沖縄の街路樹の風に対する抵抗性の数値表現に関する研究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16658067
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 佐藤 一紘 琉球大学, 農学部, 助教授 (50045126)
• Keywords: 樹木 / 抵抗指標 / 剛直指標 / 占有空間粗密指標

Research Abstract

樹木の風に対する抵抗性は経験的に認識されてきたが、植栽樹種の合理的な選択や風圧の推定、支柱の設計等には樹種毎の抵抗性を示す数値表現が必要となる。一般の物体が受ける風圧Pは、P=C_D・S・ρ・v^2/2で示される。C_Dは抵抗係数(定数)、Sは物体の投影面積、ρは空気の密度、vは風速である。樹木の場合、風を受けると枝葉はそれぞれの曲がり易さに応じて変形するし、枝葉の間を風はすり抜けるので、そのSは把握し難い。この特徴を反映しつつ、風速と風圧の関係は成り立つ。本研究ではこれ等の特徴に着目して、風速と風圧の関係や風から樹木が力を受ける効率を意味する指標について検討し、風速20m/sの抵抗指標(C_R)を提案した。風速及び風圧との関係にこの係数を導入する場合、樹冠の投影面積の扱い方は2通り考えられる。第1は風速に応じて変形した樹冠の面積で、第2は無風時の面積である。ある樹木が風から受ける風圧を問題とする時、一般には第1の面積は測定し難いので、実用上の観点から無風時の樹冠の面積を用いて検討した。
葉の曲り難さを表現する指標として葉身と葉柄の曲り難さを組み合わせた指標を検討し、それを樹種毎に剛直指標(I_H)として提案した。これはそれぞれ荷重-歪曲線の直線部分の勾配の平均値の積を開いた値の逆数である。主な値はフクギで106.4、テリハボクで61.7、バンジロウで34.7、アコウで5.3となり、C_R=0.0185Ln(I_H)-0.0095で表される。この指標は、針葉樹には適用できない。
広葉樹も針葉樹も統一的に扱うための指標として、樹冠の占める空間容積で枝葉と幹の乾燥重量を割る指標を提案した。その値が大きいものほど、変形し難いという考え方である。この容積についても、無風時のものを用いた。種々の指標を導き得るが、葉による占有空間粗密指標(I_D)が最も高い相関関係を示し、葉が密接に関係していることを示しており、C_R=0.0813e^<0.327 ID>で示される。