2022 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
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19KK0392
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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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)
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| Project Period (FY) |
2020 – 2023
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| Keywords | 土壌侵食モデル / GeoWEPP / 土砂流出 / 土石流数値計算 / 微細土砂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022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
昨年度までの観測の継続と得られたデータの取りまとめを実施した（論文掲載）．また，豊田市大洞町の人工林流域では調査結果と良好に対応する計算結果（GeoWEPP）が得られた．斜面侵食の継続的な観測に加えて，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)の観測を実施することで，正確な土砂収支を踏まえた検討が可能となり，過去に生産され，現在は河道に貯留されている土砂が主要な供給源であることが明らかになった．当該流域では森林整備による土砂流出抑制が見込めないという点と，森林の撹乱の影響が長期に及び，その制御が難しいという点で重要な知見である．
その他の森林流域でもGeoWEPPを用いた再現計算を新たに実施した．
(2) 土石流モデルの精緻化
昨年度に開始したモデル検証用の実験データを取りまとめた論文が掲載された．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，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状地上で首振りが見られた．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ことがその要因である． 昨年度までに土石流のモデル化は完了したので，引き続き，土石流扇状地での数値シミュレーションを実施した．従来のモデルとの比較を加えたうえで，扇状地での土石流の堆積様式などを検討したうえで，取りまとめて論文として投稿中である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
共同研究者とオンラインで協議しつつ，昨年度までの観測の継続と得られたデータの取りまとめを実施してきた．本年度は，新型コロナウィルスの感染状況を注視しつつ，ようやく年度後半に訪米し，モデルの適用状況を確認しつつ，内部パラメーターやモデルの構造の検討などの細かい検討を行うことが出来た．とは言え，共同研究者（Christian S. Renschler博士）の異動（9月にニューヨーク州立大Buffalo校から米国農務省National Soil Erosion Research Laboratoryへ：Purdue Universityとの共同施設）も重なり（なので，先方と協議のうえで，受け入れ研究者をPurdue UniversityのProvostであるJon Harbor教授にお願いした），情勢を見ながらの短期的な滞在（3か月弱）となったため，2023年度も引き続き研究を継続して，取りまとめを行うこととした．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究期間をさらに1年間延長して，引き続き成果の取りまとめを行う．
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