中国大陸東北部における雪氷災害特性とその防止策に関する共同研究

• 研究課題/領域番号: 04045055
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 大学協力
• 研究機関: 長岡工業高等専門学校
• 研究代表者: 佐藤 和秀 長岡工業高等専門学校, 土木工学科, 教授 (80113398)
• 研究分担者: 孔 幼眉 黒龍江水利専科学校, 副教授 ; 王 喜栄 黒龍江水利専科学校, 副教授 ; ぱん 国良 黒龍江水利専科学校, 副教授 ; 趙 玉友 黒龍江水利専科学校, 副教授 ; 李 山 黒龍江水利専科学校, 教授 ; 荒木 信夫 長岡高等専門学校, 土木工学科, 助教授 (30193072) ; 佐藤 國雄 長岡高等専門学校, 土木工学科, 助教授 (70042778) ; 山口 肇 長岡高等専門学校, 土木工学科, 教授 (00042747) ; KONG Youmei Heilongjiang Hydraulic Engineering College, Asst.Professor ; WANG Xirong Heilonggiang Hydraulic Engineering College, Asst.Professor ; PANG Guoliang Heilongjiang Hydraulic Engineering College, Asst.Professor ; ZHAO Yuyou Heilongjiang Hydraulic Engineering college, Asst.Professor ; JI Shan Heilongjiang Hydraulic Engineering College, Professor ; 季 山 黒龍江水利専科学校, 副教授 ; 〓 国良 黒龍江水利専科学校, 副教授 ; 北村 直樹 長岡高専, 土木工学科, 教授 (30042766)
• 研究期間 (年度): 1992 – 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円); 1994年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 1993年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 1992年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: 中国 / 黒龍江省 / 雪氷災害 / 涎流氷 / 凍土 / 吹きだまり / 酸性雪(雨) / しもざらめ雪 / 酸性雪 / 凍上・凍害 / 大陸性地ふぶき

研究概要

中国大陸東北部は水循環、大気循環の立場からも日本への大きな影響を有している。中国内においては経済発展に伴う種々の雪氷災害が問題となっている。このような状況の下に日本と中国の共同研究を企画し、中国東北部の雪氷災害に関しての本研究を実施した。本研究による成果の概要は以下の通りである。
1.黒龍江省の地勢と気候特性
黒龍江省の西北部と北部および東南部に山地があり、広大な松嫩平原と三江平原を有している。黒龍江省は季節凍土と多年凍土が存在し、冬は長くて寒く夏は短い。1月の平均気温は省内の北西から南東にかけて-30℃から-18℃で、7月の平均気温は+18℃から+22℃である。降水時期は夏期に集中し、冬期の降水量は少ない。
三江平原北西部の宝泉嶺国営農場に無人気象観測装置を設置し、気温、地温、日射量、風向、風速等の測定を行った。1992年冬期の気温はかなり規則正しい日変化を示し、最低気温-36℃を記録した。そのスペクトル解析は1日と1〜2週間の卓越周期を示した。1〜2週間の卓越周期は日本でもみられた、シベリア高気圧の勢力に影響した季節風の変動に対応するものと考えられる。
総距離2000km以上のルートで測定した積雪深分布の単純平均値は約17cmであった(1994年2月の例)。雪質は新雪、クラストで汚れた堅いしもざらめ層、発達した骸晶上のしもざらめ層に区分できた。調査ルート上の積雪は概ね似た構造であったことから黒龍江省の降雪時期と冬期の気象-積雪環境を推定できた。日本と比べ、著しい寡雪で寒冷気候が特徴である。
2.雪氷、低温災害特性
(1)涎流氷:山地部で湧水が冬期の寒期によって凍結し、氷丘となって発達する。この現象を中国では涎流氷と呼んでいる。これが道路上まで発達して各地で交通障害をもたらしている。本研究でも黒龍江に近い山地部に観測され、幾つかの涎流氷について調査を行った。崖際に発達するもの、平坦地であるが泉や河川などに関連して発達するものなど、場所と発達条件によって幾つかの種類に分類できた。防止対策については、大がかりな対策工法でほとんど解決できると思われるが、中国における雇用等の問題を考えると同時に安価な対策方法をとる必要性を提案した。また防壁などの素材として日本のトンネルなどに使用されている新素材の利用も提案した。
(2)地ふぶきと吹きだまり:日本に比べ積雪量は非常に少なく、地ふぶきによる吹きだまりから生じる道路交通障害、及び吹きだまりによる春の畑の耕作の遅れなどが問題となっている。道路地形や並木と吹きだまりの形態の関係を調査した。並木と道路間の距離、道路の高さ、風向を考えた並木の位置などを考慮すれば、かなりの対策となる。また農場地における防風林と風速分布および吹きだまりの関係を測定調査した。本研究の期間では短かすぎ、防風林の構造と適正配置の結論を出せなかった。今後、観測例をふやし継続する必要がある。
(3)道路および構造物の凍結特性:哈尓濱から中国国境に至る数カ所で道路および構造物の凍結調査を実施し、橋脚の凍上や建築物のクラック、ダム取水塔コンクリートの劣化が観測された。しかし寒冷地における凍害対策はかなり進んでおり、財政的問題を除けば、基礎の設計や地盤改良技術、コンクリートの配合設計などの技術的問題はかなりクリアされている。
(4)酸性雪(雨):黒龍江省の各地で採取した降積雪の化学分析を行った。
1994年の例では総サンプル数44のpH単純平均値は61、同時期の長岡のそれは4.7であった。またCa^<2+>とMg^<2+>の含有率が非常に高かった。この地域のアルカリ性の土壌が強風で舞い上がり降積雪中に取り込まれたこと、冬期暖房の主役の石炭の燃焼による灰などの比重の重い煤煙が発生源近くに落下し、アルカリ性を強めたことが推定された。同時に石炭の燃焼によって発生する揮発性の硫黄酸化物などの微粒子は大気中に拡散し長距離輸送され日本にも飛来するものと推定される。今後も国境を越えた共同研究が必要である。
その他、凍土地帯のメタン濃度、融雪水の地中浸透と水質変動などに関して多くの知見が得られた。3年間の最後の年である本年度は、共同観測研究結果について日本でシンポジウムを開催し、成果報告書を刊行した。

