水工学論文集,第 55 巻,2011 年 2 月

ウォールを用いた流入濁水の流動制御とその排除効果
CONTROL OF DENSE INFLOWSIN A WELL-MIXED RESERVOIR BY A WALL
秋山 壽一郎 1・重枝 未玲 2・山崎 佳祐 3
Juichiro AKIYAMA, Mirei SHIGE-EDA and Keisuke YAMASAKI
1 フェロー会員

Ph.D.

九州工業大学大学院教授

工学研究院建設社会工学研究系（〒804-8550 北九州市戸畑区仙水町 1-1）
2 正会員

博士（工学） 九州工業大学大学院准教授 工学研究院建設社会工学研究系（同上）
3 学生会員 九州工業大学大学院 工学府建設社会工学専攻（同上）As a countermeasure to water quality control as well as sedimentation due to turbid water inflows in awell-mixed reservoir, downstream control of inflowing dense water by means of placing a wall near adam, is investigated experimentally. Effects of a fence placed upstream of the reservoir on plunge flows,controlled by a wall, are examined as well. It is found that the wall is capable of efficiently displacing theinflowing dense water out of the reservoir and maintaining the position of plunge point in stable condition.
It is also found that the fence does not contribute to the displacing inflow water, but may contributes tostabilizing plunge point, dependent on the installed position and submerged depth of the fence.
Key Words : well-mixed reservoir, plunge flow, water quality, turbidity, sedimentation, wall, fence

１．はじめにダム貯水池の流動現象や水質は，流入・流出水の影響を強く受ける．このため，池内に流入してくる濁質や栄養塩を滞留させることなく，適切な方法により池外に速やかに放流させることが，池水水質とダム機能の保全を図る上で効果的である 1),2)．
ダム貯水池の池内対策としては，①曝気により循環流を発生させる「循環流制御設備」，②フェンスやパイプライン等の選択流入施設により，河川からの流入水を所定の水深位置に潜り込ませる「選択流入設備」，③ダム堤体に設けられたゲート付き放流管により出水時に中・底層から放流する「選択放流設備」がある 2),3)．これらは，池内の流動制御により水質保全を図る方法であり，まとめて「流動制御法」と呼ばれる．
「流動制御法」のひとつである「選択放流」は，ダム堆砂の原因となる高濃度のウォッシュロードを池外に放流するので，水質保全対策としてだけではなく，ダム機能の保全対策としても効果的である．
ところが，わが国の全てのダムに「選択放流設備」が設けられているわけではなく，集水面積が比較的小さな重力式ダムの多くでは，クレストゲートを持たない常用洪水吐きが設置されているのが実情である．そのようなダム貯水池では，自然越流による表層放流が行われるので，出水時に池内に流入してくる濁質や栄養塩の排除が困難となり，土砂の捕捉率も大きくなりやすい．
この対策として，洪水吐き前面にカーテンウォールを設置し，出水時に池内を流下してきた高濃度濁水を貯水池底部からウォールで導き，洪水吐きから放流する方法が取られることがある 4)．また，より積極的なダム機能保全対策として，堤体前面にバッフルウォールを設け，貯水位とバッフルウォール内側の水位差を利用した上昇流により，堤体付近の底部堆積層を除去する方式も提案されている 5)．
ところが，そのような目的で設けられたカーテンウォールやバッフルウォール(以下，選択放流設備を持たない重力式ダムの洪水余水吐前面に設けたカーテンウォールやバッフルウォールをまとめて「ウォール」と呼ぶ)を設置することで，ウォールが池水の流動・拡散現象にどのような影響を及ぼし，またどのようにウォールを設置すれば，流入濁水を効果的に排除できるのかはよくわかっていない．
そこで著者ら 6)は，模型実験により，①ウォールを設置することで，流入濁水が速やかに池外へ排除されると同時に，潜入点の安定化が図れること，②潜入点が安定化することで，池水の清水域が保全されること，などを明らかにした．
本研究は，①ウォールによる濁水の排除効果，②ウォールが池内流動に及ぼす影響の検討を目的として，前報6）を更に発展させたものである．
前報では，ウォールの設置深さを流動層の界面と界面の上方/下方に設定し，界面位置程度とした場合に最も効果的であるとの結論を得たが，それは比較的短い流入継続時間から得られた知見であった．本報では前報の約 20倍の流入継続時間におけるウォールの設置効果の発現状況を調べるとともに，ウォールの設置位置の影響，流入流量の変動を考慮した設置深さの影響について検討を加え，さらには貯水池上流側に設けたフェンスの影響とその効果を併せて検討したものである．

