山地渓流の縦断形状 形成とそれに伴う土砂の移動に関する研究

1987 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62560147
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 駒村 富士弥 三重大学, 生物資源学部(農学部), 教授 (30024540)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 本多 潔 三重大学, 生物資源学部(農学部), 助手 (40181549) ; 林 拙郎 三重大学, 生物資源学部(農学部), 助教授 (50024584)
• Keywords: 渓床縦断形状 / 斜面発達モデル / 砂防ダムの堆砂 / 地形学 / 土砂水理学

Research Abstract

斜面上における砂礫粒子の移動に関する遷移確率から, 拡散方程式型の斜面発達モデルαt/αt=a(α^2h/αt^2)-b(αh/αt)を導き, その解によって渓床縦断形状および砂防ダム堆砂面形状の両方が表現されることを示した. また, 渓床縦断形状の形成を説明するのに, 従来礫径の変化を基準にしたSternbergの法則が適用されていたのに対し, 渓床上の砂礫粒子の移動に関する遷移確率をもとに導かれた斜面発達モデルを解いて得られた曲線形が, 現実の渓床縦断曲線およびSternbergの法則をもとに導かれた渓床縦断曲線に一致することから, 砂礫の粒径変化が判別できるほど距離の長くない山地小渓流の渓床縦断形状の形成過程を説明するのにはSternbergの法則よりも斜面発達の理論を適用した方が適切であるとの考え方を示した.
さらに, 渓床縦断形状の形成という地形学上の事象と比較的短い時間内におこる砂防ダムの堆砂面形状の変動という土砂水理学上の事象の両者におけ空間的スケールや時間的オーダーの相異は, 斜面発達モデルのパラメーターa,bのちがいによって説明されることを示した. すなわち, aの値が10^1〜10^2(in^2/year), bの値が10^<-1>〜10^<-2>(1/year)程度の場合には渓床縦断形状の形成のような小地形の形成過程が説明され, aの値が10^6〜10^7でbの値が10^2〜10^4程度の場合は砂防ダム堆砂面形状の変動のような微地形の変動過程が説明された.
以上を総合して, 渓流における土砂の移動を表現するために導かれた斜面発達モデルの適用にあたって, 地形学的にアプローチした場合には渓床縦断形状の形成過程が説明され, 土砂水理学的にアプローチした場合には砂防ダム堆砂面形状の変動過程が説明できるという結果を得た.