2021 Fiscal Year Annual Research Report
気候変動により増大する災害リスク定量化のための洪水・土砂流出量予測手法の提案
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20H03019
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
内田 太郎 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60370780)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 仁 関東学院大学, 経済学部, 准教授 (00709628)
山川 陽祐 筑波大学, 生命環境系, 助教 (20611601)
浅野 友子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 講師 (80376566)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 気候変動 / 降雨流出 / 土砂災害 / 斜面崩壊 / 土石流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、気候変動による豪雨の激甚化が中山間地集落の自然災害リスクに及ぼす影響を評価するために「山地流域における降雨規模（1降雨の総降水量及び降雨強度）の変化に対する水・土砂流出の応答特性」の解明し、予測手法を提案することを目的に実施している。具体的には、1.斜面土層内に降雨の一部が貯留される状態（比流量＜降雨強度）、2.斜面土層が飽和に達し、比流量≒降雨強度となる状態、3.土石流や斜面崩壊の発生により、地中に貯留されていた水が流出する状態（比流量＞降雨強度）といったように降雨規模の大小により状態が変化するという作業仮説の検証を行い、容易に取得可能な場の条件に関する情報から山地流域における災害を引き起こすような豪雨時の洪水流量・土砂流出量を予測する手法を提案することを目的としている。
そこで、本研究では、まず、山地流域の豪雨時の降雨流出応答を明らかにする。中でも、土砂災害の発生場にしばしばなる大起伏山地は水文観測データの蓄積が進んでいないことを考慮し、東京大学秩父演習林や筑波大学井川演習林において水文観測を実施する。その上で、既存の中起伏山地の水文観測結果と比較し、大起伏山地の降雨流出応答がこれまでの中起伏山地における知見で説明可能か検証しつつ、降雨規模の増大に伴い1から3の状態に遷移するとした作業仮説の検証を進めており、大起伏山地においても、③の状態に移行している可能性があ高いことを確認した。さらに、山地流域で土石流、斜面崩壊が発生した場合の地形変化に関する各種データを集約・分析し、地形変化データから土石流のピーク流量を推定する手法を提案した。さらに、流出土砂量を規定する降雨要因、地形要因について分析を行い、降雨要因、地形要因が類似した場合においても、土砂の蓄積状況の違いにより、流出土砂量が大きく異なることを示した。、
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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
水文データの蓄積において、機器の不具合等の影響により、十分に取得できていない部分が一部あるものの、斜面崩壊や土石流に関するデータ分析は順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
降雨流出特性は、降雨条件の違いに強く影響を受けることが考えられる。そこで、豪雨時の更なるデータの蓄積を図るために、筑波大学井川演習林における観測を継続する。その際、降雨流出応答の実態に加えて、降雨流出応答の支配要因を検討するために、電気伝導度の継続的な観測を実施する。さらに、地形解析を実施した上で、地形量と降雨ピークから流出ピークまでの遅れ時間の関係について検討する。ここでは、従来、中起伏山地で、遅れ時間を支配する要因として着目されてきた河道の平均流下距離に特に着目する。
また、土石流のピーク流量については、推定手法が確立されたことを踏まえ、他地域の土石流にもあてはめ、更なるデータの蓄積を図る。一方で、斜面崩壊をともなう土砂生産については、気候条件の異なる東北地方と九州地方の流域を比較することにより、気候条件が流出土砂量に及ぼす影響を把握する。これらを統合して、本研究の作業仮説を検証する。
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