における 破 堤 口 の 拡 大 速 度 は 現 地 実 験 のそれをほぼ 再 現 していると 考 える. 1.E+6 裏 法 近 傍 模 型 は 破 堤 部 V 系 1.E+4 1.E+2 1.E+ y = 18.299x 1.5234 Case1 Case2 Case3 Case4 C1-1 C1-2 C2-1 C1-3 C2-2 C4-1 C4-2 1.E-2 1.E-4 1.E-4 1.E-2 1.E+ 1.E+2 1.E+4 1.E+6 τ* τ*c 図 61 (τ*-τ*c)と(dv/dt)/( (sgd 3 ) Bm)の 関 係 66

第 IV 部 まとめ 近 年, 台 風 や 集 中 豪 雨 などに 豪 雨 災 害 が 多 発 し, 被 害 規 模 が 甚 大 である 破 堤 事 例 が 見 られるようになる 一 方, 特 に 破 堤 拡 幅 過 程 について 十 分 にわかっていなかった. 本 研 究 ではまず 既 往 研 究 レビューを 行 い, 未 解 明 部 分 であっ た 破 堤 拡 幅 過 程 の 解 明 を 目 的 に, 世 界 でも 最 大 規 模 である 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 を 用 いて 破 堤 実 験 を 行 った. 以 下 にその 要 点 を 示 す. 1. 堤 体 崩 壊 履 歴 計 測 実 験 破 堤 拡 幅 過 程 の 解 明 において, 重 要 且 つ 課 題 となったのが 破 堤 進 行 過 程 を 時 系 列 で 把 握 することであった. 本 研 究 では 室 内 実 験 を 通 じて 加 速 度 センサーを 用 いることで, 堤 体 内 部 の 崩 壊 履 歴 を 計 測 する 技 術 を 確 立 した. 2. 予 備 実 験 上 記 の 計 測 技 術 を 用 いることで, 堤 体 侵 食 破 堤 拡 幅 過 程 が 計 測 できることを 現 地 で 確 認 し, 今 までは 困 難 であ った 堤 体 崩 壊 量 の 推 定 が 可 能 となり,また 破 堤 に 伴 う 高 流 速 複 雑 な 流 況 下 における 観 測 技 術 を 確 立 した. 更 に 千 代 田 実 験 水 路 内 で,また 裸 堤 という 限 られた 条 件 下 ではあるが, 破 堤 初 期 段 階 では 堤 体 の 浸 食 がほとんど で, 破 堤 拡 幅 することなく, 切 欠 断 面 の 表 法 肩 侵 食 堤 体 の 大 半 が 崩 壊 した 後 に, 下 流 側 に 破 堤 拡 幅 が 開 始 するこ とが 明 らかとなった. 3. 本 実 験 複 数 ケースでの 実 験 を 行 い 検 討 を 行 った 結 果, 次 のことが 明 らかとなった. まず 破 堤 初 期 段 階 において, 河 道 流 がある 場 合 でも, 堤 体 侵 食 量 と 堤 体 上 を 通 過 する 累 計 流 量 を 用 いることで, 既 往 の 正 面 越 流 破 堤 実 験 に 近 い 傾 向 であり,その 知 見 を 用 いることが 出 来 る 可 能 性 を 示 した. また 破 堤 拡 幅 過 程 については, 堤 体 特 性 等 が 異 なる 場 合 においても, 破 堤 開 口 部 周 辺 の 無 次 元 掃 流 力 を 用 いるこ とで, 堤 体 崩 壊 量 を 推 定 出 来 る 可 能 性 を 示 し,またその 式 形 は 既 往 の 掃 流 砂 量 式 に 近 いものであった.そしてこれ らの 知 見 より 破 堤 拡 幅 速 度 を 推 定 するモデル 化 が 可 能 であることを 示 した. 4. 模 型 実 験 千 代 田 実 験 水 路 の 縮 尺 模 型 実 験 を 行 った 結 果, 次 のことが 明 らかとなった. 破 堤 部 や 実 験 水 路 の 流 況, 破 堤 形 態 は 概 ね 現 地 の 千 代 田 実 験 水 路 の 状 況 を 再 現 することが 出 来 た. 破 堤 拡 幅 速 度 の 再 現 性 は 十 分 ではないが, 破 堤 幅 と 氾 濫 流 量 の 関 係 性 について 再 現 性 が 高 いことが 分 かった.また 河 道 幅 を 広 く した 場 合, 河 床 勾 配 を 急 にした 場 合, 同 じ 破 堤 幅 であっても 氾 濫 流 量 が 大 きくなる 傾 向 を 確 認 することが 出 来 た. 67

参 考 文 献 1) 吉 川 勝 秀 : 河 川 堤 防 学, 技 報 堂 出 版,pp.98,28. 2) 例 えば, 鷲 見 哲 也 ほか: 新 川 の 破 堤 原 因 の 数 値 シミュレーションを 用 いた 考 察, 河 川 技 術 論 文 集, 第 7 巻,pp.97-12, 21. 3) 例 えば, 黄 光 偉 ほか: 五 十 嵐 川 での 最 大 流 量 と 破 堤 地 点 の 水 位 とハイドログラフの 推 定, 河 川 技 術 論 文 集, 第 11 巻, pp.127-132,25. 4) 例 えば, 内 田 龍 彦 ほか: 円 山 川 出 石 川 の 破 堤 における 被 災 調 査 と 土 砂 氾 濫 解 析, 河 川 技 術 論 文 集, 第 13 巻,pp.33-38, 27. 5) 例 えば, 北 川 明 ほか: 一 関 遊 水 地 における 越 流 小 堤 の 耐 侵 食 力 に 関 する 現 地 実 験, 土 木 学 会 水 工 学 論 文 集, 第 39 巻, pp.489-494,1995. 6) 例 えば, 越 水 堤 防 調 査 最 終 報 告 書 - 解 説 編 -, 建 設 省 土 木 研 究 所 資 料, 第 274 号,1984. 7) 例 えば, 木 村 勝 行 ほか: 越 流 に 伴 う 破 壊 現 象 に 関 する 研 究,ダム 工 学 会 論 文,No.35,pp.215-223,1999. 8) 例 えば, 藤 田 裕 一 郎 ほか: 河 川 堤 防 決 壊 口 の 拡 大 過 程 に 関 する 実 験, 土 木 学 会 年 次 学 術 講 演 会 第 2 部, 第 42 回, pp.559-56,1987. 9) 例 えば, 奥 田 浩 司 ほか: 排 水 機 能 を 持 つ 堤 防 裏 法 尻 保 護 工 に 関 する 実 験 的 検 討, 土 木 学 会 水 工 学 論 文 集, 第 51 巻, pp.751-756,27. 1) 東 高 徳 ほか: 堤 防 形 状 3 次 元 性 を 考 慮 した 対 越 水 堤 防 強 化, 土 木 学 会 年 次 学 術 講 演 会 第 2 部, 第 55 回,pp.338-339, 2. 11) 例 えば, 田 中 祐 一 朗 ほか: 河 川 堤 防 の 越 流 に 関 する 研 究, 土 木 学 会 年 次 学 術 講 演 会 第 2 部, 第 48 回,pp.424-425, 1993. 12) 重 枝 未 玲 ほか:ダイナミック 氾 濫 解 析 モデルによる 河 川 からの 溢 水 越 流 流 量 の 予 測, 土 木 学 会 河 川 技 術 論 文 集, 第 11 巻,pp.169-174,25. 13) 例 えば, 樹 林 帯 による 破 堤 後 の 減 災 効 果 に 関 する 検 討, 国 土 交 通 省 国 土 技 術 政 策 総 合 研 究 所 河 川 部 河 川 研 究 室,22. 14) 例 えば, 辻 本 哲 郎 ほか: 矢 作 川 および 境 川 流 域 における2 年 9 月 豪 雨 災 害, 土 木 学 会 河 川 技 術 論 文 集, 第 7 巻, pp.71-76,21. 15) 福 岡 捷 二 ほか: 越 水 を 伴 う 洪 水 流 による 堤 防 被 災 機 構 の 調 査 およびその 解 析, 建 設 省 土 木 技 術 資 料 3-3,pp.21-26, 1988. 16) 例 えば, 辻 本 哲 郎 ほか: 破 堤 拡 大 過 程 と 河 川 特 性 の 関 係 について, 土 木 学 会 河 川 技 術 論 文 集, 第 11 巻,pp.121-126, 25. 17) 例 えば, 後 藤 仁 志 ほか: 越 流 水 による 河 川 堤 防 浸 食 過 程 のグリッドレス 解 析, 土 木 学 会 水 工 学 論 文 集, 第 46 巻, pp.439-444,22. 18) 例 えば, 大 坪 郁 宜 ほか: 東 海 豪 雨 を 対 象 とした 氾 濫 解 析, 土 木 学 会 河 川 技 術 論 文 集, 第 7 巻,pp.35-4,21. 19) 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 について, 北 海 道 開 発 局 帯 広 開 発 建 設 部,http://www.ob.hkd.mlit.go.jp/hp/riveroffice/ 2) 島 田 友 典 渡 邊 康 玄 横 山 洋 辻 珠 希 : 千 代 田 実 験 水 路 における 横 断 堤 越 水 破 堤 実 験, 土 木 学 会 水 工 学 論 文 集, 第 53 巻,pp.871-876,29. 21) 島 田 友 典 平 井 康 幸 辻 珠 希 : 千 代 田 実 験 における 越 水 破 堤 実 験, 土 木 学 会 水 工 学 論 文 集, 第 54 巻,pp.811-816, 21. 22) 島 田 友 典 横 山 洋 平 井 康 幸 三 宅 洋 : 千 代 田 実 験 における 氾 濫 域 を 含 む 越 水 破 堤 実 験, 土 木 学 会 水 工 学 論 文 集, 第 55 巻,pp.841-846,211. 23) 稲 垣 達 弘 島 田 友 典 横 山 洋 三 宅 洋 : 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 各 手 法 別 の 流 量 観 測, 土 木 学 会 河 川 技 術 論 文 集, 第 17 巻,pp.371-376,211. 24) 水 理 公 式 集 ( 平 成 11 年 度 版 ), 土 木 学 会,pp.132-133,1999. 25) 氾 濫 シミュレーション マニュアル( 案 )-シミュレーションの 手 引 き 及 び 新 モデルの 検 証 -, 建 設 省 土 木 研 究 所,1996. 26) 急 流 河 川 における 浸 水 想 定 区 域 検 討 の 手 引 き, 国 土 交 通 省 北 陸 地 方 整 備 局,23. 27) 徳 川 亜 衣 子 泉 典 洋 : 破 堤 プロセスに 関 する 簡 易 モデルの 開 発, 土 木 学 会 北 海 道 支 部, 第 68 号,B-37,212. 28) 坂 野 章 : 樹 林 帯 による 破 堤 後 の 減 災 効 果 に 関 する 検 討, 土 木 技 術 資 料,22. 29) 渡 邊 康 玄 山 本 昌 慧 早 川 博 島 田 友 典 : 縮 尺 の 違 いによる 越 流 堤 実 験 の 再 現 性 の 検 討 水 工 学 論 文 集, 第 56 巻,212 68

