斜面内浸透流における水みちの生成と発展に関する研究

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K04310
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 斎藤 雅彦 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (40283915)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: 斜面 / 浸透流 / 透水性 / 不均一 / 空間分布 / 可視化

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では，不均一な斜面における水みちの発生と透水性の時間変化を，実験的に把握すること，および飽和透水係数の時間的・空間的変化のモデル化を試みることを目的とし，その手段として，まずは模型斜面を作成し，流出端を空間的に細分化して流出流量の空間分布を測定することによって，水みちの有無や強さを把握することを計画している．
令和5年度においては，当初計画に従って前年度に作成した不均一な3次元模型斜面を使用し，通水を繰り返すことによって，下流端における流出量の空間的ばらつき，およびその時間変化を把握することを試みた．また，ガラスビーズを用いた平面2次元型斜面模型により，温水注入と赤外線サーモグラフィを用いた斜面内浸透流の可視化の可能性について検討した．
その結果，3次元模型では，下流端流量の測定結果について空間的に一定のばらつきが生じることを確認するとともに，時間変化についても流量が増加する領域，減少する領域，およびほとんど変化な生じない領域が存在し，それらを把握することが可能であることを確認した．ただし，流量分布の詳細については，一部明確に分離できていない領域があることから，実験装置の改良を予定している．
また，サーモグラフィによる可視化については，前年度に試みた発光粒子を追跡する方法より明確に流速分布を把握することが可能であることを確認したが，3次元模型と同様に流量分布の測定については分離が不十分であったことから実験装置の改良を予定している．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究の目的である不均一斜面における水みちの生成発展に関して，模型斜面を作成し概ね計画に沿った測定結果が得られることを確認することができた．また，下流端の流量分布の測定については，一部の測定結果が十分ではなかったが，実験装置の改良により今後有用なデータが得られると考えられる．また，斜面内浸透流の可視化については，赤外線サーモグラフィにより，少なくとも室内実験レベルでは不均一な斜面内の水みちの把握に適用可能と考えられる．

Strategy for Future Research Activity

当初の研究計画では，連続通水実験および断続通水実験を継続して実施することとなっており，令和5年度に得られた結果をさらに発展させることによって本研究の目的を達成可能であると考える．

Causes of Carryover

今年度については，概ね計画通りの執行であったが，前年度に予定していた模型実験に関する関する経費圧縮分により，一部次年度使用額が発生した．

使用計画：実験装置の改良として使用することを検討している．