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MRIによる積雪内部での選択流の動態把握と数値予測手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K12860
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 自然災害科学・防災学
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

勝島 隆史  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (00611922)

研究分担者 安達 聖  国立研究開発法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究部門, 特別研究員 (80719146)
研究協力者 山口 悟  
熊倉 俊郎  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード水みち / フィンガー流 / 止水面 / MRI / X線µCT / インベーション・パーコレーション / X線μ-CT / インベーションパーコレーション / μ-CT / 雪氷災害 / 融雪期災害 / 積雪内部の選択流 / 融雪災害
研究成果の概要

融雪災害予測のキープロセスである積雪内部の選択流の形成過程の解明に挑戦した.本研究では,物体内部の水分分布を非破壊かつ3次元的に描写が可能なMRIに高速撮像手法を適用することで,これまで不可能であった選択流の形成を3次元で連続的に可視化することに成功した.これにより,選択流の直径は数mm程度で時間変化しないこと,水の供給の継続により選択流の本数が増加すること,鉛直方向に対する間隙径の微小な差異によって側方流が形成することが明らかになった.そして,浸透現象を間隙スケールで表現する数理モデルを新規開発し,MRIによる浸透実験の結果を概ね再現することに成功した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

積雪内部の選択流の物理過程を解明し,選択流の可視化技術,シミュレーション技術を開発したことは,積雪内部の浸透現象の理論と技術の両面において研究基盤の萌芽に成功したと考える.これらの理論と技術を更に発展・応用することで,これまで予測が困難であった春先の急激な融雪や積雪への降雨による湿雪雪崩,融雪洪水,地すべりなどの融雪災害の予測精度の向上が期待できる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] University of Saskatchewan(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] 乾雪への水の浸潤速度の測定と数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      勝島隆史、安達聖、山口悟、平島寛之、熊倉俊郎
    • 雑誌名

      雪氷

      巻: 79(6) ページ: 511-523

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 雪氷用MRIを用いた湿雪試料測定技術の現状と課題について2017

    • 著者名/発表者名
      安達聖、山口悟、尾関俊浩、巨瀬勝美
    • 雑誌名

      雪氷

      巻: 79(6) ページ: 497-509

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 積雪中における水分移動のモデル化の現状と課題2017

    • 著者名/発表者名
      平島寛行、勝島隆史
    • 雑誌名

      雪氷

      巻: 79(6) ページ: 483-495

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Observation of fingering flow and lateral flow development in layered dry snowpack by using MRI2019

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Katsushima, Satoru Adachi, Satoru Yamaguchi, Toshihiko Ozeki and Toshiro Kumakura
    • 学会等名
      International symposium on snow and avalanche in Niseko, Workshops on "Snow physics"、"blowing snow" and "avalanche"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] どの程度の積雪の微細構造の差異がキャピラリーバリヤーを形成しうるのか?2018

    • 著者名/発表者名
      勝島隆史、安達聖、山口悟、尾関俊浩、熊倉俊郎
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2018・札幌)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 雪氷用MRIによる積雪内部の選択流の可視化 その32018

    • 著者名/発表者名
      安達聖、勝島隆史、山口悟、尾関俊浩
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2018・札幌)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Observation of fingering flow and lateral flow development in layered dry snowpack by using MRI2018

    • 著者名/発表者名
      Takafumi Katsushima, Satoru Adachi, Satoru Yamaguchi, Toshihiko Ozeki and Toshiro Kumakura
    • 学会等名
      International Snow Science Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MRI を用いた乾雪中のフィンガー流の成長の観察2017

    • 著者名/発表者名
      勝島隆史、安達聖、山口悟、尾関俊浩、熊倉俊郎
    • 学会等名
      2017年度(公社)日本雪氷学会北信越支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 乾雪中における水みちの成長を捉える-フィンガー流は増えるけど、幅は広がらない-2017

    • 著者名/発表者名
      勝島隆史、安達聖、山口悟、尾関俊浩、熊倉俊郎
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2017・十日町)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 雪氷用MRIによる積雪内部の選択流の可視化 その22017

    • 著者名/発表者名
      安達聖、勝島隆史、山口悟、尾関俊浩
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2017・十日町)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 雪氷用X線CT装置を用いた湿雪試料中の水分分布の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      安達聖、勝島隆史、山口悟
    • 学会等名
      2017 年度(公社)日本雪氷学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] MRIの雪氷研究への応用 -乾雪内の水みちの可視化-2017

    • 著者名/発表者名
      安達聖、勝島隆史、山口悟、尾関俊浩
    • 学会等名
      第21回NMRマイクロイメージング研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ブライニクルの形成実験-MRIによる中空氷柱の内壁の観察-2017

    • 著者名/発表者名
      山田祐太、尾関俊浩、安達聖
    • 学会等名
      第21回NMRマイクロイメージング研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 乾いた雪への鉛直1次元浸透における浸潤速度の数値再現2016

    • 著者名/発表者名
      勝島隆史、安達聖、山口悟、平島寛行、熊倉俊郎
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2016・名古屋)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 雪氷用MRI による積雪内部の選択流の可視化2016

    • 著者名/発表者名
      安達聖、勝島隆史、山口悟、尾関俊浩
    • 学会等名
      雪氷研究大会(2016・名古屋)
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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