SEKINE, Masato

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Affiliation

Faculty of Science and Engineering, School of Creative Science and Engineering

Job title

Professor

Homepage URL

http://www.waseda.jp/sem-sekine/index.html

Concurrent Post 【 display / non-display

  • Affiliated organization   Art and Architecture School

  • Faculty of Science and Engineering   Graduate School of Creative Science and Engineering

  • Affiliated organization   Global Education Center

Research Institute 【 display / non-display

  • 2020
    -
    2022

    理工学術院総合研究所   兼任研究員

Degree 【 display / non-display

  • Waseda University   Doctor of Engineering

  • 早稲田大学   工学博士

Professional Memberships 【 display / non-display

  •  
     
     

    日本自然災害学会

  •  
     
     

    International Association for Hydraulic Engineering and Research

  •  
     
     

    International Association for Hydraulic Engineering and Research

  •  
     
     

    American Society of Civil Engineers

  •  
     
     

    Japan Society of Erosion Control Engineering

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Research Areas 【 display / non-display

  • Hydroengineering

Research Interests 【 display / non-display

  • River Engineering, Hydraulics, River Mechanics

Papers 【 display / non-display

  • 豪雨・高潮による東京都23区の大規模浸水プロセスと下水道が果たす役割

    関根正人, 小方公美子, 馬場航

    日本下水道協会第56回下水道研究発表会講演集     203 - 205  2019.07  [Refereed]

  • 集中豪雨による鶴見川流域の浸水拡大プロセスと​これに及ぼす下水道の効果

    関根正人, 竹村尚樹, 馬場航

    日本下水道協会第56回下水道研究発表会講演集     200 - 202  2019.07  [Refereed]

  • 高度に都市化された川崎市東部を​対象とした豪雨時の浸水リスク評価

    関根正人, 吉野萌

    日本下水道協会第56回下水道研究発表会講演集     197 - 199  2019.07  [Refereed]

  • 模擬河川堤防の決壊プロセスに与える堤体材料の礫・砂・粘土の混合比率の影響

    関根正人, 菅俊貴, 松浦泰地

    土木学会論文集B1(水工学)   75 ( 4 )  2019  [Refereed]

  • 大礫群の間隙に露出する大粒径の砂礫がさらに小さな砂の移動に及ぼす遮蔽効果

    平松裕基, 本合弘樹, 関根正人

    土木学会論文集B1(水工学)   75 ( 4 )  2019  [Refereed]

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Books and Other Publications 【 display / non-display

  • 移動床流れの水理学

    関根正人

    共立出版  2005.02 ISBN: 4320074165

  • 砂防用語集

    砂防学会編

    山海堂  2004.12 ISBN: 4381015908

Awards 【 display / non-display

  • 早稲田大学ティーチングアワード総長賞

    2018.02  

  • 土木学会水工学論文賞

    2016.03  

  • 土木学会水工学論文賞

    2015.03  

  • 土木学会水工学論文賞

    2004.03  

Research Projects 【 display / non-display

  • 粘土から大礫までの材料からなる河床上の流砂モデルの再構築と数値予測手法の開発

    Project Year :

    2020.04
    -
    2023.03
     

     View Summary

    本研究で取り組むのは,石礫・礫・砂・シルトならびに粘土からなる河床上で生じる流砂現象であり,従来の流砂理論の枠組みを超えたところに位置する二つの重要な現象を取り上げ,条件を制御した一連の移動床水理実験を通じてその本質を明らかにすることを目指します.具体的には,大きな粒径の石礫あるいは礫が,より小さな砂礫・シルトに及ぼす遮へい効果を表す評価式を誘導し,その妥当性を検証します.また,粘土からなる河床が掃流砂の作用を受けて砂礫河床へと遷移するメカニズムを解明していきます.さらに,これら二つの流砂現象を数値予測する手法を新たに開発し,実河川への適用を図ります

  • 都市浸水リスクのリアルタイム予測・管理制御

    探索加速型研究開発

    Project Year :

    2017.11
    -
    2020.03
     

  • Mechanism of river embankment collapse by overflow of river and water seepage

    Project Year :

