2021 Fiscal Year Research-status Report
林木の津波減衰効果と林床の砂の動態を統合した土砂移動モデルの開発
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20K15564
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
山本 阿子 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 助教 (40842498)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 植生被覆 / 海岸林床 / 津波 / 土砂移動モデル / 水理実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の重要な課題である粒径や植生の種類による土砂移動量への影響を明らかにする水理実験を実施した．水理実験では，昨年度被覆度による土砂移動量を定量化するための林床模型を用いて実施した結果，植生模型の植生被覆度の増加に伴い土砂の移動量が減少する一方で，配置によっては植生が背後部に乱れを増幅させ，土砂移動量が大幅に増加することが明らかになった．また，植生本体（葉部）による土砂の補足効果も土砂移動量の減少の要因となりうる結果が得られた．このことから，植生の配置をより複雑にした14種類を追加し実施した．その結果，同じ被覆度でも流れに対して垂直に配置し，後背部の洗掘が発達しないように密に配列する方が効果的であることが確認できた．また波の大きさを変化させることで，土砂捕捉効果に影響を与えるかについて検討するため，上流側タンクとの水位差を下げ，小規模な段波を発生させ砂床区間における水理データを採取した．条件として斜面部を遡上すること，砂床区間の土砂を流出させるだけの流速の波が発生すること，砂床区間の波高がこれまでの段波に比べて明らかに小規模であること３点を満たす初期水位差を求めた．その結果，これまでの初期水位差0.5mから0.35mに低下させたケースにおいて条件を満たすことが確認できた．
昨年度に引き続き，実林床を用いた実験を実施するため千葉県富津海岸にて調査を行った．本年度は植生の長さに着目し，イネ科のように葉部が細長い植生で4試料を採取した．今回の検討からは植生の長さによる影響はわずかであり，被覆度に応じて減少する傾向は同様であることが確認できた．
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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
所属先変更による手続きの変更や新型コロナウィルス感染の再拡大を受けての出張制限が生じたため，調査期間や規模の縮小を行なった．しかし，水理実験に重点を置いたことにより，予定よりも多くの14ケースを実施することができた．また，波の大きさを変化させる実験の予備実験を実施し，そのデータより初期水位差の設定を実施した．
秋以降に実林床調査の調査地選定が再開できたため，来年度は実林床の試料採取の準備を進めることができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの水理実験は，同規模の段波を用いて実施したものである．沿岸に来襲する波の水位および流速は，津波そのもの規模や波源からの距離で大きく異なる．このことから波の大きさ（水位・流速）を変化による影響を明らかにするために，昨年度小規模段波の予備実験を実施し，初期水位差をこれまでより小さい0.35mの段波で，砂床区間における波高が1/2程度になり，斜面を遡上し土砂を移動することが確認できた．今後は，これまで実施したケースを小規模波でも実施し，波による影響の定量化を進める．特に土砂流出量が最も少なかったケース（流れに対して垂直に配置），逆に増加するケース（砂床区間前方に配置）など特徴的な結果を示したケースを実施しその傾向を調べる．また，実林床に似た配置（格子状）においても実施し，実林床の結果と比較を行う．さらに，これまで野芝や人工芝だけでなく，プラスチック模型などを用いて丈の長さや硬い茎のある模型を用いて，実林床に近い配置を再現し同様の土砂補足効果が得られるかについても検討する．
また，実林床を用いた実験では，植生の長さに着目し，イネ科のように葉部が細長い植生で4試料を採取した．この検討からは植生の長さによる影響は少ないという結果が得られており，被覆度に応じて減少する傾向は同様であることが確認できている．また，被覆度の増加に対し線形的な減少ではなく，指数関数的な減少を示す傾向が見られた．現在実林床の採取ができている調査地が千葉県富津および秋田県岩城の２地点である．本研究が目的としている植生による土砂流出を抑制する効果を津波の土砂移動数値モデルに適用するためには，定量化が必要である．そのためには，植生や粒径による違いがないか調査地を拡大する，または，より多くの試料による詳細な検討により，植生による効果を定量化することで数値モデルに適用させるための検討を進める．
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| Causes of Carryover |
所属先変更による手続きの変更に伴い，調査地への許可申請が大幅に遅れた．また，新型コロナ感染が再拡大したため，実施計画通りの調査および実験ができなかった．また，昨年度同様調査および実験に必要とされる物品の調達にも遅れが生じており，実施できる内容が制限された．本年度は，昨年度実施できていない実林床の採取および現地調査を再開し，より多くの地点で多様な植生による実林床実験を実施する．所属変更に伴い，植生模型に使用していた野芝がないため，春先より養生し夏以降を目処に植生模型による実験を再開できるよう準備を進める．本研究の最終年度である事から，結果をまとめ英文誌に投稿するための英文校正，学会発表などに参加し結果の報告を積極的に実施する．
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