212.3.15 第 6 回 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 等 実 験 アドバイザー 委 員 会 河 川 堤 防 の 越 水 破 堤 現 象 のうち 破 堤 拡 幅 機 構 に 関 する 実 験 研 究 報 告 書 ( 案 ) 概 要 版 国 土 交 通 省 北 海 道 開 発 局 ( 独 ) 土 木 研 究 所 寒 地 土 木 研 究 所

報 告 書 の 構 成 pp.3-4 第 I 部 越 水 破 堤 現 象 をとりまく 環 境 1. 近 年 の 実 破 堤 事 例 2. 越 水 破 堤 現 象 に 関 する 既 往 研 究 3. 研 究 過 程 と 本 報 告 書 の 内 容 第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 4. 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 の 概 要 5. 堤 体 崩 壊 履 歴 計 測 実 験 6. 予 備 実 験 1 7. 予 備 実 験 2 8. 本 実 験 9. 破 堤 拡 幅 機 構 第 III 部 現 地 実 験 以 外 の 検 討 1. 縮 尺 模 型 実 験 第 IV 部 まとめ

第 I 部 越 水 破 堤 をとりまく 環 境 pp.5-8 堤 防 の 決 壊 による 氾 濫 の 減 災 対 策 には まず 破 堤 拡 幅 機 構 の 解 明 が 必 要 である 既 往 研 究 では 横 越 流 を 考 慮 した 実 物 大 規 模 の 破 堤 拡 幅 機 構 は 未 解 明 である 1. 近 年 の 実 破 堤 事 例 2. 越 水 破 堤 現 象 に 関 する 既 往 研 究

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 pp.9-1 十 勝 川 千 代 田 新 水 路 内 に わが 国 初 の 実 物 大 河 川 実 験 水 路 を 造 成 これまで 困 難 であった 実 物 大 規 模 による 河 道 からの 横 越 流 による 破 堤 実 験 が 可 能 4. 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 の 概 要

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 pp.11-12 破 堤 現 象 の 解 明 には 堤 体 崩 壊 の 時 系 列 による 計 測 が 必 要 室 内 実 験 を 行 い 加 速 度 センサー( 小 型 安 価 高 精 度 )による 堤 体 崩 壊 履 歴 の 計 測 技 術 開 発 に 向 けて 検 討 を 行 った 5. 堤 体 崩 壊 履 歴 計 測 実 験 ~ 不 可 視 部 分 である 堤 体 の 崩 壊 履 歴 を 計 測 する 手 法 の 検 討 室 内 実 験 では 計 測 精 度 誤 差 は1 秒 以 内

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 pp.13-17 計 測 機 器 の 機 能 検 証 計 測 手 法 の 確 立 を 目 指 して 予 備 実 験 を 実 施 横 断 堤 上 流 に 水 を 貯 留 切 欠 き 部 から 正 面 越 流 させて 堤 体 崩 壊 過 程 を 観 測 した 6. 予 備 実 験 1 ~ 大 規 模 実 験 における 計 測 技 術 手 法 の 検 証 堤 体 形 状 高 さ;2.5m 天 端 ;2.m 法 勾 配 ;2 割 堤 体 崩 壊 過 程 を 時 系 列 で 計 測 可 能

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 pp.18-24 より 実 現 象 に 近 い 河 道 からの 横 越 流 時 の 破 堤 現 象 を 想 定 した 予 備 実 験 を 実 施 7. 予 備 実 験 2 ~ 河 道 流 がある 場 合 の 初 期 段 階 の 破 堤 現 象 の 把 握 高 流 速 下 での 計 測 手 法 の 確 立 堤 体 形 状 高 さ;2.5m 25 天 端 ;3.m 法 勾 配 ;2 割 氾 濫 流 量 の 観 測 技 術 を 確 立 破 堤 拡 幅 のプロセスを 確 認

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 河 道 流 量 堤 体 土 質 堤 体 法 勾 配 を 変 化 させて 破 堤 拡 幅 過 程 を 検 証 8. 本 実 験 ~ 実 験 概 要 条 件 ~ 破 堤 拡 幅 過 程 を 明 らかにすることを 目 的 に 河 道 流 氾 濫 域 のある 条 件 で4ケース 実 施 pp.25-27

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 pp.28-29 破 堤 拡 幅 過 程 は 破 堤 の 開 始 から 実 験 終 了 までに 数 段 階 のステップを 経 る 8. 本 実 験 ~ 実 験 状 況 裏 法 面 天 端 の 浸 食 ( 破 堤 拡 幅 は 進 行 せず) 破 堤 拡 幅 が 急 速 に 進 行 時 間 進 行 破 堤 拡 幅 速 度 の 低 下