２．実験
実験装置は，表層放流を行うダム貯水池を模したアクリル製水路(長さ 7.6m，深さ 0.4m，幅 0.1m)をほぼ一定温度に保たれた清水を満たした両面ガラス張りの大型水槽(長さ 10m，深さ 1.2m，幅 0.6m)中に設置したものである．このような設定とした理由は，潜入密度流が室温変化の影響を受けやすいからである．
潜入密度流とその下流の下層密度流の流動特性は，水路勾配 I に支配され 1),7)，連行特性に規定されるので 8),9)
内部限界勾配Ic がどのような値を取るのかを明確にしておく必要がある．ちなみに，Lee & Yu10)は I=1/50 では緩勾配，福岡ら 11)は 1/10 では急勾配，1/60 では緩勾配としており，実験室スケールでは概ね Ic=1/60~1/50 の範囲にあると考えられる．秋山ら 7)は水路勾配 I=1/150~1/30 の範囲における下層密度流の実験結果に基づき Ic≒1/50 のように推定した．本研究では，この基準に基づき，I=1/60の緩勾配に設定した．
実験では，塩水(密度 ρ0，単位幅流量 q0)を水路上流端(水深 h0)から模型貯水池に満たした池水(ρa)に流入させ，流入内部 Froude 数 F0(=(q02/ε0gh03)1/2)の自然な潜り込み状態の潜入密度流を発生させた．池水と希釈混合した流入水は，下流端に設けた越流堰(高さ T)から自然越流するようになっている．
ここで，ε0(=(ρ0-ρa)/ρa)=相対密差(=0.0007)，
g=重力加速度である．実験装置の概要および重要な諸量を図-1 に示す．
実験内容は，①ウォール無設置の CASE N，②ウォー
ルの設置位置 xw/T と設置深さ zw/hu を変化させた CASE
W，および③ウォールに加え，貯水池上流側にフェンスを設置した CASE WF である．ここで，xw は越流堰とウヘッドタンク

ρ0 q0z02.2
潜入点 断面1▼P

5.5

7.0

断面2断面3断面4ρah0 h p

テールタンクウォールxf フェンスbhp

Thu

I
潜入点▼

(m)

3.9

ρeq exxw

h1hu

Tzw

図-1 実験装置と重要な諸量表-1 実験条件
CASEI

ε0

N-1
N-2
N-3
W-A-1
W-A-2
W-A-3
W-A-4
W-A-5
W-B-1
W-B-2 1/60 0.0007
W-B-3
W-B-4
W-B-5
WF-A-1
WF-A-2
WF-A-3
WF-B-1
WF-B-2
WF-B-3q0(cm2/s)
6.5
8
10F0xw/Tzw/huxf/hp b/h1

