| 研究課題/領域番号 |
22K04330
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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22040:水工学関連
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
加藤 茂 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40303911)
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| 研究分担者 |
仁木 将人 東海大学, 海洋学部, 教授 (30408033)
岡辺 拓巳 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (50464160)
松田 達也 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50736353)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022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 | 土砂移動 / 砂漣 / 地形変化 / 浮遊砂 / 現地観測 / UAV / 潮位変化 / 数値計算 / 土砂移動ベクトル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
適切な沿岸浅水域の管理を実現するために，現地調査と数値計算を併用した定量的な土砂移動量・方向（土砂移動ベクトル）の推定・評価方法の構築を目指す．
本研究では，1) 多地点における小領域（1m四方程度）での詳細な土砂移動ベクトル調査・解析（ミクロスケールでの現象解析），2) 対象領域（干潟）全体での地形変化の把握（マクロスケールでの全体像把握），3) 対象スケールと計測項目の異なる調査結果（1，2）の土砂動態把握における互換性の解明，4) 数値計算と現地調査を結合・相互補完した土砂移動ベクトル推定とその精度，妥当性の検証，を行う．
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| 研究実績の概要 |
今年度は，引き続き地形計測を実施し，地形変化分析のための情報を蓄積するとともに，小領域における土砂移動観測を実施し土砂移動ベクトル（方向と量）の推定，干潟域全体での土砂移動状況の把握を目標とした．
干潟域での地形計測では，UAVとRTK-GNSSを用いた地形計測を複数回実施し，地形情報の蓄積および昨年度の地形情報との比較により，地形変化の傾向を分析した．その結果，昨年度同様に干潟西側の緩勾配化が進んでいることが確認された．また，空撮画像から作成したオルソ画像を用いた干潟上での砂漣の形成状況を分析したところ，砂漣の方向分布（砂漣の波峰線に垂直な方向の分布）はほぼ変化がないものの，明確な2次元砂漣（波峰線が直線状に連続する砂漣）が確認できる範囲は狭まっていることが確認できた．一方，オルソ画像を用いた画像解析では明確な方向検出が困難な3次元砂漣（波峰線）の範囲が広がっていることも確認できた．採取した表層砂サンプルのふるい分析結果からは，土砂粒径の空間分布も確認でき，粒度変化（土砂移動）が砂漣形成範囲の変化，更には地形変化に影響していることが示唆された．
小領域における土砂移動観測においては，波・流れの海象条件計測に加えて濁度計測も実施し，浮遊砂発生量とその輸送方向の推定を行った．水中カメラによる微小地形（砂漣形状）変化と照合することで，地形変化と土砂移動方向の関係について分析を行った．ただし，濁度から浮遊砂量の推定に関しては過去の実験結果を用いたため，現地での浮遊砂量推定には現地サンプルを用いた推定方法の検討が必要であることが確認された．
数値計算による流動場の再現計算については，干潟周辺海域を含めた流動場の計算を試み，観測結果の傾向は再現できることを確認した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
小領域での土砂移動・地形変化に関する現地調査，干潟全体の地形変化調査は計画通り実施でき，土砂移動・地形変化の実態把握と詳細分析のためのデータ蓄積も実施できている．また，新たに海底面近傍での濁度計測を流速計測と同時に実施したことで，土砂移動量とその方向の推定に関してもデータ分析を進めることができた．ただし，数値モデルを用いた流動場の再現計算に関しては，観測結果との詳細な比較を行ったところ十分な再現精度を得ることができておらず，土砂移動ベクトルの推定を行うまでには至らなかった．計算領域の大きさと開境界条件（側方境界条件）の設定が不十分であることが原因であると考えられ，仮想領域を接続することで再現精度の向上を目指している．精度の向上が確認でき次第，土砂移動追跡の計算を実施する予定である．
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| 今後の研究の推進方策 |
蓄積した現地調査データの分析を進め，小領域における土砂移動量の定量的推定を行うとともに，地形変化との関係を明らかにする．流動場の再現精度向上と土砂移動追跡を行い，現地観測結果による土砂移動方向の分析結果と比較することで，土砂移動計算の妥当性を検討する．さらには，干潟全域での土砂移動計算（粒子移動追跡）を行い，本研究課題の目的である干潟上での土砂移動ベクトル（移動経路）の推定を行う．それにより，研究対象フィールドでの土砂移動の全容把握と，気候変動等による海水面上昇が生じた場合の土砂環境の変化，その場合の干潟地形の管理方法の検討を行う．
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