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 pp.3-35 8. 本 実 験 ~ 観 測 データ 時 系 列 水 位 破 堤 幅 の 急 拡 開 始 とともに 低 下 氾 濫 流 量 破 堤 幅 の 急 拡 開 始 とともに 急 増 破 堤 がある 程 度 進 行 すると 破 堤 拡 幅 速 度 は 低 下 氾 濫 流 量 は 一 定 で 推 移 する

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 pp.36 9. 破 堤 拡 幅 機 構 ~ 破 堤 進 行 過 程 概 略 千 代 田 実 験 水 路 の 実 験 では 破 堤 進 行 は 以 下 の5ステップを 経 る なお 本 研 究 の 目 的 は 破 堤 拡 幅 過 程 の 検 討 が 主 目 的 であること から 破 堤 のきっかけとして 切 欠 部 を 設 け また 堤 体 は 裸 堤 とし ている よって 特 に 越 水 初 期 から 破 堤 拡 幅 までの 現 象 (Step1-2)につい ては 今 回 の 千 代 田 実 験 水 路 内 という 限 られた 条 件 下 での 結 果 であることに 注 意 が 必 要 である

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 pp.37 9. 破 堤 拡 幅 機 構 ~ 破 堤 開 始 前 いずれのケースともに 正 面 越 流 による 既 往 実 験 ( 土 木 研 究 所 実 施 )とほぼ 同 様 の 傾 向 を 示 す

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 pp.37-4 9. 破 堤 拡 幅 機 構 ~ 破 堤 開 始 以 降 ( 開 口 部 周 辺 の 水 理 量 ) 破 堤 幅 の 拡 大 過 程 の 開 口 部 周 辺 の 流 速 水 面 形 を 時 系 列 で 詳 細 に 把 握 できた ( 各 ケース 数 カット) 堤 体 浸 食 と 水 理 量 の 関 係 を 検 討 する

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 破 堤 進 行 による 堤 体 崩 壊 量 と 堤 体 近 傍 の 掃 流 力 の 関 係 を 検 証 pp.37-4 9. 破 堤 拡 幅 機 構 ~ 破 堤 開 始 以 降 ( 崩 壊 量 と 水 理 量 の 関 係 ) 堤 体 内 に 設 置 した 加 速 度 センサーの 結 果 を 用 い 堤 体 基 礎 地 盤 の 崩 壊 量 を 算 出 した

第 II 部 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 破 堤 実 験 pp.41 9. 破 堤 拡 幅 機 構 ~ 破 堤 開 始 以 降 ( 崩 壊 量 と 水 理 量 の 関 係 ) 既 往 経 験 式 では 破 堤 幅 は 河 道 幅 のみの 関 数 であり 水 理 量 と の 関 連 付 けはなされていない 本 実 験 結 果 は 堤 体 崩 壊 量 が 破 堤 開 口 部 の 無 次 元 掃 流 力 か ら 推 定 可 能 であることを 示 す 破 堤 開 口 部 の 水 理 量 から 破 堤 拡 幅 速 度 推 定 のモデル 化 が 可 能 となることを 示 している

第 III 部 現 地 実 験 以 外 の 検 討 pp.42-48. 1. 縮 尺 模 型 実 験 模 型 実 験 による 現 地 破 堤 現 象 の 再 現 性 の 確 認 現 地 実 験 では 実 施 していない 河 道 幅 勾 配 の 違 いが 破 堤 現 象 に 及 ぼす 影 響 の 確 認 堤 体 にはベントナイトを 配 合 (1ケースのみ 無 配 合 )

第 III 部 現 地 実 験 以 外 の 検 討 pp.49-51 1. 縮 尺 模 型 実 験 破 堤 進 行 過 程 は 現 地 実 験, 模 型 実 験 ともに 共 通 のステップを 経 ることを 確 認 した 実 物 大 実 験 ( 左 )と 模 型 実 験 ( 右 )の 破 堤 拡 幅 過 程

1. 縮 尺 模 型 実 験 第 III 部 現 地 実 験 以 外 の 検 討 pp.52-53 破 堤 口 の 拡 幅 が 開 始 すると ほぼ 一 定 速 度 で 拡 幅 していき ある 幅 に 達 すると 拡 幅 進 行 速 度 は 低 下 する 模 型 実 験 は 実 物 大 実 験 の 破 堤 拡 幅 傾 向 をほぼ 再 現 している

1. 縮 尺 模 型 実 験 第 III 部 現 地 実 験 以 外 の 検 討 pp.53-6 破 堤 幅 毎 の 氾 濫 流 量 を 比 較 する と 現 地 と 模 型 は 概 ね 一 致 している

第 III 部 現 地 実 験 以 外 の 検 討 pp.65-66 1. 縮 尺 模 型 実 験 堤 体 浸 食 量 と 浸 食 部 無 次 元 掃 流 力 の 関 係 を 検 討 模 型 実 験 の 結 果 は 実 物 大 実 験 の 堤 体 で 確 認 された 傾 向 と 概 ね 一 致 しており 模 型 実 験 による 破 堤 拡 幅 速 度 は 概 ね 現 地 を 再 現 している

資 料 2 平 成 24 年 度 からの 実 験 方 針 について 平 成 24 年 3 月 15 日 国 土 交 通 省 北 海 道 開 発 局 独 立 行 政 法 人 寒 地 土 木 研 究 所

次 期 実 験 テーマについて 1 H23 年 3 月 23 日 開 催 第 5 回 実 験 アドバイザー 委 員 会 H24 年 度 以 降 の 実 験 方 針 について 検 討 行 政 的 ニーズ 減 災 の 早 期 解 決 への 貢 献 万 が 一 災 害 が 発 生 した 場 合 でも 被 害 を 最 小 限 にとどめる 減 災 対 策 を 進 める 破 堤 後 の 減 災 手 法 の 確 立 これまでの 工 法 は 越 水 防 止 が 主 であり 破 堤 後 の 減 災 手 法 の 確 立 が 望 まれる H22~23 越 水 破 堤 現 象 のうち 河 川 堤 防 の 破 堤 拡 幅 機 構 に 関 する 研 究 の 研 究 成 果 の 応 用 研 究 で 得 られた 知 見 を 活 用 し 実 際 の 治 水 計 画 河 川 管 理 に 応 用 できる 技 術 開 発 を 行 う 方 針 H24 年 以 降 は 破 堤 後 の 被 害 軽 減 技 術 に 関 する 研 究 を 実 施 これまでの 知 見 を 活 かし 破 堤 による 氾 濫 の 軽 減 減 災 の 工 法 を 確 立 することを 目 指 す H23 年 12 月 水 防 法 改 正 国 は 緊 急 を 要 すると 認 めたとき 特 定 緊 急 水 防 活 動 ( 決 壊 箇 所 の 締 切 等 の 被 害 拡 大 防 止 のための 処 置 ) を 実 施 被 害 軽 減 技 術 開 発 の 必 要 性 大

