河道保全研究グループ　水工チーム

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水工チームの2001年以降以下の研究成果を紹介します。

1. 主な研究成果 2. 特許 3. プログラムの著作物 4. 発表論文 5. 刊行物

1. 主な研究成果
	・ 引張りラジアルゲートの開発 ・ 貯水池の堆砂・濁水シミュレーション技術の開発
2. 特許

登録番号	発明の名称	概　　要	詳 細
第3702345号	自由越流堤	ダムの非常用放流設備によく採用される自由越流堤について、天端道路としても利用可能にしました。従来は、ダムの管理のために自由越流堤の上に橋梁を設置して天端道路としていましたが、非常時のダムからの放流と常時の天端道路の両者の機能を合わせ持つ自由越流堤とすることで、コストの縮減が図れます。
第3516043号 (2019.7 権利満了)	粗石魚道ブロック 　　および粗石式魚道	粗石式魚道とは、型枠整形可能な粗石状の突起により多様な流速場を形成させることができる水路式魚道です。突起の大きさ、配置、水路勾配の調節によって対象魚種の条件に応じた流れ場（流速、水深）を形成することができます。また、魚道全体のコンクリートブロック化によりコスト縮減が図れます。	パンフレット
第4411418号 （(株)IHIと共同）	水底堆積土砂の輸送方法およびその装置	無動力で運用可能な低コストの恒久的堆砂対策技術の開発を目指す中で、堆砂面上に設置する底部を切り欠いたフレキシブル管路とこれを覆うシートにより構成される装置を開発しました。フレキシブル管路に接合するサイフォン管を通じて堆砂をダム下流に放出するものです。土砂はフレキシブル管路先端部から吸引され、排砂に伴い先端部の標高が低下し、最終的には先端部を頂点とし、水中安息角により形成される円錐内の土砂が排出されることになります。シートは管路途中からの流水の侵入を防止する役割を果たし、先端部の吸引能力を維持する役割を果たします。
第5305439号	水中堆積物流送用の吸引パイプ、水中堆積物の流送装置、及びそれを用いた水中堆積物の流送方法 通称：潜行吸引式排砂装置	無動力で運用可能な低コストの恒久的堆砂対策技術の開発を目指す中で、柔軟性を有する管をU字型にして折り曲げた部分の底面を切断し遮水性を持つシートを貼り付け、底面と側面に穴を空けることにより、水中の土砂を水位差またはポンプ等の動力を用いて輸送することを可能にする装置を開発しました。本装置は特にダム貯水池の堆積土砂を水位差のエネルギーを用いて出水中に安定的に経済的に排出する場合に効果を発揮するものです。
第5599069号	水中堆積物流送用の吸引パイプ、水中堆積物の流送装置、及びそれを用いた水中堆積物の流送方法 通称：潜行吸引式排砂装置（改良型）	「水中堆積物流送用の吸引パイプ、水中堆積物の流送装置、及びそれを用いた水中堆積物の流送方法」を改良し、折り曲げた管の上流部の底面に複数の穴を設置することにより、水中堆積物を吸引し流送できる領域を拡大したものです。	パンフレット

