| Project/Area Number |
20K06125
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 40010:Forest science-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
正岡 直也 京都大学, 農学研究科, 助教 (90786568)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | 水みち / 排水構造 / 土壌透水性 / ゲルフパーミアメータ法 / 飽和透水係数 / 水分特性曲線 / ゲルフパーミアメータ / T-TDRセンサー / 基岩面地形 / 強風化基岩 / 圧力水頭 / 集水性 / 降雨流出過程 / 地形解析 / テンシオメータ / 流出モデル |
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| Outline of Research at the Start |
山地斜面土層内の「水みちによる排水構造」の有無は、洪水流出応答や斜面安定性を劇的に変える要素である。しかし存在を特定するには長期的な土層内の水流観測が必要であり、間接的な予測方法はなかった。本研究では第一に、これまで前例のない流域全体での土層内水流観測を実施し水みちの空間分布特性を明らかにする。第二に集水面積・傾斜や土層厚といった地形情報との関係性を解析し、水みち分布エリアの予測手法を開発する。さらに既存の分布型流出モデルにこれらの知見を組み込み、未観測流域へ適用可能な新しい流出予測モデルを提案する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度には、信楽試験地流域内で約10 m間隔で面的に配置した56地点において、ゲルフパーミアメータ（GP）法を利用した基岩面上の土壌透水性計測を昨年度から継続して行い、計測を完了させた。さらに、流域全体を再現した三次元降雨浸透シミュレーションを行い、実測の高密度透水性分布を入力した場合にどのような土層内水流が発生するかを検討した。その結果、全体的な傾向として傾斜が急かつ集水面積の大きい地点ほど飽和透水係数Ksが高くなっていた。これは大きな土層内水流フラックスが発生しやすい地点ほど細かい土壌の洗脱が起こりやすいことを示唆している。ただしKs分布には空間的な不均質性が大きく、流域内の一部の斜面で流下方向に連続的な高Ks帯が存在しており、降雨時に選択的な排水路となる水みちが存在することを示していた。この水みちは傾斜や集水面積とは明瞭な関係がみられなかったが、過去の崩壊痕の位置と大まかに対応していることから、微地形データの詳細な解析から水みち分布を予測できる可能性が示された。またKs分布を再現した数値シミュレーションにより、降雨時に水みちの部分で周辺より数オーダー大きな土層内水流フラックスが発生することが確認された。
研究期間全体から得られた成果として、山地斜面土層内には高透水性の水みちが実際に存在し、選択的な排水路となっていることが土層内水流観測と土壌透水性計測から確かめられた。土壌の透水性が局所的に上昇する理由として地表面や基岩面地形の影響が確認された。具体的には集水性や勾配の大きい地点で生じる大きな土層内水流フラックスにより土壌の洗脱が起こるためと推察された。特に高透水帯が連なる水みちは流域内に不均質に存在し、過去の崩壊痕の位置と対応していることから、水みち形成には地形発達過程と密接な関係があることが示唆された。
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