越 水 破 堤 現 象 の 被 害 軽 減 技 術 として 想 定 される 工 法 案 2 越 水 破 堤 プロセス 現 象 有 効 な 対 策 実 験 ケース( 対 策 工 )の 案 千 代 田 での 検 証 の 有 効 性 越 水 直 後 法 面 の 侵 食 開 始 越 水 の 抑 制 水 防 工 法 土 のう 積 工 越 水 の 防 止 ( 二 次 元 で 可 ) ステップ1 深 さ 方 向 に 侵 食 が 進 行 法 面 侵 食 の 抑 制 被 害 軽 減 対 策 シート+ 土 のう 工 法 面 をシートで 覆 い 法 面 侵 食 を 抑 制 ( 二 次 元 で 可 ) 被 害 軽 減 法 面 勾 配 を 緩 くし 法 面 侵 食 を 抑 緩 傾 斜 堤 防 対 策 制 ( 二 次 元 で 可 ) 被 害 軽 減 対 策 樹 林 帯 氾 濫 流 を 抑 え 開 口 速 度 を 低 減 ( 準 備 が 難 ) ステップ2 上 下 流 方 向 に 開 口 部 が 拡 大 堤 防 天 端 や 法 尻 部 の 強 化 被 害 軽 減 対 策 のり 尻 保 護 工 堤 内 側 法 尻 部 の 深 掘 れ 防 止 によ る 浸 食 抑 制 被 害 軽 減 対 策 天 端 アスファルト 保 護 工 堤 防 断 面 の 侵 食 を 抑 制 ステップ3 下 流 方 向 の 開 口 任 意 の 地 点 での 部 が 急 激 に 拡 大 堤 体 浸 食 抑 制 水 防 工 法 水 防 工 法 締 め 切 り 工 破 堤 抑 制 工 破 堤 部 の 締 め 切 りを 行 い 早 期 復 旧 を 図 る 堤 体 上 にブロックを 乱 済 みし 自 然 落 下 させ 開 口 拡 大 を 抑 制 ステップ4 下 流 方 向 の 拡 大 が 緩 やかになる 開 口 の 拡 大 が 終 ステップ5 了 早 期 の 緊 急 復 旧 対 策 水 防 工 法 締 め 切 り 工 バルーン 工 法 など 破 堤 部 の 締 め 切 りを 行 い 早 期 復 旧 を 図 る 破 堤 部 に 資 材 を 投 入 し 開 口 拡 大 を 防 ぐ 検 討 委 員 会 被 害 軽 減 に 効 果 的 な 対 策 工 を 選 定 し 千 代 田 での 検 証 実 験 計 画 を 立 案

次 期 ( 平 成 24 年 ~) 実 験 計 画 について 3 H24 年 1 月 19 日 開 催 第 12 回 実 験 検 討 会 研 究 名 : 河 川 堤 防 の 越 水 破 堤 現 象 のうち 破 堤 拡 幅 機 構 に 関 する 研 究 目 的 破 堤 拡 幅 の 進 行 メカニズムの 解 明 実 験 内 容 堤 体 形 状 堤 体 土 質 河 道 水 理 条 件 を 変 えながら 全 4 回 の 破 堤 実 験 を 実 施 表 -1 越 水 破 堤 実 験 の 実 験 条 件 1:31 写 真 -1 H22.8.4 実 験 の 状 況 ケース 方 針 築 堤 材 流 量 Fr 数 堤 防 形 状 実 施 時 期 1 基 本 ケース 砂 礫 7.47 高 3m, 幅 3m H22 年 4 月 27 日 2 本 川 Frの 相 違 効 果 砂 礫 35.23 高 3m, 幅 3m H22 年 8 月 4 日 3 堤 体 材 の 相 違 効 果 シルト 7.47 高 3m, 幅 3m H23 年 4 月 27 日 4 天 端 幅 の 相 違 効 果 砂 礫 7.47 高 3m, 幅 6m H23 年 6 月 3 日 H2~21 年 度 に 実 施 した 予 備 実 験 は 除 く 実 験 結 果 越 水 破 堤 のうち 破 堤 拡 幅 のプロセスや 破 堤 現 象 の 要 因 について 実 験 分 析 を 行 い 堤 防 破 堤 の 基 礎 的 なメカニズムを 解 明

実 験 案 1 破 堤 拡 幅 の 抑 制 による 氾 濫 被 害 の 軽 減 (1) 4 氾 濫 流 量 と 破 堤 幅 の 関 係 破 堤 幅 の 拡 大 と 氾 濫 流 量 の 増 大 は ほぼ 比 例 関 係 にある 図 1. 氾 濫 流 量 と 破 堤 幅 の 関 係 1 9 8 7 氾 濫 流 量 [m3/s] 6 5 4 3 2 1 31m 3 /s 3m 1 2 3 4 5 6 7 8 case1 case2 case3 図 2. 左 図 の 諸 量 の 概 念 case4 図 1について case1~3は 約 7m3/s case-4は 約 8m3/sの 定 常 流 の 実 験 所 定 の 定 常 流 時 データのみプロット 流 量 低 下 期 のデータは 除 外 case4のみ 破 堤 幅 7mまでの 実 験 を 実 施 している 破 堤 幅 [m]( 天 端 下 流 方 向 ) case4では 破 堤 幅 7m 氾 濫 流 量 65m3/s 程 度 で 平 衡 状 況 となった 実 験 結 果 の 応 用 破 堤 幅 の 増 加 に 伴 い 氾 濫 流 量 は 増 加 する 破 堤 拡 幅 の 進 行 を 抑 制 することで 氾 濫 破 堤 幅 の 増 加 に 伴 い 氾 濫 流 量 は 増 加 する 破 堤 拡 幅 の 進 行 を 抑 制 することで 氾 濫 流 量 の 増 加 を 抑 えられる 可 能 性 がある

実 験 案 1 破 堤 拡 幅 の 抑 制 による 氾 濫 被 害 の 軽 減 (2) 5 破 堤 幅 の 拡 大 を 抑 制 したときの 累 積 氾 濫 量 氾 濫 流 量 [m3/s] 8 6 4 2-2 図 3. 氾 濫 流 量 の 時 間 的 変 化 B=3mストップ 破 堤 幅 3mとなった 時 点 でブロックを 投 入 実 験 結 果 氾 濫 流 量 の 増 大 抑 制 2 4 6 8 1 12 14 time[min] 破 堤 幅 の 拡 大 を 抑 制 によって 累 積 氾 濫 量 を 減 少 させられる 可 能 性 がある 図 3について case4の 実 験 結 果 をベースに 検 討 破 堤 幅 は3mに 達 した 段 階 で それ 以 上 の 進 行 を 止 めたものと 仮 定 破 堤 幅 3mのときの 氾 濫 流 量 は 約 31m3/s( 前 頁 の 図 1 参 照 )であり その 後 も 氾 濫 流 量 は 変 化 しないものと 仮 定 万 累 積 氾 濫 量 [m3] 1 2 3 実 験 結 果 B=3mストップ 有 効 な 対 策 図 4. 累 積 氾 濫 量 の 時 間 的 変 化 氾 濫 量 の 減 少 2 4 6 8 1 12 14 time[min] 図 4について case4の 実 験 結 果 をベースに 検 討 図 3の 氾 濫 流 量 から 各 パターン 時 の 氾 濫 量 を 算 出 13 分 経 過 時 点 では 破 堤 幅 抑 制 した 場 合 の 約 43% 氾 濫 量 が 減 少 氾 濫 流 量 が 増 加 しなければ 河 川 からの 累 積 氾 濫 量 が 低 減 することから 洪 水 時 の 氾 濫 被 害 低 減 のためには 破 堤 拡 幅 を 抑 制 する 対 策 が 有 効 である

実 験 案 1 破 堤 拡 幅 の 抑 制 による 氾 濫 被 害 の 軽 減 (3) 6 ( 本 実 験 案 ) 破 堤 抑 制 工 ~ ブロックによる 破 堤 進 行 の 抑 制 実 験 目 的 破 堤 進 行 の 抑 制 工 法 の 開 発 投 入 するブロックの 規 格 設 置 方 法 の 検 証 実 際 の 出 水 対 応 時 の 施 工 性 安 全 性 の 検 証 破 堤 進 行 の 抑 制 による 氾 濫 被 害 低 減 の 効 果 把 握 氾 濫 量 の 低 減 効 果 の 検 証 ブロック 落 下 後 の 河 道 形 状 の 変 動 の 検 証 実 際 の 洪 水 時 におけるブロック 投 入 工 破 堤 箇 所 の 下 流 側 にて 破 堤 が 達 する 前 に 堤 防 天 端 と 堤 内 側 法 面 にブロックを 設 置 す る 破 堤 が 当 該 地 点 に 達 するとブロックが 自 然 落 下 し 破 堤 の 抑 制 による 氾 濫 被 害 軽 減 を 期 待 乱 積 用 根 固 めブロックの 使 用 実 例 ( 注 ) 本 案 では 水 中 投 入 せず 堤 防 上 にクレー ンで 設 置 越 水 開 始 直 後 ブロック 破 堤 進 行 破 堤 進 行 の 抑 制 時 出 水 時 乱 積 み 用 の 根 固 めブロックを 堤 防 の 天 端 と 裏 法 面 に 積 みあげる 実 験 計 画 破 堤 がブロックの 配 置 箇 所 に 達 する と 根 固 めブロックが 自 然 落 下 して 破 堤 の 進 行 を 抑 制 H24~ 縮 小 模 型 実 験 H25~H26 千 代 田 実 験 水 路 で 検 証 実 験 (2ケース) H26 実 施 の 検 証 実 験 については 広 くアイディアを 募 集 することも 検 討 図 5. 千 代 田 実 験 水 路 での 実 験 イメージ