0.70
0.86
1.08

6.5

0.70

0.84

6.5

0.70

0.42

6.5
8106.58100.70
0.86
1.08
0.70
0.86
1.08

1.50
1.25
1.00
0.75
0.50
1.50
1.25
1.00
0.75
0.50
1.0

0.84

1.00

10.0
0.5

ォールとの距離，zw はウォールの開き，hu は自然な潜り込み状態におけるウォール設置位置での流動層厚である．
CASE W では，xw/T と zw/hu をそれぞれ 2 通りと 5 通りに変化させた．zw/hu は，出水時等の流入流量の変動性を考慮するために，zw/hu=1.0±0.5 の範囲で大幅に変化させた．CASE WF では，CASE W でウォールの設置効果が高かった xw/T=0.84 と設置深さの基準となる zw/hu=1.0 について，潜入点から測って 10hp 下流地点にフェンスを設置し，その影響と効果を調べた．また，その設置深さ b
は，設置位置での上層水深 h1 の 1.0 倍(界面位置)あるいは 0.5 倍(界面上方)とした．
フェンスを潜入点の下流側の自然な潜り込み状態における界面位置以上としたのは，フェンスによる潜入密度
流の流動制御に関する秋山らの結果12)を踏まえたものである．実験条件を表-1に示す．
測定項目は，デジタルビデオカメラによる水路側面からの流況観察，および①導電率計による水路縦断方向の断面 1～4 での鉛直相対密度差分布，②サーマル式微流速計と導電率計によるウォール直上流での流速と密度の鉛断面1 断面2 断面3 断面42.25.5 7.0
3.9(m) 0