研究成果

• [文献書誌] 佐藤和秀 他4名: "中国黒龍江省の雪氷概況" 1994年日本雪氷学会全国大会講演予稿集. 142 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐藤和秀: "中国黒龍江省の雪氷・低温に関する共同研究概要" 長岡高専 研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 荒木信夫、佐藤和秀、山口肇、佐藤國雄、〓国良: "中国東北部における土壌からのメタン放散量について" 長岡高専 研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐藤和秀、佐藤國雄、山口肇、荒木信夫、〓国良、孔幼眉: "中国黒龍江省の積雪概況(1993年2月の例)" 長岡高専 研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 佐藤國雄、佐藤和秀、山口肇、荒木信夫、〓国良: "中国東北部におけるコンクリート構造物および建築物の凍害調査" 長岡高専 研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 山口肇、佐藤和秀、佐藤國雄、荒木信夫、〓国良、王寛厚: "1992〜1993年冬期における中国東北部宝泉嶺の気温および地温のスペクトル特性について" 長岡高専 研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] KONG Youmei,PANG Guoliang,CHEN Shuzhe,WANG Xuanbo,WANG Xiaoki,XU Zhongxian,Kazuhide SATOW,Hajime YAMAGUCHI,Kunio SATO and Nobuo ARAKI: "Measur ements of the snow storm related to the forest shelter in the far mland" 長岡高専研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] KONG Youmei,PANG Guoliang,WANG Kuanho,WANG Baoting,HUN Zhibin,TANG Zhishan,Kazuhide SATOW,Hajime YAMAGUCHI,Kunio SATO and Nobuo ARAKI: "A study on prevention of the damage by blizzard,with the forest shelter in the farmland" 長岡高専研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] WANG Xirong and BAI Changli: "Detection of the frost heave amount of soil in seasonally frozen ground in Heilongjiang" 長岡高専研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] PANG Guoliang,KONG Youmei,DUAN Lizhong,CHEN Mingli,ZHAO Ziyuan,RER Guochun,Zhao Zongru,Kazuhide SATOW,Hajime YAMAGUCHI,Kunio,SATO and Nobuo ARAKI: "Discussion on the damages on extrudedice and its prevention" 長岡高専研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] ZHAO Yuyou,YANG Shuhua,GENG Hongjing,YU Wenzhu,DI Junking and AI Xiaoyan: "A preliminary study on the influence of precipitation on the quality of phreatic water in Qiqihar City" 長岡高専研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] WANG Xirong,ZHENG Deging and WANG Hongxing: "The relation among acid precipitation,meteor ological elements and weather conditions" 長岡高専研究紀要. 31巻1号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] JI Shan,ZHANG Dewei and SONG Wensheng: "The preliminary study of snow deposit and snowmeltrunoff in Heilongjiang province" 長岡高専研究紀要. 31巻2号. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kazuhide SATOW,Hajime YAMAGUCHI,Kunio SATO,Nobuo ARAKI,PANG Guoliang and KONG Youmei: "Outline of snow and ice conditions in Heilongjiang province, China" Proceeding of Kanazawa Conference of the Japanese Society of Snow and Ice. 142 (1994)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kazuhide, SATOW: "Outline of a joint study on snow and low temperature conditions in the region of Heilongjiang Province, China" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34.No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nobuo ARAKI,Kazuhide SATOW,Hajime YAMAGUCHI,Kunio SATO and PANG Guoliang: "Overview of methane emmisions from soils in northeastern part