狭窄部を通過する津波の掃流力と海底地形変化
−狭窄部における底面せん断応力評価法の開発−
大谷 英夫*1・東江 隆夫*2・高尾 誠*3・藤井 直樹*4・大森 政則*4
津波に関する検討は、従来、陸上部への遡上による浸水被害が対象とされていたが、近年では、津波による侵食や堆積作用に起因した構造物の倒壊や港湾機能障害等、土砂移動による被害にも着目されるようになった。流速が増大する狭窄部における洗掘現象は、従来の海底地形計算方法を使用しても十分な洗掘量を得ることが出来ず、狭窄部における正確な土砂輸送モデルの確立が求められている。本研究ではこの狭窄部の特徴に着目し、狭窄部の底面せん断応力の評価法を水理実験により確立した。さらに、流砂の非平衡現象を考慮できるよう局所フラックス・移流拡散混合モデルを用いて、海底地形変化計算を実施し、その適用性を確認した。
キーワード:  津波,底面せん断応力,掃流力,地形変化,数値シミュレーション
Bed Shear Stress and Bottom Change due to Tsunami in a Strait
- The Development of the Bed Shear Stress Evaluation Method in a Strait -
Hideo OHTANI *1, Takao TOUE *2, Makoto TAKAO *3, Naoki FUJII *4 and Masanori OHMORI *4
Tsunami causes erosion and accretion in a harbor or a bay, which may result in the collapse of structures and the damage of harbors. It is important to calculate the accurate sea bottom changes by Tsunami. The large pressure gradient transforms the velocity vertical distribution in a strait or a bay mouth where the flow is locally accelerated and decelerated sharply. It is necessary to study the propriety of the method by which the bottom shear stress is estimated by the mean flow formula. Characteristics of the velocity distribution and the bottom friction velocity of tsunami are carefully investigated by experiments in a narrow strait where the Shields number is more than 10. When the velocity distribution becomes uniform in the acceleration phase the bottom friction velocity increases by the large velocity gradient near the bottom. Based on these results, the bottom changes are calculated. The results show good agreements to the observation.
keywords:  Tsunami, bed shear stress, tractive force, bottom change, simulation
*1 技術センター土木技術研究所水域・生物環境研究室
*2 技術センター技術企画部企画室
*3 東京電力(株)
*4 東電設計(株)