断面1 断面2 断面3 断面47.0 02.25.5
3.90

潜入点

(m) 潜入点

t/t 0 =0.49
潜入点

潜入点潜入点潜入点

t/t 0=0.72

ウォール

潜入点

潜入点

潜入点

潜入点

t/t0 =1.00
潜入点

潜入点

0.00000

t/t 0=28.89

0.00035 ε

CASE N-1

0.00070

潜入点

○フェンス

ウォール 潜入点

○フェンス

潜入点

0.00000

潜入点

フェンス○
フェンス○0.00035 ε

0.00070

ウォール 潜入点

○フェンス

ウォール

○フェンス

ウォール

○フェンス

t/t 0=17.34

潜入点

潜入点

ウォール

○フェンス

○フェンス

潜入点

t/t 0=28.89
潜入点

潜入点

0.00035 ε0.00000

CASE W-A-3

(m)
ウォール

○フェンス

○フェンス

t/t 0=5.77

潜入点○フェンス

t/t 0 =28.89

潜入点

潜入点

t/t 0=0.72

潜入点○フェンス

ウォール

潜入点

○フェンス

t/t 0=17.34

潜入点

断面1 断面2 断面3 断面4
7.0
2.2
5.5
3.90潜入点

潜入点

ウォール(m)
ウォール

○フェンス

t/t 0=5.77t/t 0=17.34

潜入点

潜入点t/t 0=0.72t/t 0=5.77t/t 0=0.72t/t 0 =1.75

ウォール

断面1 断面2 断面3 断面43.9
2.2
5.5
7.00.00070 0.00000

ウォール

○フェンス

0.00035 ε0.00070

CASE WF-B-1

CASE WF-A-1

図-2 流況と相対密度差の空間分布

直分布，③流量計測と導電率計による流出水の流量 qe と密度 ρe の計測である．

1εe /ε0３．実験結果と考察

0.5

CASE N-1
CASE W-A-1
CASE W-A-2

CASE W-A-3
CASE W-A-4
CASE W-A-5

CASE N-1
CASE W-B-1
CASE W-B-2

CASE W-B-3
CASE W-B-4
CASE W-B-5

CASE N-1
CASE W-A-3
CASE WF-A-1

CASE WF-B-1

1εe /ε01εe /ε01εe /ε00.95

0.95

0.95

0.90.1

1 t/t 0 10 100

0.90.1

1 t/t 0 10 100

0.90.1

1 t/t 0 10 100

図-2 は，デジタルビデオカメラによる流況観
0
察結果と池水全体の相対密度差の空間分布の計
0.1
1 t/t0 10
100 0.1
1 t/t0 10
100 0.1
1 t/t0 10100
測結果の一例(CASE N-1，W-A-3，WF-A-1，
図-3 流出水の相対密度差の時系列
WF-B-1)を示したものである．これらのケース
CASE N-1
CASE W-A-3
CASE N-1
CASE W-B-3
CASE N-1
CASE WF-B-1の流入条件とウォールの設置はいずれも同一でCASE W-A-1
CASE W-A-4
CASE W-B-1
CASE W-B-4
CASE W-A-3
CASE W-A-2
CASE W-A-5
CASE W-B-2
CASE W-B-5
CASE WF-A-1
あり，図中の t/t0 は無次元経過時間である．ここ 0.5で，t0 は総入れ替え時間(=貯水池の全容量/流入流量)あるいは 1/t0 は回転率であり，t0=1246s で0.25ある．
これより次のことが確認できる．
①ウォールやフェンスの有無にかかわらず，
0t/t0 の増加とともに，流入水が池内に滞留・拡散
0.1
1 t/t0 10100 0.1
1 t/t0 10100 0.1
1 t/t0 10100
し，池水と流入水が入れ替わる．
図-4 ウォール直上流でのγの時系列②ウォール設置により，流入水が速やかに池CASE WF B-1
CASE N-1
CASE N-1
CASE W-B-3
CASE N-1
CASE W-A-3
外へ排除され，また長時間にわたって池水の清CASE W-A-1
CASE W-A-4
CASE W-A-3
CASE W-B-1
CASE W-B-4
CASE W-A-2
CASE W-A-5
CASE W-B-2
CASE W-B-5
CASE WF-A-1
5
水域が保全される．
③ウォールにフェンスを加えた場合では，基hp/hc
本的にウォール設置と同様であるが，フェンスの設置深さによって流入水の遮蔽効果が異なっ 2.5てくるなどの理由により，流動状況が変化する．
hp/hc=1.6
hp/hc=1.6
hp/hc=1.6
図-3 と図-4 は，それぞれ流出水の相対密度差εe(=(ρe-ρa)/ρa)と ε0 との比 εe/ε0 と，ウォール直上流
00.1
1 t/t0 10100 0.1
1 t/t0 10
100 0.1
1 t/t0 10100での流入水の希釈混合率 γ(=ε0/εw-1)の時系列を図-5 hp/hc の時系列示したものである．フェンス設置の結果については，図-2 と同様に，流入条件とウォール設置条件が同一のものを示している．
これより次のことがわかる．
ウォール無設置では，①t/t0≒1.0 付近を境にして，εe/ε0と γ の特性が急変する．
εe/ε0 は徐々② γ が大きく，また t/t0 に対して γ は急激に，に変化することから，流入水が池水と希釈混合しつつ，池水の一部も池外に直接流出している．
ウォール設置の場合では，① γ より，流入水と池水の希釈混合が抑制されている．また，流出水と流入水の密度が同じ(εe/ε0=1.0)となる t/t0 から，流入水はウォール無設置の 1.2~2.0 倍程度早く池外に排除される．
②流入水が最も効果的に排除される zw/hu は，CASE
W-A では zw/hu=1.00，CASE W-B では 1.50 である．
③ γ が最も小さいのは，CASE W-A では zw/hu=1.00，
CASE W-B では 1.50 であり，流出水の結果と一致している．
フェンス設置では，①ウォール無設置の 1.5~1.7 倍程度早く流入水が排除される．
②フェンスの設置深さ別で比較すると，より効果的に流入水が排除されるのは CASE WF-B である．
③ γ が小さいのは CASE WF-B であり，流出水の結果と一致している．
以上を総合すると，ウォールとフェンスには次のような働きや影響があることがわかる．
①ウォールの設置により，流入水が速やかに池外へ排除される．
②ウォールの設置位置と深さによって，流入水と池水との希釈混合状態が変化する．
xw/T=0.42~0.84③ウォールの設置位置 xw/T については，であれば，流入水の排除効率に大きな違いはない．
④ウォールの設置深さ zw/hu については，zw/hu≧1.0 とした方が効果的に流入水の排除効率が高い．
⑤基準となる zw/hu=1.0 では，フェンスを設置することで，ウォール設置と比較して，更に流入水と池水の希釈混合が抑制されるとともに，流入水の排除も同等か若干向上する．
図-5 は，潜入水深 hp と流入条件に基づく内部限界水深2hc(=(q0 /ε0g)1/3)との比 hp/hc の時系列を示したものである．
図中の hp/hc=1.6 の破線は，平衡状態の潜入密度流の hp/hc
値 7)である．
また，
図-6 は界面形状の経時変化一例(CASE
N-1，W-A-3，WF-A-1，WF-B-1)を示したものである．
これより次のことがわかる．
ウォール設置ではF0，xw/T①ウォール無設置ではF0 に，および zw/hu にかかわらず，hp/hc は t/t0 に対してほぼ同様な挙動を示す．
②ウォールの有無にかかわらず，hp/hc は t/t0<0.5 で微増した後に，hp/hc≒1.6 の一定値を取り，その後に急増する．
hp/hc が急増するのは，ウォール無設置では t/t0≒1.0 を超CASEえたとき，ウォール設置ではCASE W-A でt/t0≒15，t/t0=0.72

