ダム堆砂シミュレーションによる予測
社会の貴重な財産であるダム・貯水池の寿命を伸ばし、これからの国土～河川を考える上で重要となるダムの堆砂問題に明確な説明で応えます。
■ 新設ダムの計画段階におけるダム堆砂の予測■ 既設ダムの管理段階におけるダム堆砂の予測及び対策の検討
ダム･貯水池は長い期間の洪水調節･利水補給の運用の結果、上流からの土砂も貯めてしまいます。ダム堆砂に関するさまざ
まな問題を考える際、説明性の高い精緻な資料が必要となります。これに応えるため、ダム堆砂シミュレーションによる予測をご提案します。

堆砂シミュレーションモデル
モ デル概要堆砂シミュレーションモデルは、１次元の不定流モデルと流れの計算

１次元不定流モデル

河床変動モデルをベースとしています。流れの計算に用いる流砂の計算

１次元河床変動モデル

掃 流 砂

芦田・道上式

不定流モデルは不等流モデルに比べて予測精度は高く、流砂の計算では浮遊砂の非平衡性を考慮しており、従来の河床変

浮 遊 砂動モデルに比べ、より実現象に近いモデル化をおこないます。
当社で用いるモデルは土木研究所で開発された土研モデルと呼ばれるもので土砂の質に関しても精度良く評価できる公●浮遊砂濃度輸送方程式により計算。
●浮遊砂の非平衡性を考慮しており、基準面濃度式には芦田・道上式を採用。
●粒径100μm以下の成分をウオッシュロードとする。

ウオッシュロード ●粘着性を有すると考えられるため浮遊砂とは別の浮上量式を用いる。

的な説明性が高いモデルです。
計算法（著作権に関して使用･改造･保守を担当する契約を結んでいます。）

MacCormack法

モデル及びシミュレーションイメージ
下流端からの放流量（流量・流砂量）

貯水池の水位

支川からの流入量（流量・土砂量）

上流端からの供給量（流量・流砂量）

Data

Data

Data

Data

計算による
100 年後予測堆砂
現行の堆砂（ は実測、 は計算）

〔 計算項目 〕① 水位、流速② 掃流砂量､浮遊砂量
河床材料粒度分布
河床材料粒度分布③ 河床変動高④ 粒度分布変動

お問い合わせは、支店営業担当者または、本社環境グループ（電話 03-5959-2505 FAX 03-5959-2506）までお願いいたします。

堆 砂 の予 測
ダムの堆砂を再現する堆砂シミュレーションモデルを実施するために、貯水池に流入する土砂を時系列データとして与える必要があります。ダム堆砂実績データのある管理ダムと建設予定ダムでは手法が異なりますが、主な手順を示します。実証を基にした貯水池モデルを作成します。
④ 対象洪水の抽出① 堆砂横断データの経年的な整理

貯水池内に堆積する土砂の移動現象に関わると考えられる規模の洪水を抽出します。
計算モデル検証後には予測波形による将来計算も可能になります。

まず、収集した堆砂横断データを経年的に整理し、年度毎の堆砂量を算出します。
元河床
S45
S46
S47
S48
S51
S52
S53
S54
S55
S56
S57
S58
S59
S60
S61

② 堆砂性状データの整理
H16-04
H17-05

H14-02
H15-03

H12-00
H13-01

H10-98
H11-99H08-96
H09-97

H06-94
H07-95

H04-92H05-93

150

S63-88
H01-89
H02-90H03-91

100

S61-86
S62-8750

S59-84
S60-850

砂利採取量

ボーリング調査結果から貯水池内堆砂の粒度分布を明らかにします。
S57-82
S58-83250

S53-78
S54-79
S55-80S56-81

260

S51-76
S52-77270

堆砂量

S47-72
S48-73
S49-74
S50-75280

2,000,000
1,800,000
1,600,000
1,400,000
1,200,000
1,000,000
800,000
600,000
400,000
200,000
0-200,000-400,000

堆 砂 量 ・砂 利 採 取 量 m3290

S44-69300

堆砂量・砂利採取量（空隙含む）

S45-70
S46-71310⑤ 洪水流量と流砂量
粒径洪水流量と流砂量の関係を把握します。
ウォッシュロード成分については、シミュレーションモデルのトライアル計算または採水調査データによる流量および捕捉率の推定が必要となります。

③ 粒径別の年堆砂量の算出①～②を重ね合わせることにより、各年の堆砂量を粒径別に算出します。

H1 7 - 0 5⑥ 流砂量の時系列データの作成

堆砂シミュレーション

0.04

100

1000.008mm
0.022mm80800.061mm

60

40

流量ハイドロ0.035

粘土0.03シルト

600.025

砂0.02

礫400.015

流砂量 [m3/s]

捕捉率（簡易推定式）⑤で同定した関係式
Ｑs =α×Ｑβ により、貯水池へ到達する流入土砂量の時系列データを作成します。

流量 [m3/s]

H1 6 - 0 4

H1 5 - 0 3

H1 4 - 0 2

H1 3 - 0 1

H1 2 - 0 0

H1 0 - 9 8

H1 1 - 9 99.5mm
0.206mm
0.005mm

H0 9 - 9 737.75mm
0.922mm
0.011mm

H0 8 - 9 6

H0 7 - 9 5

H0 6 - 9 4

H0 5 - 9 3

H0 4 - 9 2

H0 3 - 9 1

H0 2 - 9 0

H0 1 - 8 9

S63-88

S62-87

S61-86

S60-85

S59-84

S58-83

S57-82

S56-81

S55-80

S54-79

S53-78

S52-77

S51-76

S50-75

S49-74

S48-73

S47-72

S46-71

S45-70150mm
3.082mm0.047mm

S44-69粒 径 別 堆 砂 量 m3

粒径別堆砂量（空隙含む・排砂量含む）
2,000,000
1,800,000
1,600,000
1,400,000
1,200,000
1,000,000
800,000
600,000
400,000
200,000
0-200,000-400,000-600,000

0.0120200.005
00204060

80

100

捕捉率（シミュレーション）

0005101520253035404550

経過時間 [hr]質が考慮された区間毎の堆砂量

堆砂縦断経年変化【 計算結果 】

9,000

計算による将来の堆砂量

8,000

現在の実績堆砂量7,000

堆砂量【千m 3】6,000

施工性が良く安価な掘削を現在から始めることが重要

5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
0
0-2km

320

2-4km

4-6km
6-8km
縦断距離

8-10km10-11.7km

単価の高い浚渫が必要になる前に何らかの堆砂対策が必要

300

標高(EL.m)280

260

元河床(S43)
現行10年目
現行20年目
現行30年目
40年目
50年目
60年目
70年目
80年目
90年目
100年目

240

220

200

180
02000

4000

6000
縦断距離(m)

8000

10000

12000

● 時間･次元をもった最適な堆砂対策計画に寄与● 今後の堆砂対策 「貯砂ダム・浚渫・掘削・排砂バイパス等」 の提案● 対策工を適用した場合の堆砂の量・形状・質の変化シミュレーション● 下流河道に土砂供給を行う優位性● ダムのアセットマネージメントのための資料業務を実施したダム：｢国土交通省｣３地方整備局 10 ダム｢(独)水資源機構｣ ４ダム｢都道府県｣７団体 ７ダム

お問い合わせは、支店営業担当者または、本社環境グループ（電話 03-5959-2505 FAX 03-5959-2506）までお願いいたします。