3次元流体解析技術で正確に評価

堰のように越流を伴う施設周辺の流れを数値シミュレーションで正確に評価する上で、3次元流体解析技術の適用は有効です。
3次元流体解析により、花田井堰に対して河川整備計画の目標流量を流下させた場合に、「斜め堰（現況）」と「直交堰」とで流況を比較しました。その結果、花田井堰では、斜め堰の方が直交堰に比べ、堰上流約200m区間にわたり水位が低下することが見られました。その要因は、花田井堰を越流する流れが堰の軸と直交する側へ流向を変えることで越流幅が広がり、単位幅流量が減少することで越流水深が浅くなるためと推定されました。
一方、堰地点での流向変化は下流側の局所的な洗掘など悪影響を及ぼす場合もありますが、花田井堰地点では下流右岸に砂州が形成され、侵食を緩和する河道特性を有しているため、特に問題とはならない状況でした。また、「斜め堰（現況）」と「直交堰」の場合の取水量を比較すると、現状の斜め堰の方が取水量は大きくなることもわかりました。これは、当時の利水者が河道形状と斜め堰を巧みに組み合わせ、取水効率を高めようとした結果と考えられます。
これらの結果に基づき流下能力を再評価したところ、計画されていた井堰の全面改築は行わず、流下能力のネックとなっていた花田-飾磨井堰間の河床掘削・堤防嵩上げ・樹木伐採によって、必要な流下能力を確保できる河道改修計画を立案することができました。


※2021年9月時点の情報です。