t/t0=1.44

CASE N-1

t/t0=11.6▼

t/t0=23.1

t/t0=46.2

潜入点▼
ウォール

CASE W-A-3▼

フェンス
CASE WF-A-1▼

CASE WF-B-1
0100

200

300

400

500

600700(cm)

図-6 界面形状の経時変化

W-B で t/t0≒10 を超えたときである．
③ウォールの設置深さで比較すると，CASE W-A とW-B のいずれも顕著な違いはない．また，設置位置で比較すると，CASE W-A の方が hp/hc≒1.6 に近い．hp/hc≒1.6となる継続時間は，CASE N を基準とすると，CASE W-A
では約 23 倍，CASE W-B では約 14 倍にもなる．
④フェンスを追加した場合では，hp/hc の傾向に変化が現れる場合(CASE WF-A-1)とそうでない場合(WF-B-1)がある．このような変化は，流入水が一時的にフェンス上流側に止められることから生じる(図-2 の t/t0=17.34，図-6 の t/t0=11.6~23.1)．
CASE N-1 を基準とすると，hp/hc≒1.6 となる継続時間
は，CASE W-A-3 では約 23 倍，CASE WF-A-1 では約 20倍，CASE WF-B-1 で約 29 倍になる．
hp/hc がこのような複雑な挙動を取る理由は，次のように考えられる．
①hp/hc が微増している時間帯では，流入水が先端部を有する非定常重力密度流として流下している．このことは，流入水が池外に流出し始めた時刻と hp/hc の微増がほぼ終了する時刻が一致していたことから確認できる．
②hp/hc がほぼ一定値を取る時間帯は，平衡状態の潜入密度流とほぼ同様な流動状態となっている．つまり，ウォールの働きにより，池内を流下してきた流入水がダム底部に設けられた放流施設から安定的に排水されているような状態となっている．
このことは，hp/hc=1.6 が平衡状態の潜入密度流の hp/hc
値 7)であることから確認できる．hp/hc=1.6 とはならず，t/t0に対して緩やかに増加するのは，潜入密度流が平衡状態に達するには時間を要すること 7)や，対象とする現象そのものが弱い非定常性を有しているためである．
③ウォール無設置の場合に hp/hc が急増するのは，流入水が池外にほとんど排出されず，その大部分が池内に滞留することと，表層放流により清水の一部が池外に流出CASE N-1
CASE W-A-3
CASE N-1
CASE W-B-3
CASE N-1
CASE WF-B-1
することが主因である．また，わずかではある
CASE W-A-1
CASE W-A-4
CASE W-B-1
CASE W-B-4
CASE W-A-3
CASE W-A-2
CASE W-A-5
CASE W-B-2
CASE W-B-5
CASE WF-A-1
が，次の④で触れる潜入点の移動メカニズムも 1.5関係している．
このことは，
図-2 と図-6 から容易に確認でき
1Fn=0.9
Fn=0.9る．また，εe/ε0，γ および hp/hc の特性が，t/t0≒1.0 Fw Fn=0.9付近を境にして急変していることからも確認で 0.5きる．
④ウォール設置では，その働きにより底層放00.11t/t0 10100 0.1
1t/t0 10100 0.1
1t/t0 10100
流に近い流動状態となっているために，平衡状
図-7
ウォール直上流でのFの時系列
w
態の潜入密度流に近い状態が長時間維持される．
ただし，流入水と池水との希釈混合は避けら
CASE N-1
CASE W-A-3
CASE N-1
CASE W-B-3
CASE W-A-3
CASE W-A-1
CASE W-A-4
CASE W-B-1
CASE W-B-4
CASE WF-A-1
れないので，混合水の一部が池外に排除されず，
CASE W-A-2
CASE W-A-5
CASE W-B-2
CASE W-B-5
CASE WF-B-1
3
ウォール直上流付近に徐々に残留していく．この残留した混合水は，下流端付近の流動層の層2厚上昇をもたらし，その影響が潜入点に向かって徐々に伝播していく．これが潜入点に達した hc/zw
時点で，それまで保たれていた潜入点での平衡1状態が失われ，潜入点が徐々に下流側へ移動する(図-2，図-6)．このメカニズムにより急速に
00.1
