2020 Fiscal Year Annual Research Report
高精度土砂災害予測のための山体地下水を考慮した水文モデルの開発と展開手法の構築
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20H00434
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小杉 賢一朗 京都大学, 農学研究科, 教授 (30263130)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝山 正則 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (40425426)
佐山 敬洋 京都大学, 防災研究所, 准教授 (70402930)
藤本 将光 立命館大学, 理工学部, 准教授 (60511508)
山川 陽祐 筑波大学, 生命環境系, 助教 (20611601)
小杉 緑子 京都大学, 農学研究科, 教授 (90293919)
中谷 加奈 京都大学, 農学研究科, 助教 (80613801)
正岡 直也 京都大学, 農学研究科, 特定助教 (90786568)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 土砂災害 / 山体地下水 / 水文モデル / 斜面崩壊 / 水源涵養 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「高精度水文モデル」を開発するために，山体地下水の調査を，基礎的な水文調査と併せて実施した。対象としたのは，地質と地形の異なる複数のサイト（小起伏花崗岩山地，大起伏花崗岩山地，小起伏堆積岩山地，大起伏堆積岩山地）である。
このうち小起伏堆積岩山地では，独立した峰を持つ山を対象に，山頂から放射状に広がる12個の流域を比較することによって，地形と地質構造が降雨流出にどのように影響しているかを検討した。各流域の流出ハイドログラフを比較した結果，基底流の多い流域，流出ピークの早い流域，流出ピークの遅い流域の3グループに分類できることがわかった。地形指標（Topographic Wetness Index）を用いて検討したところ，各流域の降雨流出の特徴と地形との間にそれほど明確な対応関係はみられなかった。一方，地質構造（地層の走向・傾斜）が降雨流出のタイミングに影響している可能性が示唆された。具体的には，最高標高点と流域末端を結ぶ方向で各流域の方位を評価したところ，観測結果によるグループ分けと一致することが確認された。すなわち，基底流の多い流域は走向方向に位置し，流出ピークの早い流域は受け盤方向に位置し，流出ピークの遅い流域は流れ盤方向に位置することがわかった。
山体地下水調査では，観測地下水位をもとにして描いた自由水面分布から，地下水の流動方向を検討し，地形に基づく流域界を越えた地下水流動の規模を推定した。
高精度水文モデルの開発については，亀裂や割れ目を含む基岩の保水性・透水性を推定するための基礎実験を行い，浸透流や地下水流を解析するためのアルゴリズムを整備・開発した。
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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
研究は，大きな問題なく計画通り順調に進んでいる。基礎的な水文観測（雨量，流量，蒸発散量，土壌水分量，土壌の保水性・透水性など）の観測・計測を継続的に行い，良質なデータを取ることが出来た。また，山体地下水の調査においても，多地点の地下水位データを滞りなく取得することができた。モデル化に関しては，過去に開発した水文モデルを整理し，発展のさせかたについて十分な検討を加えることができた。また，モデルで使用するコンセプトを検証するための室内実験に着手し，新規性の高いデータを得ることができた。
大きな降雨イベントが少なく，豪雨時のデータを取得できなかったことが若干課題になっているが，過去に計測したデータを用いることで，流出プロセスの解析や水文モデルの構築には大きな問題を生じなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今の段階で，研究計画の大きな変更は不要であり，当初の申請通り着実に研究を進めていく予定である。
2年目の研究について，観測に関しては，１年目の研究を継続しデータの拡充に努めていく。そしてその結果に基づき，山体地下水の分布状況（山体地下水が流域のどの部分にどのような規模で存在しているか）と繋がり（山体地下水どうし，山体地下水と土層地下水，山体地下水と河川が水文的にどのように結びついているか）を明らかにしていく。高精度水文モデルの開発については，集中モデルと物理モデルの双方について，基礎となるアルゴリズムの整備を完了させる予定である。
3年目以降には，高精度水文モデルのプロトタイプを完成させ，その展開手法の構築を進めていく予定である。
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Research Products
(7 results)