実 験 案 1 破 堤 拡 幅 の 抑 制 による 氾 濫 被 害 の 軽 減 (4) 7 ( 予 備 実 験 1) 縮 小 模 型 実 験 による 実 験 条 件 の 検 証 実 験 目 的 本 実 験 の 実 施 に 向 けた 実 験 条 件 の 検 討 投 入 するブロックの 規 格 配 置 方 法 投 入 場 所 等 について 検 証 する 一 般 化 に 向 けた 抑 制 対 策 の 効 果 の 検 討 本 川 流 量 等 の 条 件 を 変 化 させ 数 種 の 実 験 を 行 い その 効 果 を 検 証 する 縮 小 模 型 実 験 の 必 要 性 千 代 田 実 験 水 路 での 実 験 は 大 規 模 なものとなること から 実 験 の 実 施 にあたっては 事 前 に 縮 小 模 型 実 験 を 用 いて 実 験 条 件 を 定 めることが 必 要 がある 千 代 田 実 験 水 路 では 限 られたケースの 実 験 しか 実 施 できないため 縮 小 模 型 実 験 によって 各 種 の 水 理 状 件 河 道 条 件 で 検 証 を 行 い 実 用 化 に 向 けた 知 見 を 補 う 必 要 がある 実 験 開 始 前 堤 防 法 線 実 験 水 路 の 中 心 線 実 験 実 施 中 縮 小 模 型 実 験 を 踏 まえた 実 験 計 画 の 立 案 内 容 投 入 するブロックの 規 格 ブロックの 配 置 方 法 ブロックの 設 置 投 入 場 所 ( 破 堤 部 からの 距 離 ) 氾 濫 流 量 の 低 減 量 の 把 握 実 験 時 の 観 測 機 器 の 配 置 計 画 実 験 時 の 水 理 条 件 図 6. 縮 小 模 型 実 験 のイメージ(H23 年 11 月 に 実 施 した 概 略 実 験 の 様 子 ) 実 験 計 画 千 代 田 実 験 水 路 の 実 験 条 件 を 定 めるための 縮 小 模 型 実 験 をH24 年 度 に 実 施 破 堤 抑 制 工 の 実 用 化 に 向 け 縮 小 模 型 実 験 をH25 年 度 に 実 施 して 本 実 験 の 知 見 を 補 強

実 験 案 2 実 験 水 路 の 河 床 変 動 特 性 の 検 証 (1) 8 河 床 変 動 特 性 の 検 証 の 必 要 性 実 験 時 には 水 路 内 の 河 床 が 大 きく 変 動 している その 特 性 を 知 ることは 破 堤 機 構 の 解 明 と 破 堤 進 行 抑 制 対 策 の 検 証 を 進 めるうえで 重 要 である 実 験 水 路 では 様 々な 河 床 形 状 の 変 化 が 生 じている 破 堤 形 状 は 本 川 の 河 床 形 状 の 影 響 を 受 けている ( 水 色 箇 所 が 破 堤 時 の 洗 掘 箇 所 ) 堤 防 法 線 本 川 の 河 床 洗 掘 破 堤 部 の 落 掘 れ 水 路 内 の 土 砂 堆 積 河 床 波 の 発 生 実 験 水 路 の 中 心 線 水 路 内 の 河 床 低 下 図 8. 破 堤 実 験 時 の 横 断 変 化 (ケース3,SP463) EL[m] (m) 図 7. 破 堤 実 験 後 の 破 堤 部 の 状 況 (ケース3) 河 床 高 水 位 18 水 路 内 水 位 が 一 定 のときに 河 17 床 が 大 きく 変 動 している 16 15 14 13 12 11-9 -6-3 3 6 9 12 15 越 水 開 始 からの 経 過 時 間 [min] 図 9. 破 堤 実 験 中 の 定 点 の 河 床 高 変 化 (ケース4 ADCPによる 定 点 観 測 値 ) (SP) 過 去 の 実 験 結 果 から 氾 濫 流 量 や 破 堤 の 進 行 には 本 川 ( 実 験 水 路 )の 河 床 形 状 の 影 響 を 受 けると 考 えられる ( 図 7, 図 8) 河 床 形 状 は 時 間 的 に 変 化 するため 河 床 変 動 特 性 を 把 握 しておくことが 重 要 ( 図 9) 破 堤 現 象 解 明 のため 河 床 変 動 特 性 を 把 握 する 実 験 を 実 施 実 験 結 果 は 基 礎 水 理 学 の 進 展 にも 貢 献

実 験 案 2 実 験 水 路 の 河 床 変 動 特 性 の 検 証 (2) 9 ( 予 備 実 験 2) 実 験 水 路 の 河 床 変 動 特 性 の 検 証 実 験 目 的 実 験 水 路 内 の 河 床 変 動 特 性 の 把 握 通 水 中 の 河 床 形 状 ( 河 床 高 河 床 波 など)の 状 態 変 化 を 把 握 する 図 1. 実 験 のイメージ 定 常 流 H22~23 実 験 を 超 える 通 水 時 間 流 速 水 面 勾 配 等 の 水 理 諸 量 を 計 測 河 床 形 状 の 変 化 を 正 確 に 把 握 するため 越 水 破 堤 はさせない 標 高 (m) -1. パイプ 橋 KP 2. 留 萌 橋 -1.5 KP 4. KP. -2. -2.5-3. -3.5 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 65 7 距 離 (m) 図 は 北 大 清 水 先 生 によるシミュレーショ ン 結 果 ( 活 用 研 究 ) 211 年 4 月 流 心 211 年 6 月 流 心 河 床 高 の 時 間 的 な 変 化 を 計 測 小 規 模 河 床 波 を 測 定 図 11. 実 験 イメージ 図 河 床 変 動 特 性 の 検 証 実 験 マルチビームを 用 いた 計 測 等 により 河 床 形 状 河 床 波 等 の 時 間 変 化 を 精 密 測 定 する ( 図 は 留 萌 川 での 観 測 結 果 ) 図 12. 河 床 変 化 の 計 測 例 図 13. 活 用 例 破 堤 現 象 解 明 のデータ 補 強 今 後 の 応 用 実 験 に 向 けた 基 礎 データ 収 集 一 般 化 に 向 けたシミュレーションの 再 現 性 検 証 基 礎 水 理 学 ( 活 用 研 究 )への 応 用 実 験 結 果 の 活 用 実 験 計 画 H24 年 度 に 千 代 田 実 験 水 路 で 実 験 を 実 施 (2ケースの 実 験 を 実 施 予 定 ) 実 験 結 果 を 今 後 の 分 析 に 活 用 するため 河 床 形 状 の 変 化 の 他 水 理 量 の 変 化 も 詳 細 に 観 測

