分布型水土流出モデルの長期解析に基づく流木被害軽減のための森林管理手法の検討

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03957
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 堀田 紀文 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00323478)
• 研究分担者: ゴメス クリストファー 神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (20800577) ; 廣嶋 卓也 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (40302591) ; 甲斐田 直子 筑波大学, システム情報系, 准教授 (60456704) ; 鈴木 拓郎 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 (60535524) ; 加藤 顕 千葉大学, 大学院園芸学研究院, 准教授 (70543437) ; 早川 裕弌 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (70549443) ; 芳賀 弘和 鳥取大学, 農学部, 准教授 (90432161)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 流木災害 / 土石流 / 土壌浸食モデル / 土砂災害対策 / 防災意識

研究実績の概要

研究の取りまとめとして，流木の挙動や流域全体での土砂動態，森林管理や住民の防災意識に関して以下のような成果を得た．
胆振東部地震によって大量の斜面崩壊と流木の供給が生じた北海道厚真市の研究対象地において，災害直後の流木位置を空中写真等から明らかにしたうえで，土砂による埋没や洗堀などの影響を受けつつも，その後の出水イベントでほとんど位置を変えていないことを示した．そのうえで，確率雨量と掃流力を用いた検討から，今後も下流域への流出の危険性は低いことを明らかにした．
本研究では土壌侵食モデルを用いて流域における長期的な土砂動態の変化を表現することとしている．長期的な森林植生の変化が顕著であり，その間の観測データの蓄積がある東京大学生態水文研究所の白坂流域において，裸地の空間分布の変遷を含む各種の現地データを用いたGeoWEPPによる長期計算結果から，斜面部における土砂移動の連続性を担保することで，良好な再現性が得られることが明らかになった．また，河道区間での土砂移動が長期的な土砂流出に影響を及ぼすことが示された．すなわち，崩壊地からの土砂供給は，河道貯留量の形でパラメーターとして表現できることが可能である．
全国の森林を対象に，シナリオ検討の形で将来的な間伐材生産量の予測を行ったところ，大きな地域差を示すことが明らかになった．今後の未利用木材の需要増などを考慮したうえで，流木災害に対応した森林のゾーニングを行う際に，地域によって方針が変わり得ることを示唆する結果である．
防災施設が生活圏に存在する地域において，地域愛着と防災意識・行動の間に正の関係性が存在することを示した．住民参加による森林管理などを進めていくことで，流木災害においても効果的な避難行動を取ることができると考えられる．