1t/t0 10100 0.1
1t/t0 10100 0.1
1t/t0 10100
清水域が消滅する．
図-8 ウォール直上流での hc/zw の時系列
このことは，先述した εe/ε0 の時系列や，上昇で計測した流速および密度分布を用いてモーメント法でした層厚が潜入点に及ぶ時刻と hp/hc が急増する時刻が求めた．また，図中の Fn=0.97)の破線は，I=1/60 におけるほぼ一致していることから確認できる．
定常下層密度流の内部 Froude 数である．
⑤フェンスを追加した場合では，hp/hc の傾向に変化が
図-8 は hc/zw の時系列を示したものである．ここで，現れるのは，その設置深さが界面位置のときである．
hc は ウ ォ ー ル の 直 上 流 断 面 で の 内 部 限 界 水 深
図-5 からわかるように，t/t0≒1.0~10.0 では hp/hc は徐々(=(qw2/εwg)1/3))である．hc/zw と Fw との間には，hc/zw=Fw2/3に変化している．これは潜入点がフェンスに向かって移なる関係がある．また，γ=ε0/εw-1，qw=(1+γ)q0 なる関係が動している時間帯とほぼ対応している(図-2，図-6)．
あるので，Fw= F0 (1+γ)3/2 (h0/hw)3/2 である．
t/t0≒10.0~27.7 では hp/hc は一定値を取っており，これこれより次のことがわかる．
は流入水がフェンス上流側に止められる時間帯にほぼ対①CASE W-B-5 の一部と，W-B-4 と W-B-3 のごく一部応している．の時間帯を除き，hp/hc≒1.6 の一定値を取る時間帯では，t/t0≒3.2 から hp/hc は急増しているが，これはフェンスFw<1.0 となっており，I=1/60 が緩勾配であることが確認下端付近で池水と希釈混合した流入水の一部がフェンスできる．また，CASE W-B-5 等で Fw>1.0 となるのは，ウ背面側に徐々に拡散・滞留し，フェンスの遮蔽効果が失ォールの設置位置が越流堰に近く，また設置深さも小さわれてしまうからである．ただし，フェンスは流入水がいために，ウォール直上流で流動層が加速し，局所的に持つ運動量が直接池水に働かない機能は果たしている．
射流状態になっているためである．
また，ウォール単体の場合と同様に，この時点では下②hp/hc≒1.6 の一定値を取る時間帯での Fw は，Fn とは流端付近での層厚上昇の影響が水表面に及んでいるため，異なった値を取る．これは，定常下層密度流とは混合特潜入点が下流へ移動し，一気に清水域が消滅する．
性が異なっているためだと考えられる．
一方，界面上方に設置した場合では，hp/hc はウォール③CASE W では， zw/hu>1.00 で zw/hc>1.0， zw/hu=1.00
単体の場合と同様な傾向を示す一方，t/t0>19.5 の挙動はで zw/hc≒1.0，zw/hu<1.00 で zw/hc<1.0，CASE WF では，フェンスを界面位置とした場合と類似している．
zw/hu=1.00 で hc/zw≒1.0 となっている．I=1/60 は限界勾配
hp/hc がこのような挙動を示すのは，層厚上昇の影響がに近い緩勾配であるので，hu は hc に概ね対応しているこ
水表面まで及んでくるまでは，ウォール単体と同様な状とが確認できる．
態となり，その後は CASE WF-A-1 と同様に，潜入点が④CASE W と WF を比較すると，WF の方が γ と Fw がフェンスに向かって移動し，フェンス上流側に止められ小さくなっている．これは，先に触れたように Fw~(1+γ)3/2た後，フェンスの機能が失われるからである．
なる関係があるためである．
図-7 はウォールの直上流断面での内部 Froude 数
潜入密度流では池水に潜り込む時に初期混合 1),7)が発Fw(=(qw2/εwghw3)1/2)の時系列を示したものである．なお，
生し，潜入点下流域の池水が補償流として潜入点に向か
層厚 hw，流量 qw および層平均相対密度差 εw は，同地点ってゆっくりと流動する．フェンスがこの補償流を遮断する働きをしているために，水表面付近での初期混合が抑制され，γ と Fw が小さくなっていると考えられる．また，先に見たように，CASE WF では W と同等か若干それ以上の効率で流入水が排除されているのも，フェンスによって水表面付近での初期混合が抑制されているためだと考えられる．