十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 実 験 長 期 計 画 テーマⅠ-1 越 水 破 堤 に 対 するハード ソフト 対 策 技 術 の 向 上 実 験 計 画 1 長 期 テーマⅠ-1 越 水 破 堤 に 対 するハード ソフト 対 策 技 術 の 向 上 河 川 堤 防 の 越 水 破 堤 現 象 のうち 破 堤 拡 幅 機 構 に 関 する 研 究 H22~23 23 年 度 千 代 田 実 験 水 路 での 破 堤 実 験 結 果 から 破 堤 拡 幅 機 構 のメカニズムを 解 明 越 水 破 堤 メカニズムについては 今 後 の 実 験 成 果 等 を 活 用 しながら 発 展 させていく 破 堤 後 の 被 害 軽 減 技 術 に 関 する 研 究 応 用 河 床 変 動 特 性 の 検 証 技 術 開 発 1 破 堤 抑 制 工 技 術 開 発 2 ( 例 ) 締 め 切 り 工 H24 年 度 千 代 田 実 験 河 床 変 動 特 性 の 検 証 予 備 実 験 (1) 本 実 験 の 条 件 設 定 H25 年 度 千 代 田 実 験 (1) 破 堤 抑 制 工 予 備 実 験 (2) 多 条 件 実 験 H26 年 度 千 代 田 実 験 (2) 破 堤 抑 制 工 予 備 実 験 (3) 多 条 件 実 験 予 備 実 験 本 実 験 の 条 件 設 定 H27 年 度 千 代 田 実 験 ( 例 ) 締 め 切 り 工 の 検 証 破 堤 後 の 破 堤 抑 制 工 法 や 締 め 切 り 工 法 等 の 被 害 軽 減 技 術 を 開 発 長 期 テーマⅠー1の 終 了

資 料 3 平 成 24 年 度 実 験 実 施 計 画 ( 案 ) ~ 実 験 水 路 の 河 床 変 動 特 性 の 検 証 実 験 ~ 1. 実 験 条 件 と 水 路 形 状 1.1 実 験 条 件 ( 案 ) 1.2 水 路 平 面 形 状 2. 観 測 計 画 2.1 計 測 項 目 2.2 計 測 位 置 図 2.3 加 速 度 センサー 配 置 図 平 成 24 年 3 月 15 日 国 土 交 通 省 北 海 道 開 発 局 独 立 行 政 法 人 寒 地 土 木 研 究 所

1. 実 験 条 件 と 水 路 形 状 1.1 実 験 条 件 ( 案 ) 表 -1 平 成 24 年 度 実 験 条 件 ( 案 ) 方 針 築 堤 材 流 量 Fr 数 堤 防 形 状 実 施 時 期 ( 案 ) 実 験 区 間 35m3/s.23 高 3.55m 天 端 幅 7.1m H24 年 6 月 中 旬 第 1~2 区 間 河 床 変 動 特 性 の 検 証 砂 礫 7m3/s.47 裏 法 勾 配 1:2 護 岸 保 護 切 欠 きなし H24 年 6 月 下 旬 第 1~2 区 間 1.2 水 路 平 面 形 状 流 量 給 水 量 (Q=7m3/s) 河 床 波 が 確 認 できたら 起 立 開 始 8 給 水 量 (Q=35m3/s) 7 6 5 河 床 波 が 発 達 するまで 最 長 1 時 間 延 長 4 3 ゲート 倒 伏 開 始 2 1 8: 9: 1: 11: 12: 13: 14: 時 刻 図 -2 通 水 条 件 ( 案 ) 図 -1 実 験 水 路 平 面 図 実 験 区 間 の 護 岸 は 保 護 切 欠 き 部 なし 1

2. 観 測 計 画 2.1 計 測 項 目 実 験 水 路 内 の 水 理 量 計 測 を 基 本 とする 加 速 度 センサーは 実 験 水 路 の 洗 掘 状 況 を 把 握 するために 活 用 する また 新 規 マルチビームソナーによる 河 床 高 の 計 測 を 追 加 する 表 -2 実 験 計 測 項 目 ( 案 ) 計 測 項 目 詳 細 項 目 計 測 内 容 具 体 的 計 測 方 法 計 測 場 所 水 路 内 水 位 流 量 給 水 量 水 路 内 水 位 水 路 内 流 速 ( 水 路 内 流 量 ) 堰 コンより 算 出 ( 水 路 上 流 流 量 観 測 で 補 足 ) 水 位 計 による 計 測 流 水 断 面 内 流 速 分 布 表 面 流 速 分 布 ( 水 路 内 流 量 も 計 測 水 路 上 流 + 下 流 ) ゲート 上 流 水 位 ゲー ト 高 から 越 流 量 換 算 式 より 算 出 定 点 水 位 観 測 ( 電 波 式 水 位 計 移 設 ) ダイバー 式 水 位 計 杭 ワイヤー 式 ADCP 観 測 電 波 流 速 計 観 測 ( 表 面 流 速 補 足 ) 浮 子 による 流 速 値 補 足 計 測 ブローイングマシーン によるトレーサー 投 入 (1 箇 所 ) (ADCP 観 測 結 果 より 水 路 内 P41 と P53 地 点 の 流 量 も 算 出 ) ゲート 操 作 室 6 基 :P21,P31,P41,P51,P61,P71 実 験 水 路 縮 小 部 :25m ピッチ 鋼 矢 板 沿 い 11 点 右 岸 護 岸 沿 い 8 点 杭 ワイヤー 式 ADCP 観 測 :3 基 :P41( 上 流 流 量 計 測 ),P47~52( 河 床 波 計 測 併 用 ),P53( 河 床 波 計 測 + 下 流 流 量 計 測 ) 電 波 流 速 計 観 測 による 流 速 計 測 : 人 道 橋 上 に 設 置 P42,P52 表 面 流 速 ビデオ 撮 影 (PIV 解 析 ) (1 基 :P46 高 さ 52m) トレーサー 投 入 位 置 : 人 道 橋 ( 左 右 岸 ) 計 測 項 目 詳 細 項 目 計 測 内 容 具 体 的 計 測 方 法 計 測 場 所 実 験 水 路 内 の 流 況 濁 水 の 影 響 実 験 水 路 内 状 況 写 真 水 路 河 床 洗 掘 状 況 掃 流 砂 浮 遊 砂 通 水 前 後 の 洗 掘 状 況 ビデオカメラ による 流 況 撮 影 河 床 の 洗 掘 堆 積 状 況 掃 流 砂 浮 遊 砂 濁 水 モニタリング 残 留 水 面 上 残 留 水 面 下 クレーン 高 所 作 業 車 によるビデオ 撮 影 作 業 員 によるビデオ 撮 影 マルチビームソナー 測 深 器 加 速 度 センサー 埋 設 色 砂 埋 設 水 中 カメラ 初 期 河 床 と 通 水 後 河 床 の 差 分 量 より 算 出 バンドーン 型 3 層 浮 遊 砂 計 測 器 3Dスキャナー レベルによる 測 量 採 水 して 濁 度 SS 計 測 矢 板 裏 上 空 から:58m 48m 1 アングル:P46 人 道 橋 上 から:1アングル( 三 脚 ) 河 川 側 ( 鋼 矢 板 裏 )から: 裏 正 面 から+ 下 流 から 2 アングル( 三 脚 ) 背 割 堤 上 下 流 から2アングル( 三 脚 ) 水 路 中 央 4m 幅 5m 区 間 を 移 動 計 測 (P46~ P51) 現 地 条 件 により 移 動 計 測 が 困 難 な 場 合 は P51 定 点 観 測 とする 水 路 中 央 (P46~P51) P38~P71:5m ピッチ( 図 -4 参 照 ) P38~P71:5m ピッチ( 図 -4 参 照 ) P47 P31~ 沈 砂 池 の 通 水 前 後 の 河 床 高 を 計 測 ( 下 段 参 照 ) P52 人 道 橋 から 計 測 実 験 水 路 内 P31~P71~ 沈 砂 池 直 上 流 測 線 ピッチ:1m ( 実 験 前 に 沈 砂 池 土 砂 は 撤 去 する) ( 沈 砂 池 内 は 浅 深 測 量 ) 堰 上 流 堰 直 下 実 験 水 路 縮 小 部 P76 右 岸 実 験 水 路 終 点 左 岸 右 岸 十 勝 川 合 流 点 ( 左 右 ) 千 代 田 大 橋 ( 中 右 ) 池 田 大 橋 茂 岩 橋 河 床 材 料 特 性 河 床 材 料 調 査 粒 径 加 積 曲 線 P41,46,51,56,61, 沈 砂 地 内 9 箇 所 : 通 水 前 と 通 水 後 2

