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2013 Fiscal Year Research-status Report

河川の流速の測定と土石流概念の導入による河川学習の転換

Research Project

Project/Area Number 23501035
Research InstitutionKonan University

Principal Investigator

林 慶一  甲南大学, 理工学部, 教授 (10340902)

Keywords土石流 / 斜面崩壊 / 地滑り / 流水作用 / 河床堆積物 / 河川学習
Research Abstract

本研究の目的は,河川における流水の作用を流速測定に基づいて明らかにするとともに,中・上流部において土石流の果たす役割の大きさを評価することにある.そのため,河川横断面内の流速分布とその時間的・季節的変動を調査し,室内実験を行うとともに,河床堆積物に残された土石流の記録を読み取る方法で研究を始めた。
ところが研究を始めてまもなくの平成23年9月に台風12号が紀伊半島を襲い,日本の観測史上最大の連続雨量をもたらし,明治22年の“十津川水害”以来120年ぶりの大規模な山地斜面崩壊とそれに伴う地滑り・土石流を多数発生させ,大量の堆積物を河川上流部の河床に供給した。本研究の主目的の一つである土石流の役割の評価において,類似気象条件下での多数の斜面崩壊と土砂移動を初期状態で観察・調査できるという研究史上例のない状況が偶然出現したため,当初の計画を変更して流速測定よりも土石流の調査により重点を置いて研究を進めた。
また,同じ紀伊半島では平成16年にも台風による豪雨で大規模な斜面崩壊と土石流が三重県南部を中心に多数発生しており,そのうち復旧工事が行われていない河川では,発生後の9年間にわたる流水作用による堆積物の変化を,直接的に追跡できることがわかった。当初計画していた流速調査と室内実験はもともとこのような直接調査できないために採用した間接的な研究方法であったので,計画・方法を変更してこれらの場所でほぼ初期状態のまま保存されている斜面崩壊と土石流の部分と,流水作用による堆積物の選択的運搬を受けて粒径分布と河床微地形に生じた変化を調べた。
その結果,まず細粒堆積物の選択的運搬により巨礫が残留して,次に上流からの細粒砕屑物の供給によりこれらの一部の巨礫が滑動・変位して,やがて安定的な上流部の河床堆積物の分布を形成することが明らかとなった。これらの成果は日本地学教育学会・日本科学教育学会等で発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

偶然ではあるが,本研究の開始と共に観測史上初めてと言える多数の斜面崩壊・地滑り・土石流の同時発生が起こり,地質による崩壊様式・砕屑物の流下を直接調査する機会が発生した。最初の計画では,このような野外環境が存在せず調査が不可能であることから,現在の河床堆積物に残された過去の土石流堆積物を研究対象としていた。流速測定は,それにより流水作用による砕屑物を判定し,河床堆積物からこれらを除外することで土石流堆積物を間接的に推定しようとするものであった。しかし,斜面崩壊・地滑り・土石流の初期状態とその後の流水作用による河床堆積物の変化を,直接追跡して河川の変化を明らかにできつつあるという意味で大きく進展したと言える。
しかし,この部分に研究の中心を移したことで,地質・気候の違いによる河川作用や土石流の作用の多様性の調査は,主として今後の課題とせざるを得なくなったという意味では遅れていると言える。また,上記の紀伊半島で発生した土石流は50箇所以上と数が非常に多く,未だ調査できていないところもあるので,今後も調査を継続する必要がある。このような現状から,本研究自体は1年の延長を考えなければならない状況である。この意味では,遅れていると言うことになる。

