2021 Fiscal Year Research-status Report

森林流域における土砂災害対策に資する土壌浸食モデルの開発と土石流モデルの適用

Research Project

Project/Area Number	19KK0392
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	堀田紀文東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00323478)
Project Period (FY)	2020 – 2022
Keywords	土壌侵食モデル / GeoWEPP / 土砂流出 / 土石流数値計算 / 微細土砂
Outline of Annual Research Achievements	2021年度は，本研究で設定した (1) 土壌浸食モデルの選定と適用，(2) 土石流モデルの精緻化について，以下のような結果を得た． (1) 土壌浸食モデルの選定と適用共同研究者と協議したうえで，本年度は，斜面における土砂移動プロセスを検討することを目的として，新たに豊田市大洞町の人工林流域において調査とGeoWEPPの適用を開始した．対象地においては，斜面侵食の観測が継続的に実施されているためである．濁度計と自動採水器による採水とその分析によるSS(Suspended Solid)の観測も実施し，土砂収支の検討も可能とした．観測結果とGeoWEPPによる再現計算の比較から，斜面における土砂生産が流域からの土砂流出に占める割合は限定的であり，大部分の土砂は過去に生産され，現在は河道に貯留されている土砂が供給源であることが示された． (2) 土石流モデルの精緻化昨年度までに数値シミュレーションを実施するうえでの微細土砂の挙動に関するモデル化はほぼ完了したので，共同研究者と協議したうえで，本年度はモデル検証用のデータの整備を進めることとした．まずは実験データの整備を行った．具体的には，扇状地水路で過去に実施した粒径組成の異なる土石流実験の結果を，SfM（Structure from Motion）やPIV（Particle Image Velocimetry）などの画像解析を用いて整理した．結果として，均一粒径では左右対称に近い形状で土石流の堆積が生じるのに対して，微細土砂を含み幅広い粒度分布を有する土石流では，扇頂付近で土石流の粗粒分が堆積する一方で，下流域では土砂と水の分離が早期に生じるなどの違いが見られることが明らかになった．これらのプロセスにより，混合粒径での土石流では扇状地上で首振りが見られた．以上の結果を取りまとめて投稿した．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 新型コロナウィルスの影響で，引き続き渡米を行うことができなかった．共同研究者とオンラインで議論を重ねながら，まずはこれまでの成果を取りまとめて論文とすることを確認したうえで研究を実施し，上記の成果を得ることができた．土壌浸食モデルの適用については，データの取りまとめを進めたうえで，2022年度中の訪米を検討することとし，研究期間を1年間延長した．
Strategy for Future Research Activity	研究期間を1年間延長したうえで，引き続き，これまで得られた成果を取りまとめて，今度の共同研究を円滑・効果的に進められる態勢づくりを行う．訪米については，今後の情勢を見ながら検討することとなるが，土壌浸食モデルに関しては，2022年度の夏期に共同研究者が予定しているシンガポールの滞在中にオンラインで集中的に議論を進め（タイムゾーンが近いため），秋期以降に訪米して論文として取りまとめる方向で調整中である．