of China" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kazuhide SATOW,Kunio SATO,Hajime YAMAGUCHI,Nobuo ARAKI,PANG Guoliang and KONG Youmei: "Snow conditions in Heilongjiang Province, China(in February 1993)" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kunio SATO,Kazuhide SATOW,Hajime YAMAGUCHI,Nobuo ARAKI,PANG Guoliang: "A survey of damages of frost on concrete constructions and building in the mortheastern part of China" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hajime YAMAGUCHI,Kazuhide SATOW,Kunio SATO,Nobuo ARAKI,PANG Guoliang and WANG Kuanhou: "Spectral characteristics of air and ground temperatures at Baoquanling, Heilongjiang Province, China, in winter season of 1992-1993" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] KONG Youmei, PANG Guoliang, CHEN Shuzhe, WANG Xuanbo, WANG Xiaokai, XU Zhongxian, Kazuhide SATOW,Hajime YAMAGUCHI,Kunio SATO,and Nobuo ARAKI: "Measurements of the snow storm related to the forest shelter in the farmland" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] KONG Youmei, PANG Guoliang, WANG Baoting, HUN Zhibin, TANG Zhishan, KazuhiKuanho, WANG de SATOW,Hajime YAMAGUCHI,Kunio SATO,and Nobuo ARAKI: "A study on prevention of the damage by blizzard, with the forest shelter in the farmland" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] WANG Xirong and BAI Changli: "Detection of the frost heave amount of soil in seasonally frozen ground in Heilongjiang" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] PANG Guoliang, KONG Youmei, DUAN Lizhong, CHEN Mingli, ZHAO Ziyuan, RER Guochun, Zhao Zongru, Kazuhide SATOW,Hajime YAMAGUCHI,Kunio SATO,and Nobuo ARAKI: "Discussion on the damages on extruded ice and its prevention" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] ZHAO Yuyou, YANG Shuhua, GENG Hongjing, YU Wenzhu, DI Junking and AI Xiaoyan: "A preliminary study on the influence of precipitation on the quality of phreatic water in Qi qihar City" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] WANG Xirong, ZHENG Deging and WANG Hongxing: "The relation among acid precipitation, meteorological elements and weather conditions" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.1. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] JI Shan, ZHANG Dewei and SONG Wensheng: "The preliminary study of snow deposit and snowmelt runoff in Heilongjiang province" Reseach Reports of Nagaoka College of Technology. 34, No.2. (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] 佐藤和秀: "中国大陸東北部の雪氷災害の特徴" 長岡高専研究紀要. (予定).
• [文献書誌] 佐藤和秀・王喜栄: "中国ハルビン市の酸性雨の観測" 長岡高専研究紀要. (予定).
• [文献書誌] 佐藤和秀・季山: "中国大陸東北部の気候変動" 長岡高専研究紀要. (予定).
• [文献書誌] 山口肇: "中国大陸東北部の気象特性" 長岡高専研究紀要. (予定).
• [文献書誌] 佐藤國雄: "中国大陸東北部のコンクリート構造物の凍害" 長岡高専研究紀要. (予定).
• [文献書誌] 佐藤 和秀: "中国大陸東北部の気象条件" 長岡高専 研究紀要.
• [文献書誌] 佐藤 和秀: "中国大陸東北部の積雪特性" 長岡高専 研究紀要.
• [文献書誌] 佐藤 和秀: "中国大陸東北部の酸性雪" 長岡高専 研究紀要.
• [文献書誌] 山口 肇: "中国大陸東北部の気候変動" 長岡高専 研究紀要.
• [文献書誌] 佐藤 國雄: "中国大陸東北部の橋梁の凍上災害" 長岡高専 研究紀要.
• [文献書誌] 荒木 信夫: "中国大陸東北部凍土地帯のメタン濃度" 長岡高専 研究紀要.