（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部第48回（平成27年度）研究発表会論集プレゼンテーション発表アブストラクト №227 複合流ベッドフォームに関する実験的研究三井共同建設コンサルタント株式会社沼田慎吾１．はじめにを得た。複合流が砂床に作用することで，複合流ベッドフォームが形成される。複合流とは，波浪による振動流と一方向流が重なり合った流れを指す。複合流は波浪と様々な流れ（例えば潮流，河川流，離岸流，地衡流，沈降流，堆積物重力流）の組み合わせからなり，沿岸域（干潟，三角江，三角州，砂浜），陸棚，外洋，湖において極めて普遍的に存在する１）。海底の粗度は土砂輸送，波浪エネルギーの減衰に影響を図－１実験装置模式図与えている。複合流ベッドフォームの工学的視点からの研究ではベッドフォームによる凹凸を現世の海底における粗度と見なしている。この視点に立った研究では実験から水理・堆積物条件とベッドフォームのサイズの関係を明らかにし，波長・波高予測式を考案することが大きな目標である。Tanaka and Dang2）は粒径や流速条件が異なる既往研究の実験データを用いて，波長予測式を考案している。Tanaka and Dang が用いた既往研究では，実験中に定常状態に達したベッドフォームの断面形からサイズを算出してきた。しかし，実験において十分に時間が経過しても，ベッドフォームが定常状態に至らず，サイズが変動し続ける場合が確図－２リップル断面模式図認されている。このような実験ではサイズを算出すべき代表的なベッドフォームを判断することは困難である。そこ３．結果・考察で本研究では一定時間経過後の全てのリップル波長から最データの精度が高いリップル波長，RSI の最頻値（λm，頻値を求め，波長予測式を考案することを目指した。また， RSIm），リップル波長の標準偏差（S）について以下のことサイズの変動が激しくなる条件についても調べた。が明らかになった。 RSIm は一方向流速によらず，ほぼ 1 となった。一方向流２．実験・解析速が大きくなれば，リップルの対称性を示す RSI は増加す造波機付き小型循環水路を用い，細粒砂（D = 0.2 mm）ると考えられるが，そのような傾向は見られなかった。こと中粒砂（D = 0.4 mm）に短周期（T = 1.0 s，1.5 s）の複合れは RSI の定義は本来，傾斜変換点であるブリンクポイン流（一方向流速 uu ≤ 37.0 cm/s，振動流速 uo ≤ 39.2 cm/s）をトから谷までの水平距離だが，本研究では峰からの水平距作用させてベッドフォームを発達させる一連の実験をおこ離としたことが原因だと考えられる。なった。ベッドフォームの断面形について画像解析の自動 Tanaka and Dang は既往研究のデータを用いて波長予測化手法を開発し解析を行うことで，実験開始時から終了時式を考案している。この波長予測式を用いて各実験から得までの個々のリップル波長と波高，RSI（= b/a、a は峰からられるリップル波長の理論値 λc を算出し，uu/（uu + uo）と上流側の谷までの水平距離、b は峰から下流側の谷までの λm/λc の関係を調べたところ一方向流速が大きくなるほど，水平距離）の 5 s おきのデータを算出した。これらのデーリップル波長の最頻値は理論値よりも大きくなる傾向が見タを用いて発生発達段階以外のデータを母集団としたリッられた。uu/（uu + uo）と λm/λc の関係式を波長予測式に組みプル波長・波高，RSI の最頻値，リップル波長の標準偏差込むことで，一方向流速が大きい条件での Tanaka and Dang － 199 －（一社）建設コンサルタンツ協会近畿支部第48回（平成27年度）研究発表会論集プレゼンテーション発表アブストラクト №227 の波長予測式の精度を高める新しい波長予測式を考案した。粒径，周期，一方向流速が大きくなるほど，リップル波長の標準偏差（S）は大きくなる傾向が見られた。粒径，周期，一方向流速が大きくなるほど，リップル波長はばらつきやすいと言える。特に粒径 0.4 mm では一方向流速が大きい条件で標準偏差（S）が大きくなる傾向が見られたが，これは実験条件がデューンの境界条件に近づいたためと考えられる。流れ波 (a)T = 1.0 s，uu = 4.3 cm/s，uo = 25.2 cm/s 5 cm (b)T = 1.5 s，uu = 22.8 cm/s，uo = 22.1 cm/s 5 cm (c)T = 1.5 s，uu = 35.5 cm/s，uo = 15.3 cm/s 10 cm 図－３ベッドフォーム断面写真４．引用文献 1) Dumas, S., Arnott, R.W.C., and Southard, J.B., Experiments on oscillatory-flow and combined-flow bed forms: implications for interpreting parts of the shallow-marine sedimentary record. Journal of Sedimentary Research, 74, 501–513, 2005. 2) Tanaka, H., and Van To Dang, V., Geometry of sand ripples due to combined wave-current flows. J. Wtrwy., Port, Coast, and Oc. Engrg., ASCE, 122(6): 298– 300, 1996. － 200 －