謝辞：本研究を遂行するに当たり，本学大学院生栢木 伸幸君，本学学部 4 年生廣田 豊君の協力を得た．ここに記して謝意を表します．
参考文献
1) 秋山壽一郎：流入型密度流の水理特性とその予測，湖沼，貯水地の管理に向けた富栄養化現象に関する学術研究のとりまとめ，土木学会水理委員会，環境水理部会，pp.69-167，４．まとめ

2000.
2) 丹羽薫：ダム湖の水質対策について，大ダム，No.144，pp.41-63，1993．

本研究により，以下のような知見が得られた．
①自然越流による表層放流では，流入水の排除が困難であり，総入れ替え時間程度で池水は流入水と入れ替わってしまう．
②洪水吐きの前面にウォールを設置することで，池内清水の流出を遮断するとともに，流入濁水を速やかに池外へ排除できる．また，この効果により，ダム下流端での下層の層厚の増加も抑制され，潜入点も安定化される．
その結果，池水の清水域も長時間保全される．
③ウォールの設置位置としてはダム堤体高さ～その半分程度であれば，流入水の排除効率に大きな違いは生じない．また，設置深さとしては，界面～界面上方がより効果的であるが，出水時の流入流量の変動を勘案すれば，ウォール下端が界面位置程度に設定しておけばよいと考えられる．
④上流側にフェンスを追加あるいは既設の場合では，流入水の排除効率については，ウォール単体の場合と比較して大きな違いはない．ただし，その初期混合抑制効
果のため，池水の水質保全に若干寄与する．
清水域の保全に関しては，流入水がフェンス上流側に止められる時間，フェンス下端付近での混合水がフェンス背面側に拡散・滞留し，フェンスの遮蔽効果が失われてしまうまでの時間，ウォール直上流付近に残留した混合水の層厚上昇が水表面に及んでくるまでの時間などが，フェンスの設置位置と設置深さに応じて様々に変化するので，これらの複合的な流動拡散現象が池水の水質と清水域の保全に悪影響を及ぼす可能性がある．
したがって，富栄養化対策等の必要性がない場合は，フェンスは設けないほうがよいと考えられる．

3) 荒井治，高須修二：ダム湖の水質対策の動向，ダム工学，
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4) 塚原千明，角哲也，宮井貴大，柏井条介：カーテンウォー
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(2010.9.30受付)