| 研究課題/領域番号 |
21K04316
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22060:土木環境システム関連
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| 研究機関 | 九州産業大学 |
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研究代表者 |
佐藤 辰郎 九州産業大学, 建築都市工学部, 准教授 (20711849)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 山地渓流 / UAV / Step-Pool / 平面2次元水理解析 / 淡水魚類 / 山地河川 / ステップ-プール構造 / 水位観測 / 木本 / 山附川 / 巨石 / 縦断水位観測 / 魚類群集 / 生物群集 / グリーンインフラ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
日本の国土の70%は山地であり，中山間地域に多くの山地河川が存在するが，治水と環境の両立した河川管理手法は確立されていない。平地河川と比較して，山地河川の研究は限られており，環境に配慮した山地河道の改修も数件程度に留まっているのが現状である。そこで本研究では，環境配慮型の河川改修手法が導入された山地河川，自然河川，人為の影響を受けて環境が劣化した河川を環境・治水の両観点で比較し，導入されたされた手法の効果と課題を明らかにすることを目的とする。その成果を基に，水理模型実験によって具体的な設計指針としてまとめ，環境機能と治水機能を両立させた山地河川改修手法の確立を目指す。
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| 研究実績の概要 |
今年度は，前年度に引き続き平成17年の台風被害後に山地河川における先進的な多自然川づくりが実施された宮崎県高千穂町の山附川にフォーカスし，詳細な現地調査と解析を実施田した。山附川にフォーカスした理由としては，2022年9月に台風14号が到来し，平成17年に河道が被災した際と同程度の大規模出水が発生したため，データが極めて限られている大規模出水前後の山地河道の変化状況をモニタリングできるからである。
2023年8月に山附川と参照河川である跡取川において，魚類調査と物理環境調査を実施した。その結果を2022年台風14号で被災する前の2021年の調査結果と統計的に比較することで，大規模出水によって生息する魚類が有意に減少したことを明らかにした。また，その要因として，出水による直接的な流出のほか，河床洗堀に伴って岩盤が露出する面積が増加したことが要因であることが示唆された。
また，2022年度出水前後で撮影したUAV（Unmanned aerial vehicles）空撮画像の分析によって明らかとなった巨石の移動状況について，河川管理への応用を視野に入れて，巨石の移動状況と水理条件を対応させることで，急流河川に存置された巨石の移動条件を明らかにした。具体的には，大規模出水に伴う巨石の移動観測結果と平面二次元水理解析で求めた出水時の水理条件から，移動条件を求めることを試みた。その結果，相対水深と巨石の存在形態（単体/非単体）が巨石の移動に有意に影響を与える変数であることが分かった。モデルの予測精度はあまり高いとは言えないが，相対水深と巨石の移動，また，巨石が単体で存在することの影響を定量化することができた。本研究の最終目標である環境機能と治水機能を両立させた山地河川改修手法に関する具体的な設計指針に繋がる研究成果が得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
今年度の調査によって，令和4年9月の台風14号によって研究対象である山附川の河道を大きく改変する大規模出水が発生し，その事後データとして魚類の生息状況と物理環境のデータが得られた。これによって山地河川における大規模出水前後の生物・物理環境データが揃い，我が国のみならず世界的にも貴重なデータが得られた。また，現地の詳細な水理データが得られたことで，今年度は再現性の高い詳細な水理モデルが構築することができた。巨石の移動と水理条件を定量的に結びつけることができたため，河川管理への提案に繋がる成果となった。以上のことから，当初の計画以上に研究が大きく進展したといえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
大規模出水前後の魚類と物理環境，水理条件に関する希少なデータが得られたため，今後も現地調査を継続し，大規模出水からの河道の変化・回復過程を追っていきたい。また，最終年度として，これまで得られた生物データや巨石と水理条件の関係性に関するデータをまとめ，今後の山地河川の管理や復旧に向けた指針づくりに提案していきたい。
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