    2016.04
    -
    2019.03
     

     View Summary

    It was clarified experimentally that a noticeable difference appeared in the process of collapse according to the ratio of "gravel, sand, clay" constituting the embankment, and the elucidation of the mechanism was revealed considerably. When clay is contained enough to fill the gap of the gravel, erosion is suppressed because of the erosion resistance of clay, and the embankment becomes much more tenacious and difficult to collapse. In addition to clay and sand, when gravel is contained in a certain ratio, the effect of the interlocking between the gravel particles becomes noticeable, and the embankment collapse is difficult to cause. If clay is contained more than a certain ratio, the embankment becomes easier to deform. If the content ratio of the gravel is too large, the permeability of the entire material is increased and collapse by penetration. It is believed that the best ratio of mixture among "gravel, sand, and clay" exists for a tenacious embankment

  • 越水ならびに浸透による河川堤防決壊のメカニズムに関する研究

    基盤研究(C)

    Project Year :

    2016.04
    -
    2019.03
     

  • Study on the erosion mechanism of the soft rock by the flow of water and its application to the actual river

    Project Year :

    2012.04
    -
    2015.03
     

     View Summary

    The cohesive materials which contained clay and had full compaction came to be exposed on actual riverbed, e.g., the Kinugawa River. Due to this, it was reported that the erosion of an unprecedented scale occurred. In this study, a series of fundamental movable bed experiments were conducted to elucidate the mechanism of such cohesive sediment erosion. As a result, it was made clear what kind of change appeared for the erosion of the clay riverbed by sand and gravel which had been transported as bed load from upstream reach of river. In addition, the numerical prediction technique was newly developed. It enables us to predict a deformation of the bed or slope which contained clay. It was applied to a surface erosion phenomenon of the bare slope. And another flume experiments were conducted in order to verify validity of this technique. As a result, it was verified that the formation process of channel network on a slope can be predicted precisely by this technique

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Presentations 【 display / non-display

  • 粘土・砂・礫からなる模擬堤防の越流決壊プロセス

    関根 正人, 松浦 泰地, 菅 俊貴, 佐藤 耕介

    土木学会第74回年次学術講演会  (高松市)  土木学会

    Presentation date: 2019.09

  • 掃流砂が粘土河床の変動プロセスに及ぼす影響

    関根 正人, 吉川 文崇, 石原 駿, 芦澤 穂波, 佐藤 裕

    土木学会第74回年次学術講演会  (高松市)  土木学会

    Presentation date: 2019.09

  • 粒度幅の大きな材料からなる河床近傍で生じる土砂粒子間の遮蔽効果

    平松 裕基, 本合 弘樹, 関根 正人

    土木学会第74回年次学術講演会  (高松市)  土木学会

    Presentation date: 2019.09

  • 鶴見川流域を含む横浜市東部エリアにおける浸水リスク評価

    馬場 航

    土木学会第74回年次学術講演会  (高松市)  土木学会

    Presentation date: 2019.09

  • 高度に都市化された川崎南部を対象とした浸水リスクの評価

    吉野 萌

    土木学会第74回年次学術講演会  (高松市)  土木学会

    Presentation date: 2019.09

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Specific Research 【 display / non-display

  • 粒径の幅が極端に大きな土砂からなる河床上の流砂現象の解明に関する研究

    2015  

     View Summary

    本研究では,極端に広い粒度幅をもつ材料により構成される河床に注目し,上流側から供給されてくる砂礫の量ならびに質の違いに応じて,河床がいかなる動的平衡状態に達するかを明らかにした.河床材料は,一般に,移動しない大礫(L粒子),掃流砂として移動する砂礫(M粒子),浮遊砂として移動する砂あるいはシルト(S粒子)の三つの粒径集団に分けられることから,ここでは各々の集団をひとつずつの大きさの材料で代表させることにし,M-S粒子の供給量ならびにその体積比率などを系統的に変化させた一連の実験を行った.その結果として,動的平衡状態の河床が5段階に整理されることがわかり,その河床の鉛直構造が明らかになった.