Strategy for Future Research Activity

これまでの調査で紀伊半島での平成23年台風12号による斜面崩壊とそれに続く土石流によって河床に到達した堆積物の初期状態をほぼ知ることができたが,未調査地点について補充的調査を行う。また,三重県南部には平成16年の豪雨による斜面崩壊とそれに続く土石流の堆積物が流水作用によって経年変化する過程を追跡できる場所が数カ所見つかったので,これを詳細に研究する。これに伴い,流水作用による堆積物の変化調査については,日本各地の地質・降雨条件ごと調査を各地域1河川に圧縮して実施する。また,土石流概念を導入した河川学習の実践を行う。
具体的には,①紀伊半島での平成23年の大規模斜面崩壊で河川に流入した土砂のその後の選択的運搬と量的変化などの野外調査を行うとともに,三重県南部での平成16年の斜面崩壊時の堆積物の流水作用による経年変化を,最高精度の個別粒子単位での移動・変位レベルで追跡する。②本州太平洋側の新生代褶曲堆積岩類からなる多雨地域,瀬戸内区の中生代花崗岩類からなる少雨地域,日本海側の古期岩類からなる融雪増水期のある地域,関東地方の新生代後期の水平に近い堆積岩類の上を長距離にわたって流れる下流の長い河川が卓越する地域,北海道の梅雨期のない寒冷気候下での広大な平原を流れる河川の流域について,流速と河床堆積物・地形を調査する。③流速と運搬粒子の関係を検証する実験用人工水路を製作し,野外で測定された実流速で運搬される粒子の最大粒径を確認する実験を行う。④これらの成果に基づき,土石流概念を導入した,新しい河川観に基づく教育内容・方法を考案し,実践して評価・改善する。
これらのうち,②と④については,上記のように紀伊半島での土石流の調査量が大きく増加したため,本研究を平成27年度まで1年延長して実施する予定である。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成25年度の経費は,①紀伊半島での大規模斜面崩壊で河川に流入した土砂がその後の流水による選択的運搬によって河床でどのように分布を変化させていくか調査するための旅費,②太平洋側の主要河川の流速調査を行うための旅費,③崩壊土砂の移動のモデル実験を行うための装置の購入費として使用することとしていた。しかし,①の調査を実際に行なっていく過程で,土石流の多様性が明確になり,発生した土石流を網羅的に詳細な調査をしなければならないことが明らかとなった。この調査量の増加により,土石流調査の成果を反映させて行う②および③については大部分を平成26年度または1年延長して平成27年度に行うこととした。このため約122万円の次年度使用額が出た。
上記の次年度使用額は,次年度交付の50万円と併せて,①紀伊半島での平成23年の大規模斜面崩壊で河川に流入した土砂がその後の流水による選択的運搬によって河床でどのように分布を変化させていくかを調査,また三重県南部での平成16年の大規模斜面崩壊時の堆積物の流水作用による経年変化を,最高精度の個別粒子単位での移動・変位を追跡調査するための旅費,また②日本各地の地質と降雨条件の異なる地域での河川の流速・堆積物調査をするための旅費,さらに③崩壊土砂の移動のモデル実験を行うための装置の購入費,④それを用いた教育実践を行うための経費として使用する予定である。

  • Research Products

    (3 results)

All 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] First report of the ichonogenus Magnoavipes form China: New discovery from the Lower Cretaceous inter-mountain basin of Shangzhou, Shaanxi Province, Central China2014

    • Author(s)
      Matsukawa, M, Lockley, M. G., Hayashi, K., Koarai, K., Chen, P., Zhang, H.
    • Journal Title

      Cretaceous Research

      Volume: 47 Pages: 131-139

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 河川の堆積物と周辺地型の学修への斜面崩壊と土石流の作用の導入2013

    • Author(s)
      林 慶一
    • Journal Title

      日本科学教育学会年会論文集

      Volume: 37 Pages: 426-427

  • [Presentation] 河川学習に流速測定と斜面崩壊概念を導入した教員免許更新講習プログラムの開発2013

    • Author(s)
      林 慶一,山下浩之
    • Organizer
      日本地学教育学会
    • Place of Presentation
      大阪教育大学天王寺キャンパス
    • Year and Date
      20130817-20130818

URL: 

Published: 2015-05-28  

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