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※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
流れにおける土砂輸送速度の知識は、沖積水路の流れに関連する事実上すべての問題の解決に不可欠です。問題には、洪水調節工事、航行水路と港、灌漑貯水池と運河、水力発電設備の設計と運用などの河川管理が含まれます。河床負荷と浮遊負荷は、総土砂負荷を広く構成します。掃流床荷重は、転がったり滑ったりすることによって掃流床上またはその近くに運ばれる材料 (接触荷重) と、掃流床に沿って跳ね返る材料、または跳ね返る粒子の影響によって直接または間接的に移動する材料 (塩害荷重) です。貯水池に流入する全掃流砂のほぼ 100% が貯水池に蓄積するため、貯水池の容量を設計する際には掃流砂の輸送率に関する知識が必要です。掃流砂が運河や分水路に入ってはならず、河川から運河への掃流砂の移動を最小限に抑えるように分流構造を設計する必要があります。
掃流砂の輸送速度は、単位時間あたりの質量または単位時間あたりの体積として測定できます。体積測定値は、質量率に変換する必要があります。質量移動速度の測定は短い期間 (秒、分) で行われますが、体積移動速度の測定はより長い期間 (時間、日) にわたって測定されます。質量または体積率のどちらを測定するかに関係なく、移動する物質の平均粒度分布を決定する必要があります。堆積後にベッドロード材料が占有する体積を見積もるには、粒子サイズ分布の知識が必要です。粒子サイズ分布の知識は、堆積物を輸送する他の河川における掃流物質輸送率の推定にも役立ちます。
掃流物質の動きは、川床全体で均一になることはめったにありません。河川、水力、および堆積物の特性 (サイズとグラデーション) に応じて、掃流砂は、波紋、砂丘、または細いリボンなど、さまざまな形で移動する可能性があります。下流の移動速度も非常に変化します。河川断面の移動速度を実際にサンプリングしたり、理論的な推定方法を決定して検証したりすることは困難です。
Introduction
The knowledge of the rate of sediment transport in a stream is essential in the solution of practically all problems associated with the flow in alluvial channels. The problems include river management, such as design and operation of flood control works, navigation channels and harbours, irrigation reservoirs and canals, and hydroelectric installations. The bedload and suspended load broadly constitute total sediment load. The bedload is the material transported on or near the bed by rolling or sliding (contact load) and the material bouncing along the bed, or moving directly or indirectly by the impact of bouncing particles (saltation load). Knowledge of the bedload-transport rate is necessary in designing reservoir capacity because virtually 100 % of all bedload entering a reservoir accumulates there. Bedload should not enter canals and distributaries and diversion structures should be designed to minimize the transfer of bedload from rivers to canals.
The bedload-transport rate can be measured either as mass per unit time or volume per unit time. Volume measurements should be converted to a mass rate. Measurements of mass rate of movement are made during short time periods (seconds, minutes), whereas measurements of volume rates of movement are measured over longer periods of time (hours, days). Regardless of whether the mass or volume rate is measured, the average particle-size distribution of moving material should be determined. Knowledge of particle-size distribution is needed to estimate the volume that the bedload material will occupy after it has been deposited. Knowledge of particle-size distribution also assists in the estimation of bedload-transport rates in other rivers transporting sediment.
The movement of bedload material is seldom uniform across the bed of a river. Depending upon the river, hydraulic, and sediment properties (size and gradation), the bedload may move in various forms, such as ripples, dunes, or narrow ribbons. Its downstream rate of movement is also extremely variable. It is difficult to actually sample the rate of movement in a river cross-section or to determine and verify theoretical methods of estimation.