  • 裸地斜面の侵食過程に及ぼす粘着性土の影響とこの過程に関する数値解析モデルの開発

    2004  

     View Summary

    流域における健全な土砂収支のあり方について今後考えていくためには,「河川上流域にある裸地斜面や崩壊地から生産・流出される土砂量」を定量的に評価していく手法と,その予測技術とが不可欠であると言えます.しかし,これについては必ずしも十分と言える情報があるわけではなく,十分な精度をもってこの土砂量を予測することもまた容易でないと言わざるをえません.そこで,著者らは,次のような二つの段階に分けて研究を進めてきました.まず,第一に,粘着性土を含まない砂礫からなる斜面の浸食過程を対象として,室内模型実験と数値解析を通じて検討を行いました.その結果,現象の理解はかなりのところまで深まり,あわせてその数値予測も十分に満足のいく精度で行うことが可能になったと判断しております.成果として特徴的な点を挙げれば,浸食により斜面上には樹枝状の流路が形成されること,斜面下端からの流出土砂量の時間変化は,この流路内で進行する土砂の浸食・堆積の素過程と密接に絡み合いながら生じること,などが明らかになりました.次に,実際の裸地斜面や崩壊地を構成する土砂には,その比率は異なるものの粘着性土が含有されていることに鑑み,前述の浸食の過程に及ぼす粘着性土の影響について検討してきました.このような検討は,実験技術的にも難しいことから,これまでほとんど手つかずの状態で残されてきました.本研究では,助成費を活用して室内実験装置を再構成し,新たな計測システムを導入することで,これまでになく制御された実験を行い,土砂の粘着性が斜面浸食過程に及ぼす影響の本質に迫ることできたと考えています.ただし,問題の複雑さから今後に残された課題も少なくなく,引き続き検証実験を継続することで更なる発展を図る必要がありますが,この研究によって今後の研究をいかに進めるべきかが明らかになり,この点でも価値ある研究の基礎固めができたと考えています.

  • 河岸に植生群落を伴うウォッシュロードの堆積とそれに伴う流路の安定化に関する研究

    1998  

     View Summary

     本研究では、まず植生を伴わない河道を対象として、シルトや粘土がウォッシュロードとして輸送された場合に、これらが低水路水際線に沿って堆積を引き起こすメカニズムを明らかにする水路実験を行っている。その結果、川幅の縮小にまで発達するウォッシュロードの堆積は、洪水前後のような流量変動が生じる場合の減水期により顕著な形で生じることが理解された。次に、低水路水際線に沿って樹木状の植生群落が生じている場合を対象として、群落の配置パターンの違いによる流れ場の変化について系統的な実験を行った。その中でも、植生群落が左右岸に交互に繁茂している場合には、群落を避けて流れるような特徴的な「蛇行流」が誘起されることを明らかにし、群落の規模や幾何学的形状、群落間の距離などの配置条件の違いによって「蛇行流」のパターンが大きく変化することを示している。さらに、この流れによって、群落一つに対して「洗掘域と砂州」とからなる一組の河床パターンが周期的に形成されることが理解された。このことは、低水路河岸に植生群落が帯を成して繁茂する場合に、ここで検討したような交互配置となるように植生群落を残すことで、人工的な手だてを講じることなく、多様な河川空間を創造することができることを示唆している。 また、このような実験的研究と平行して、一旦堆積したシルト・粘土が再び浸食されるメカニズムを明らかにするための、粘着性材料の浸食実験も進めてきている。ここでは、粘土と砂とからなる土塊を供試体とし、その粘土含有率を変化させた一連の実験を行い、土塊の浸食速度が粘土含有率に応じて特徴的な変化をパターンを示すことなど、今後に向けて有用な知見が得られている。このように、このテーマに関して今後研究を展開していく上での基礎を固めることができた。

