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Development of a sediment transport model integrating the tsunami attenuation effects of forest trees and the dynamics of sand on the forest floor

Research Project

Project/Area Number 20K15564
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 40010:Forest science-related
Research Institution防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) (2021-2022)
Forest Research and Management Organization (2020)

Principal Investigator

Yamamoto Ako  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 助教 (40842498)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords植生被覆 / 海岸林床 / 津波 / 土砂移動モデル / 水理実験
Outline of Research at the Start

海岸防災林は、津波襲来時において水位・流速の低減や漂流物・土砂の捕捉など効果を発揮するが、洗掘などによる流木化は被害を拡大させる恐れがあり、防災・減災機能として林床の安定性が重要である。津波に対するリスク評価において、林木(樹冠や幹)による減災効果に関する数値シミュレーションを用いた研究が進む一方、林床植生、地形、生育基盤盛土など実際の海岸防災林林床の安定性を反映させた土砂移動モデルはない。本研究では、実際の海岸防災林床を用いて林床植生の被覆度と砂の粒径構成による効果を明らかにする水理実験を実施し、林木による津波減衰効果を組み込んだ土砂移動モデルの開発を行う。

Outline of Final Research Achievements

To clarify the sediment trapping effect of vegetation on the coastal forest floor, a sediment mobile bed experiment was conducted using silica sand, a vegetation model, sand from an actual coastal forest, and vegetation from the actual forest floor. Waves were generated by bore waves that reproduced the turbulence caused by the tsunami tip, and by steady currents that simulated the passage of a tsunami. Actual samples were collected from Iwaki Beach in Akita Prefecture, Futtsu Beach in Chiba Prefecture, and Komatsu Beach.
Sediment transport decreased exponentially with vegetation cover. The sediment transport rate increased when vegetation cover was small and the vegetation was washed out due to the development of scour, indicating that the sediment trapping effect of vegetation is not only dependent on the amount of cover and leaf trapping, but also on the amount and distribution of rhizomes, which prevent the development of scour.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で対象とした海岸林を防災・減災機能を最大限発揮する健全な林帯を造成していくには,林床の洗堀防止に加え,土砂を捕捉する場(堆積場)となる環境づくりが望まれる.本研究において植生の土砂捕捉効果を定量化することにより,海岸林周辺の植生をどのように維持管理することが林床の土砂流出を防止し安定した基盤づくりの基礎となる研究である.今回の研究で得られた植生の土砂捕捉効果をより多様な植生および砂粒径(土質)に適用することでより詳細かつローカルな条件に対応した被害想定や防災・減災効果を発揮する海岸防災林帯の維持・管理の指針を示すことが可能となる.

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Comparisons of Numerical Models on Formation of Sediment Deposition Induced by Tsunami Run-Up2021

    • Author(s)
      Yamamoto Ako, Kajikawa Yuki, Yamashita Kei, Masaya Ryota, Watanabe Ryo, Harada Kenji
    • Journal Title

      Journal of Disaster Research

      Volume: 16 Issue: 7 Pages: 1015-1029

    • DOI

      10.20965/jdr.2021.p1015

    • NAID

      130008098194

    • ISSN
      1881-2473, 1883-8030
    • Year and Date
      2021-10-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 千葉県富津海岸林床前縁部の植生被覆による土砂抑制効果の実験的検討2022

    • Author(s)
      山本阿子,鴫原良典
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 海岸林前縁部の植生被覆が土砂移動におよぼす影響に関する研究2022

    • Author(s)
      山本阿子,鴫原良典
    • Organizer
      海岸工学講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 植生模型による被覆度と配置による土砂移動の抑制効果に関する実験的検討2021

    • Author(s)
      山本 阿子,小嶋 暁,汐月 瑠星,川原田 啓太,外山 真, 多田 毅,鴫原 良典,福谷 陽
    • Organizer
      JpGU2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Experimental study of the effect on sediment transport by comparing the vegetation cover of the native coastal vegetation and model2021

    • Author(s)
      Ako Yamamoto
    • Organizer
      The 30th International Tsunami symposium
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 植生の被覆度と津波の大きさによる土砂流出への影響に関する水理実験2021

    • Author(s)
      西野 宗矩,◯山本 阿子,垣内 美穂,須藤 唯斗
    • Organizer
      土木学会関東支部技術研究発表会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 津波による海岸林の土砂流出量に関する実験的検討 その1:模型林床の配置条件による影響2021

    • Author(s)
      小嶋暁生、鴫原良典、山本阿子
    • Organizer
      土木学会関東支部技術研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 津波による海岸林の土砂流出量に関する実験的検討 その2:段波・定常流と粒度分布の影響2021

    • Author(s)
      外山まこと、川原田啓太、福谷陽、山本阿子
    • Organizer
      土木学会関東支部技術研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 津波による海岸林の土砂流出量に関する実験的検討 その3:実林床の被覆の影響2021

    • Author(s)
      川原田啓太、外山まこと、福谷陽、山本阿子
    • Organizer
      土木学会関東支部技術研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Improving a sediment transport model with hydraulic experimental data to examine effects of vegetation coverage for embankment risk assessment2020

    • Author(s)
      YAMAMOTO Ako、TADA Tsuyoshi、FUKUTANI Yo、SHIGIHARA Yoshinori
    • Organizer
      海岸工学講演会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 林床植生による土砂捕捉調査のための地表掘削装置開発とその検証2020

    • Author(s)
      山本阿子
    • Organizer
      関東森林学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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