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Generation and Subsequent Transport of Landslide-driven Large Woody Debris Induced by the 2018 Hokkaido Eastern Iburi Earthquake (2022)
  • 著者名/発表者名: Koi T, Hotta N, Tanaka Y and Katsura S
  • 雑誌名: Frontiers in Earth Science 巻: 9 ページ: 769061
  • DOI: 10.3389/feart.2021.769061
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 画像処理による自動解析を用いた堆積物の粒子トレーシング (2022)
  • 著者名/発表者名: 金井彩佳，ゴメス・クリストファー，篠原慶規，堀田紀文
  • 雑誌名: 砂防学会誌 巻: 74 ページ: 32-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of sampling design on landslide susceptibility modeling in lithologically heterogeneous areas (2022)
  • 著者名/発表者名: Dornik, A., Dragut, L., Oguchi, T., Hayakawa, Y., Micu, M.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 12 ページ: 2106
  • DOI: 10.1038/s41598-022-06257-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deformation source revealed from leveling survey in Jigokudani valley, Tateyama volcano, Japan (2022)
  • 著者名/発表者名: Hotta, K., Kusumoto, S., Takahashi, H., Hayakawa, Y.S.
  • 雑誌名: Earth, Planets and Space, 巻: 74 ページ: 32
  • DOI: 10.1186/s40623-022-01593-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 流木の土石流先端部集積過程を再現するための数値シミュレーション手法 (2022)
  • 著者名/発表者名: 鈴木拓郎
  • 雑誌名: 関東森林研究 巻: 73 ページ: 109-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] 河道内に滞留している流木 (2022)
  • 著者名/発表者名: 芳賀弘和
  • 雑誌名: 砂防学会誌 巻: 74 ページ: 54-59
• [雑誌論文] FIT制度における電源調達期間20年間を想定した都道府県別間伐材生産量のシミュレーション (2021)
  • 著者名/発表者名: 広嶋卓也・中島徹・鹿又秀聡・堀田紀文
  • 雑誌名: 日本森林学会誌 巻: 103 ページ: 409-415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Twenty-Five Years of Geomorphological Evolution in the Gokurakudani Gully (Unzen Volcano): Topography, Subsurface Geophysics and Sediment Analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Gomez C, Shinohara Y, Tsunetaka H, Hotta N, Bradak B, Sakai Y
  • 雑誌名: Geosciences 巻: 11 ページ: 457
  • DOI: 10.3390/geosciences11110457
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deposits' morphology of the 2018 Hokkaido Iburi-Tobu earthquake mass movements from LiDAR & aerial photographs (2021)
  • 著者名/発表者名: Gomez C, Hotta N
  • 雑誌名: Remote Sensing 巻: 13 ページ: 3421
  • DOI: 10.3390/rs13173421
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of changes in canopy interception on stream runoff response and recovery following clear-cutting of a Japanese coniferous forest in Fukuroyamasawa Experimental Watershed in Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Oda T, Egusa T, Ohte N, Hotta N, Tanaka N, Green MB, Suzuki M
  • 雑誌名: Hydrological Processes 巻: 35 ページ: e14177
  • DOI: 10.1002/hyp.14177
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] RTK-UAV 測量において3 次元モデルのDoming を低減する方法－GCP を使用せずにcm レベルの精度を実現する撮影・データ処理－ (2021)
  • 著者名/発表者名: 小花和宏之・早川裕弌・坂上清一
  • 雑誌名: システム農学 巻: 37 (2) ページ: 29-38
  • DOI: 10.14962/jass.37.2_29
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] i-Treeでの樹木測定項目を用いた森林火災の評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 加藤 顕・三浦朋恵・蝦名益仁・早川裕弌
  • 雑誌名: 日本緑化工学会誌 巻: 47 (1) ページ: 93-98
  • DOI: 10.7211/jjsrt.47.93
  • 査読あり
• [雑誌論文] 流れ橋が周辺住民の地域愛着と防災行動に与える影響：木津川上津屋橋を事例に (2021)
  • 著者名/発表者名: 唐津遼大郎・甲斐田直子
  • 雑誌名: 日本都市計画学会都市計画報告集 巻: 20 ページ: 227-232
  • 査読あり
• [学会発表] 森林の管理や状態変化が土砂流出に及ぼす影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 堀田紀文，裴靖，田中延亮
  • 学会等名: 第133回日本森林学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] 均一粒径土石流における流れの遷移：間隙水圧の測定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 酒井佑一，堀田紀文
  • 学会等名: 2021年度砂防学会研究発表会
• [学会発表] 微細土砂の液相化を考慮した数値計算は崩壊起因土石流の再現に有効か？ (2021)
  • 著者名/発表者名: 戸部潤一郎，堀田紀文，酒井佑一，西口幸希，内田太郎
  • 学会等名: 2021年度砂防学会研究発表会
• [学会発表] 大谷崩における土石流の流動形態と間隙水圧の関係 (2021)
  • 著者名/発表者名: 大屋俊祐・今泉文寿・堀田紀文・經隆 悠・早川裕弌
  • 学会等名: 2021年度砂防学会研究発表会
• [学会発表] Applications of terrestrial laser scanning and structure-from-motion photogrammetry for geomorphological change detections and recognition (2021)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S.
  • 学会等名: IAG Webinar East & Southeast Asia
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ground-Penetrating-Radar Investigation of drifted wood trapped in river-sand Laboratory Experiments (2021)
  • 著者名/発表者名: Gomez CA, Hotta N
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Spatiotemporal evaluation of weathering-induced depressions in sandstone blocks by terrestrial laser scanning (2021)
  • 著者名/発表者名: Hayakawa, Y.S., Aoki, H.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Changes in drainage basin characteristics following coseismic landslides by the 2018 Hokkaido Eastern Iburi Earthquake (2021)
  • 著者名/発表者名: Lo, T., Hayakawa, Y.S.
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] 2018年北海道胆振東部地震により表層崩壊が多発した流域における斜面および河道内の土砂移動 (2021)
  • 著者名/発表者名: 厚井高志，田中健貴，桂真也，堀田紀文
  • 学会等名: Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • 国際学会
• [学会発表] UAV-LiDARとUAVマルチスペクトルセンサを用いた地すべり活動の把握 (2021)
  • 著者名/発表者名: 野口絹子・笠井美青・早川裕弌・飯塚浩太郎・小口 高
  • 学会等名: 日本地形学連合秋季大会2021
• [学会発表] Changes in geomorphometric characteristics in a watershed after coseismic landslides: A case study in Eastern Iburi Region, Hokkaido (2021)
  • 著者名/発表者名: Tennyson Lap Wing LO, Yuichi S. HAYAKAWA, Yasutaka NAKATA, Masato HAYAMIZU
  • 学会等名: 日本地形学連合秋季大会2021
• [学会発表] Geomorphometric characterization of the middle Brahmaputra river basins (2021)
  • 著者名/発表者名: B. M. Refat FAISAL, Yuichi S. HAYAKAWA
  • 学会等名: 日本地形学連合秋季大会2021
• [学会発表] Effects of 3D Printed Terrain Models and VR Applications on Geography Education (2021)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Yamauchi, Takashi Oguchi, Yuichi S. Hayakawa, Takuro Ogura
  • 学会等名: 3rd GLP (Global Land Progamme) 2021 Asia Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Utilization of High-Definition Topographic Data for Developing Multi-Scale Spatial-Temporal Cognition of Local Environments (2021)
  • 著者名/発表者名: Ogura, T., Hayakawa, Y.S., Yamauchi, H., Tamura, Y., Aoki, T.
  • 学会等名: 3rd GLP (Global Land Progamme) 2021 Asia Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Morphological Changes and Drainage Network Development after Coseismic Landslides: A Case Study in Hokkaido Eastern Iburi Region (2021)
  • 著者名/発表者名: Lo, L.W.T., Hayakawa, Y.S., Nakata, Y., Hayamizu, M.
  • 学会等名: 3rd GLP (Global Land Progamme) 2021 Asia Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Study of morphological changes and fluvial network development in drainage basins following coseismic landslides in Atsuma, Eastern Iburi, Hokkaido (2021)
  • 著者名/発表者名: Lo, L.W.T., Hayakawa, Y.S.
  • 学会等名: 北海道地理学会2021春季大会