  • 土砂粒子の運動の解析に基づく河床波の形成機構に関する研究

    1997  

     View Summary

    本研究では、均一粒径砂礫により構成される平坦河床が、土砂の移動に伴って河床波を伴う河床へと変化していく過程を、個々の土砂粒子の運動の解析を通じて再現し、その機構を明らかにしようとするものである。なお、ここでいう「土砂粒子の運動」とは、河床を構成している粒子が河床から抜け出し、流水中を運動した後、再び河床に停止するまでの一連の動きを指し、粒子の質点系の運動方程式を数値的に解くことでこの運動を追跡しようとするものである。この解析手法の骨格は著者らによって既に確立されている(たとえば、SEKINE and KIKKAWA、 1992)が、これを河床波などの地形が形成される過程の解析に適用しようとした研究はほとんど見られない。ところが、最近のコンピューターの処理能力の向上と、本研究を含む一連の研究により、ようやく地形形成のシミュレーションが可能な段階にきたといえる。 本研究で得られた主な成果は次の通りである。すなわち、(1) 土砂の移動し易さと河床の凹凸への捕捉のされ難さが河床表層粒子の配列などの幾何学的条件によって異なることによって河床上の微地形は発達・成長を遂げ、小規模の河床波となることがわかった、(2) 一度形成された凹凸は時間とともにその規模を増大させるが、その際に、波は上流方向に遡上しながら複数のより規模の小さな波がひとつにまとめられていくことがわかった。なお、砂漣や砂堆として知られる規模の大きな河床波の発達過程においては、波は下流方向に移動することが知られており、両者の移動方向は正反対である。ここで解析を行った初期河床波が砂漣・砂堆にまで成長し得るのか、その過程のどの段階でなぜ移動方向が変わるのかについては未解明であり、今後の課題としたい。最後に、(3)粒子スケールの運動の追跡を基礎として地形形成過程を解析する一手法を確立することができた。研究成果の発表:1997年9月「土砂粒子の運動の解析に基づく河床波の形成過程に関する研究」、土木学会題2回年次学術講演会概要集、第2部。1999年投稿予定「土砂粒子の運動の解析に基づく河床波の形成機構に関する研究(仮題)」、土木学会論文集。

  • 扇状地の形成過程に関する土砂水理学的研究

    1996  

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     本研究は、河川により運ばれた土砂が扇状地を形成する過程を土砂水理学的に理解することを目的として行われたものである。一般に扇状地は透水性の高い砂礫により構成されており、そこを流れる河川水の多くが浸透し、伏流水となるため、扇央部では水無し川になることさえある。そこで、このような扇状地の形成過程を理解する上で、表面流と浸透流との相互作用と、表面流の浸透に伴う輸送土砂の堆積過程についての知見を得ることは重要な意味をもつ。さらに、その土砂の堆積によって扇状の地形が形成される過程において、流路はひとつところに留るわけではなく、「首振り」と呼ばれる流路のシフトが頻繁に生じることになるが、その素過程については未だ十分な力学的な理解が得られているわけではない。本研究では、こうした点に注目し、河川地形の形成機構に関わる基礎的な実験を行った。ここでは、土砂の輸送形式として掃流砂のみによるものを対象とし、他の研究者らにより進められている土石流の堆積に伴う地形の形成については検討の範囲外としている。 本研究における実験では、堆積地形が形成される平地の地表面下に広がる透水層の透水性を変化させるほか、透水層内の水位を制御し、表面流から浸透流への遷移状況を変化させるなどして、土砂の堆積過程に生じる変化を系統的に調べた。その結果、(1) 透水性が高いほど土砂の堆積が促進され、堆積厚が大きく面積の小さな地形となることや、(2)透水性が低いほど円弧状のデルタの形成の際に見られるプロセスと類似のものとなること、さらには、(3) 扇状の堆積となるためには、流路の首振り・分岐が不可欠であり、これは砂面上の力学的不安定が原因となっていること、などの結論が得られた。さらに、扇状地が幅広い粒度分布をもった砂礫により構成されていることに着目し、堆積地形の地表面下に生じる「土砂の分級」についても詳細な解析を行い、興味深い成果を得ている。

 

Syllabus 【 display / non-display

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Social Activities 【 display / non-display

  • テレビ朝日 報道ステーション

    テレビ朝日 報道ステーション 

    2009.10
    -
     

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    都市型水害特集

  • テレビ朝日 報道ステーション

    テレビ朝日 報道ステーション 

    2009.08
    -
     

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    都市水害,雑司ヶ谷下水道事故

  • NHK おはよう日本

    NHK おはよう日本 

    2009.08
    -
     

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    都市水害,雑司ヶ谷下水道事故

  • NHK 週間ニュース

    NHK 週間ニュース 

    2009.08
    -
     

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    都市水害,地下浸水

  • テレビ朝日 報道ステーション

    テレビ朝日 報道ステーション 

    2006.10
    -
     

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    都市水害

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