2.2 計 測 位 置 図 H24 年 6 月 実 験 計 画 濁 水 モニタリング ( 堰 上 流 堰 直 下 実 験 水 路 縮 小 部 P76 右 岸 実 験 水 路 終 点 左 岸 右 岸 十 勝 川 合 流 点 ( 左 右 ) 千 代 田 大 橋 ( 中 右 ) 池 田 大 橋 茂 岩 橋 ) 定 点 水 位 計 観 測 (6 基 :P21,P31,P41,P51,P61,P71) (P31~P21 以 外 の 4 基 は 鋼 矢 板 沿 い) ダイバー 水 位 計 (19 基 25m ピッチ) ( 鋼 矢 板 沿 い:11 基 :P363,385,435,46,485,535,56,585,635,66,685) ( 右 岸 法 面 : 8 基 :P363,385,41,435,46,485,51,535) 実 験 水 路 河 床 材 料 調 査 (P41,46,51,56,61 沈 砂 池 内 9 箇 所 ) 浮 遊 砂 P52 人 道 橋 から 杭 ワイヤー 式 ADCP 観 測 (3 基 :P41 47~52,P53) 電 波 流 速 計 (2 箇 所 :P42,P52 の ADCP 近 傍 を 計 測 ) マルチビームソナー(P46~P51 実 験 水 路 中 央 4m 幅 ロングアームバックホウ) 帯 工 人 道 橋 (P52) 人 道 橋 (P42) 表 面 流 速 ビデオ 撮 影 (PIV 解 析 )(1 基 :P46 高 さ 52m) ( 高 さ 2.4m の 土 盛 り+クレーン 車 65ton クラス) 手 持 ちビデオ 撮 影 ( 計 5 基 背 割 堤 上 下 流 部 (P435,P57) 人 道 橋 (P42) 鋼 矢 板 側 から 2 基 :P465,535) 水 中 ビデオカメラ (P47) トレーサー 散 布 ( 人 道 橋 P42 左 右 岸 ) 図 -3 観 測 位 置 図 3

2.3 加 速 度 センサー 配 置 図 1 加 速 度 センサー 設 置 位 置 補 正 方 針 水 路 床 全 体 の 洗 堀 状 況 を 把 握 する よって 中 央 部 にセンサーと 色 砂 を 設 置 する 設 置 範 囲 P362 P38~P71 設 置 ピッチ5m 測 点 数 67 本 加 速 度 センサー 深 さ.3m 色 砂 深 さ P44 より 上 流 1.m P445 より 下 流.5m 上 流 側 加 速 度 センサー 設 置 位 置 (P38~P71:348m 区 間 ) 設 置 ピッチは 5m 測 線 数 67 本 CL 8m 8m 5m 矢 板.5~1m 4m 3m.3m 4m 1:2 1:2 図 -4 加 速 度 センサー 設 置 位 置 図 ケース5 加 速 度 センサー 設 置 数 7 個 (5m ピッチ) 4

十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 における 活 用 研 究 について 資 料 4 活 用 研 究 の 概 要 千 代 田 実 験 水 路 等 における 長 期 計 画 及 び 当 該 年 度 の 実 験 実 施 計 画 に 基 づく 実 験 研 究 の 実 施 に 支 障 のない 範 囲 内 で これ らの 計 画 に 基 づかない 実 験 及 び 研 究 無 償 で 活 用 等 ができる 事 項 1 施 設 の 直 接 利 用 ( 観 測 含 む) 2データ 活 用 審 査 基 準 公 募 開 始 : 平 成 23 年 5 月 23 日 1 応 募 要 件 を 満 たしていることや アドバイザー 委 員 会 の 意 見 を 聴 いて 総 合 的 に 審 査 し 選 定 ( 選 定 された 活 用 研 究 者 とは 協 定 を 締 結 ) なお 2データ 活 用 のみの 場 合 については データの 有 無 の 確 認 などの 簡 易 審 査 ( 協 定 に 代 えて 簡 易 手 続 書 の 提 出 ) 活 用 研 究 者 へのデータ 提 供 北 海 道 開 発 局 は 活 用 研 究 者 に 対 し 実 験 で 観 測 されたデータ( 別 紙 参 照 )を 電 子 データにて 提 供 活 用 研 究 成 果 の 報 告 活 用 研 究 者 は 北 海 道 開 発 局 に 対 し 研 究 成 果 ( 研 究 論 文 等 ) 及 び 成 果 の 概 要 ( 様 式 -4)を 報 告 平 成 24 年 3 月 時 点 の 状 況 2データ 活 用 について3 件 の 応 募 があり 全 て 採 択

十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 等 活 用 研 究 公 募 (データ 活 用 ) 申 し 込 み 受 付 一 覧 No. 申 込 み 日 受 領 日 申 請 者 氏 名 所 属 住 所 活 用 研 究 テーマ H23 年 度 1 5 月 3 日 5 月 3 日 渡 邊 康 玄 北 見 工 業 大 学 社 会 環 境 工 学 科 北 見 市 公 園 町 165 番 地 越 流 破 堤 の 室 内 実 験 での 再 現 手 法 に 関 する 研 究 H23 年 度 2 8 月 24 日 8 月 24 日 清 水 康 行 北 海 道 大 学 大 学 院 工 学 研 究 院 札 幌 市 北 区 北 13 条 西 8 丁 目 数 値 計 算 モデルを 用 いた 実 河 川 スケールでの 破 堤 現 象 解 析 H23 年 度 3 9 月 1 日 9 月 12 日 泉 典 洋 北 海 道 大 学 大 学 院 工 学 研 究 院 札 幌 市 北 区 北 13 条 西 8 丁 目 越 水 破 堤 プロセスの 簡 易 モデル 2