3. プログラムの著作物 登録番号 著作物の名称 概　　要 P第8426号-1 １次元堆砂シミュレーションプログラム 　プログラミング言語フォートランを用いたプログラムであり、貯水池形状、貯水位、流入水量、及び粒径毎の流入土砂量等を入力することで、ダム貯水池の堆砂量、堆砂形状、堆砂の粒度分布、放流水の土砂濃度と粒度分布等を長期的に再現・予測することができます。 　本プログラムには、常流・射流の混在流れを再現可能なMacCormack法を用いており、掃流砂・浮遊砂・ウォッシュロードの土砂輸送形態を取り扱うことができます。また、浮遊砂に関しては沈降・浮上過程を個別にモデル化しており、従来よりも堆砂形状を精度よく計算できます。 　本プログラムによって、ダム貯水池における流入土砂の捕捉・放流状況を粒径毎に定量把握することが可能となり、ダム堆砂対策に加え、流域土砂管理での利用も期待されます。 P第8427号-1 鉛直２次元貯水池流動計算プログラム 　 　プログラミング言語フォートランを用いたプログラムであり、貯水池の地形、流入量、放流量、流入水温、粒径別流入SS濃度、気象等の条件を入力として、貯水池内の流速、水温、粒径別SS濃度、密度等の縦断面分布および放流水の水温と粒径別SS濃度をシミュレートする流動解析プログラムです。 　解析法として静水圧、非静水圧の両方を取り扱うことができ、乱流モデルとして標準型ｋ−εモデルを用いています。 　年間を通じた貯水池内の水温成層の形成および破壊、出水時の濁水の流動などについて計算を行うことができ、環境影響評価、濁水長期化等の問題の対策検討への活用が期待されます。 P第8500号-1  １次元貯水池河床変動計算プログラム  　プログラミング言語フォートランを用いたプログラムであり、貯水池の地形、堆砂形状、流入量、貯水位及び粒径毎の流入土砂量等の条件を入力することにより、貯水池内の堆砂量、堆砂形状、堆砂の粒度分布、放流水の土砂濃度と粒度分布等を長期的に再現・予測するためのプログラムです。 　本プログラムでは、有限体積法及び基礎式中の移流項への風上差分スキームを用いることにより、常流・射流の混在流れを再現することができます。土砂輸送に関しては、混合粒径を用いており、掃流砂及び浮遊砂の土砂輸送形態を取り扱うことができます。掃流砂に関しては土砂の沈降・浮上過程を個別にモデル化し、浮遊砂土砂輸送の非平衡性を考慮しています。また、支川の合流を取り扱うことができます。 　本プログラムによって、ダム貯水池における流入土砂の補足・放流状況を粒径毎に定量的に把握することが可能となり、ダム堆砂対策、さらには流域土砂管理における活用が期待されます。  P第10008号-1 平面２次元河床変動計算プログラム  プログラミング言語フォートランを用いたプログラムであり、河道の基岩の形状、河床の形状と粒度分布、流入量、下流端水位及び粒径毎の流入土砂量等の条件を入力することにより、河床形状、河床の粒度分布、放流水の土砂濃度と粒度分布等を再現・予測するためのプログラムです。 　本プログラムでは、有限体積法及び基礎式中の移流項への風上差分スキームを用いることにより、常流・射流の混在流れを再現することができます。土砂輸送に関しては、混合粒径を用いており、掃流砂及び浮遊砂の土砂輸送形態を取り扱うことができます。浮遊砂に関しては土砂の沈降・浮上過程を個別にモデル化し、浮遊砂土砂輸送の非平衡性を考慮しています。また、水中安息角を入力することで側岸侵食現象を取り扱うことができます。 　本プログラムによって、ダム貯水池および下流河道における河床形状や河床の粒度分布の変化を定量的に把握することが可能となり、ダム堆砂対策、ダム下流河川の物理環境の評価さらには流域土砂管理における活用が期待されます。 4. 発表論文

発表論文一覧（2001年4月〜2024年3月）

5. 刊行物

土木研究所資料
第4043号	立野ダム水理模型実験報告書(その4)
第4006号	立野ダム堆砂水理模型実験報告書
第3999号	嘉瀬川ダム水理模型実験報告書
第3964号	横瀬川ダム水理模型実験報告書 　　　　−水叩きを最小限にする減勢方式の開発−
第3963号	億首ダム水理模型実験報告書 　　　　−CSGダムへのラビリンス型洪水吐きの適用−
第3957号	ダム水理関係発表論文集 資料-�\
第3933号	志津見ダム水理模型実験報告書
第3893号	三春ダム常用洪水吐き放流音対策検討報告書
第3892号	新丸山ダム水理模型実験報告書 　　　　−減勢工及び既設堤体取り壊し範囲の検討−
第3876号	時代の要請に応えるダムの水理設計技術
第3862号	天ヶ瀬ダム放流設備低周波音予測検討報告書
第3850号	摺上ダム水位低下および利水・低水放流設備水理模型実験報告書 　　　　−底面が円形上のジェットフローゲートの適用−
第3848号	灰塚ダム放流設備低周波音予測検討業務
第3847号	殿ダム水理模型実験報告書
第3846号	苫田ダム水理模型実験報告書　−ラビリンス型越流頂と引張ラジアルゲートの適用−
共同研究報告書
第 276号	粗石魚道のコンクリートブロック化に関する共同研究報告書

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