2023 Fiscal Year Annual Research 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 |
2023年度は，本研究で設定した (1) 土壌浸食モデルの適用と発展，(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) 土壌浸食モデルの適用と発展
本研究でGeoWEPPを適用し，土砂動態を検討してきた複数サイトの結果を比較検証から，森林流域からの土砂流出においては河道に貯留された土砂の寄与が大きいことを示した．河床の堆積土砂量（堆積深度）を測定し，流域代表値を侵食可能深として与えることで，短期的には精度良く土砂流出量を予測できることが明らかになった．一方で，長期計算では，斜面崩壊などの局所的な撹乱が生じた場合に，再現性が低下することが示された．この点については，斜面安定解析との組み合わせである程度の解決が見込めるが，そのためには，崩壊地（裸地）におけるGeoWEPPの再現性の検証がまず必要になる．
これらの結果に基づき，米国農務省National Soil Erosion Research Laboratoryにおいて，今後のGeoWEPPの開発方針について議論を行った．森林地への適用と，河床の堆積土砂の寄与について，1～2年中にリリース予定の新バージョン（従来のArcGIS上ではなく，QGISのプラグインとして裴発中：より多くのユーザーが見込める）に反映される予定である．
(2) 土石流モデルの精緻化
昨年度論文が掲載された扇状地実験のデータを用いて土石流の二流体モデルの適用性を検証した論文が掲載された．緩やかに勾配が変化する扇状地において，主に土砂の侵食・堆積時に生じる相互作用を考慮することで，従来の浅水流方程式系や，粒子法の一流体モデルと比較しても，土石流の挙動がより実態に近い状態で再現できるという結果である．今後は，侵食・堆積が急激に生じる条件での検証が必要になるため，その実験デザインなどについても検討を開始している．
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| Remarks |
2023年度の渡航時に先方の手違いでVISAの発行が期日に間に合わず，先方と相談のうえ，急遽VISAが不要な滞在期間に変更したため滞在期間が180日に満たない（172日）が，研究は予定通り完了した．
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[Int'l Joint Research] Purdue University(米国)2022
Year and Date
2022-10-02 – 2022-12-22
Country Name
U.S.A.
Counterpart Institution
Purdue University
Co-investigator Overseas
Jon Harbor
Department
地球大気惑星科学部
Job Title
Professor Emeritus
Change Date
2022年9月16日、2023年9月15日
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