十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 等 活 用 研 究 公 募 実 施 要 領 1. 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 について 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 は 新 水 路 の 一 部 を 利 用 した 実 スケール( 延 長 1,3m 幅 3m 水 路 勾 配 1/5)の 実 験 水 路 施 設 であり 本 施 設 を 用 いた 実 験 研 究 により 堤 防 破 堤 プロ セス 河 床 変 動 などの 土 砂 移 動 河 道 内 樹 木 の 密 度 と 洪 水 時 の 抵 抗 多 自 然 型 工 法 や 樹 木 植 生 などによる 堤 防 や 河 岸 の 保 護 機 能 等 を 解 明 し 安 全 で 安 心 できる 国 土 づくりや 美 しい 国 土 づくりに 資 する 成 果 を 得 ることを 目 的 としています 2. 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 等 活 用 研 究 公 募 の 概 要 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 等 活 用 研 究 ( 以 下 活 用 研 究 という )とは 千 代 田 実 験 水 路 等 における 長 期 計 画 ( 参 考 資 料 1) 及 び 当 該 年 度 の 実 験 実 施 計 画 ( 参 考 資 料 2)に 基 づく 実 験 研 究 の 実 施 に 支 障 のない 範 囲 内 で これらの 計 画 に 基 づかない 実 験 及 び 研 究 のことを 指 します このたび 北 海 道 開 発 局 は 活 用 研 究 の 公 募 を 行 います この 公 募 に 応 募 され 採 択 されることにより 十 勝 川 千 代 田 実 験 水 路 の 実 験 施 設 や 北 海 道 開 発 局 が 保 有 している 実 験 結 果 等 のデータが 活 用 できることになります ただし 実 験 施 設 及 び 実 験 結 果 等 のデータについては 活 用 研 究 以 外 の 目 的 での 使 用 や 第 3 者 への 提 供 はできません 活 用 研 究 に 要 する 費 用 は 当 該 活 用 研 究 を 行 う 者 ( 以 下 活 用 研 究 者 という )の 負 担 となります また 北 海 道 開 発 局 に 別 途 経 費 が 生 じる 場 合 ( 例 えば 通 常 とは 異 なるゲート 施 設 の 運 用 など)には その 経 費 の 負 担 について 協 議 するものとします 無 償 で 活 用 等 ができる 事 項 A. 施 設 の 直 接 利 用 ( 観 測 含 む) 北 海 道 開 発 局 が 行 う 実 験 研 究 や 施 設 管 理 上 等 に 支 障 がないと 判 断 できる 場 合 における 実 験 水 路 施 設 の 利 用 及 び 観 測 B.データ 活 用 北 海 道 開 発 局 が 保 有 する 前 年 度 までの 堤 防 破 堤 実 験 等 に 係 わる 実 験 結 果 等 のデータの 活 用 なお 北 海 道 開 発 局 が 保 有 するデータの 一 覧 は 別 紙 1のとおりです 本 公 募 は 平 成 23 年 5 月 23 日 から 随 時 受 け 付 けるものとします 3. 審 査 基 準 審 査 は 提 出 された 応 募 書 類 について 長 期 計 画 及 び 実 験 実 施 計 画 に 基 づく 実 験 研 究 の 実 施 に 支 障 のない 範 囲 内 で これらの 計 画 に 基 づかない 実 験 及 び 研 究 であること 等 応 募 の 用 件 を 満 たしているかの 視 点 から 総 合 的 に 審 査 した 後 に 決 定 されます 審 査 の 経 過 内 容 に 関 する 問 い 合 わせには 応 じられませんので 予 め 御 了 承 ください なお データ 活 用 のみの 場 合 は データの 有 無 の 確 認 など 簡 易 な 審 査 となります 4. 審 査 結 果 の 通 知 審 査 結 果 については 活 用 研 究 者 に 対 して 通 知 します なお 審 査 結 果 の 問 い 合 わせに はお 答 えできませんので 御 了 承 ください 3

5. 協 定 の 締 結 実 験 水 路 施 設 の 活 用 を 希 望 し 活 用 研 究 を 行 う 活 用 研 究 者 は 北 海 道 開 発 局 長 と 活 用 研 究 の 実 施 に 関 する 協 定 を 締 結 するものとします なお 実 験 結 果 等 のデータ 活 用 のみを 希 望 する 場 合 は 協 定 に 代 えて 簡 易 な 活 用 研 究 手 続 書 を 提 出 していただきます 6. 活 用 研 究 成 果 の 報 告 活 用 研 究 者 は 研 究 成 果 がまとまった 後 北 海 道 開 発 局 長 に 研 究 成 果 及 び 成 果 の 概 要 ( 以 下 成 果 等 という )を 報 告 していただきます 活 用 研 究 成 果 の 概 要 については 様 式 4を 用 い 作 成 してください 成 果 等 は 活 用 研 究 者 の 承 諾 を 得 た 上 で 公 表 します また 必 要 に 応 じて 活 用 研 究 者 の 承 諾 を 得 た 上 で 研 究 成 果 ならびに 成 果 の 概 要 の 中 間 報 告 を 提 出 していただくことがあります 7. 応 募 手 続 き 応 募 は 指 定 した 様 式 ( 参 照 )を 用 い 書 類 の 作 成 にあたっては 言 語 は 日 本 語 単 位 は 日 本 の 標 準 時 及 び 計 量 法 ( 平 成 4 年 法 律 第 51 号 )で 作 成 し 電 子 メールまたは 郵 送 にて 提 出 して 下 さい なお 提 出 された 応 募 様 式 を 受 理 した 際 には 北 海 道 開 発 局 から 受 理 した 旨 連 絡 致 します また 問 い 合 わせについても 日 本 語 でお 願 いします 指 定 様 式 について A. 施 設 を 利 用 した 活 用 研 究 の 場 合 は 様 式 1 2 B.データ 活 用 の 場 合 は 様 式 1 3 提 出 先 及 び 問 い 合 わせ 先 6-8511 札 幌 市 北 区 北 8 条 西 2 丁 目 札 幌 第 1 合 同 庁 舎 北 海 道 開 発 局 建 設 部 河 川 計 画 課 企 画 係 ( 活 用 研 究 公 募 担 当 ) E-Mail:chiyoda-katsuyou@hkd.mlit.go.jp 8. 注 意 事 項 ⑴ 応 募 された 活 用 研 究 については 審 査 結 果 等 を 踏 まえ 応 募 様 式 の 内 容 の 修 正 を 求 め る 場 合 があります ⑵ 応 募 書 類 の 作 成 提 出 時 に 関 する 費 用 は 提 出 者 側 の 負 担 とします ⑶ 提 出 された 応 募 様 式 については 当 該 応 募 者 に 無 断 で 二 次 的 に 使 用 することはしませ ん ただし 採 用 された 応 募 内 容 については 行 政 機 関 の 保 有 する 情 報 の 公 開 に 関 す る 法 律 ( 平 成 11 年 5 月 14 日 法 律 第 42 号 )により 行 政 機 関 が 取 得 した 文 書 につい て 開 示 請 求 者 から 開 示 請 求 があった 場 合 は 活 用 研 究 者 等 の 権 利 や 地 位 等 を 害 する おそれがないものについて 開 示 対 象 となる 場 合 があります 9. 個 人 情 報 等 の 取 扱 い 等 応 募 書 類 は 応 募 者 等 活 用 研 究 者 の 利 益 保 護 の 観 点 から 原 則 として 審 査 以 外 の 目 的 に 使 用 しません 4

別 紙 1 保 有 するデータ 一 覧 表 計 測 項 目 詳 細 項 目 計 測 内 容 水 路 内 水 位 流 量 給 水 量 氾 濫 量 Qcut 堰 コンより 算 出 ( 水 路 上 流 流 量 観 測 で 補 足 ) 破 堤 部 上 流 水 路 内 流 量 観 測 Qin 破 堤 部 下 流 水 路 内 流 量 観 測 Qout 氾 濫 量 Qcut=Qin-Qout 水 路 内 水 位 水 位 計 による 計 測 水 路 内 流 速 流 速 計 による 計 測 浮 子 による 計 測 堤 体 破 堤 部 ~ 氾 全 景 写 真 実 験 状 況 記 録 濫 域 の 状 況 破 堤 部 ~ 氾 濫 域 状 況 写 真 越 流 状 況 記 録 モニタリング 破 堤 状 況 記 録 モニタリング 破 堤 部 ~ 氾 濫 域 洗 掘 状 況 堤 体 内 基 盤 部 の 破 壊 洗 掘 状 況 堤 体 内 水 位 堤 体 内 湿 潤 線 の 把 握 破 壊 面 ~ 氾 濫 域 流 況 水 位 計 測 流 速 計 測 通 水 後 の 洗 掘 状 況 洗 掘 深 計 測 濁 水 の 影 響 濁 水 モニタリング 堤 体 材 料 特 性 堤 体 土 質 調 査 ( 次 年 度 築 堤 範 囲 を 調 査 ) 5

活 用 研 究 応 募 様 式 1 様 式 1 応 募 書 類 受 理 番 号 活 用 研 究 テーマ 名 : 平 成 年 月 日 活 用 研 究 者 名 : 年 齢 : 所 在 地 : 所 属 : 職 名 ( 専 門 分 野 ): TEL: FAX: E-Mail: 北 海 道 市 6

1 活 用 研 究 テーマ 名 活 用 研 究 応 募 様 式 2 様 式 2 2 活 用 研 究 を 希 望 す る 期 間 3 活 用 研 究 の 概 要 及 び 目 標 とする 成 果 等 活 用 研 究 を 希 望 する 目 的 研 究 内 容 や 目 標 とする 成 果 の 内 容 等 を 具 体 的 に 記 載 して 下 さい ( 目 的 ) ( 研 究 内 容 ) ( 目 標 とする 成 果 の 内 容 ) 7