2015 Fiscal Year Annual Research Report
河川の流速の測定と土石流概念の導入による河川学習の転換
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23501035
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
林 慶一 甲南大学, 理工学部, 教授 (10340902)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2016-03-31
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| Keywords | 土石流 / 河床堆積物 / 流水作用 / 河川学習 / モデル実験 / IT教材 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
河川の侵食・運搬・堆積作用は，自然科学においても近年までほとんどが流水作用で理解されてきたため，科学教育においても河川作用は流水作用で説明されてきた．これに対して，近年の山間部でのライブカメラ等による観測で，河川の上流部における侵食・運搬・堆積は流水ではなく土石流による作用が主であることが明らかになってきた．そこで，本研究では土石流の概念を河川学習に導入する目的で，日本各地の河川の上流部での土石流の作用を調査し，それらを学習活動に組み込むための学習教材とモデル実験を開発し，実践により検証した．
当所の計画では現在の河川に残された土石流堆積物を認定することで土石流の作用を見積もることにしていたが，研究開始年度に偶然に紀伊半島で観測史上最大の豪雨によって大規模な土石流が観測史上最も多数発生したことを受けて，実際の土石流の状態を調査して土石流の役割を評価することとした．この調査により，土石流は発生域の地質によって生じる砕屑物の粒度組成が決まり，それが土石流の粘性を決め，その結果堆積の厚さや流下速度・流下距離を支配していることを見出した．そこで，この視点で地質・気候の異なる日本の地方ごとに河川上流部の調査を行い，土石流概念の導入には，流水作用のような画一的な概念ではなく，地質と河川に残留する旧土石流堆積物の違いに基づいて，多様な土石流のうちのいずれのタイプのものがそれぞれの河川で発生するかを理解させる教材を開発した．
この教材は，観察が難しい実際の土石流発生時の状況を，IT技術を用いて室内でくまなく観察し，土石流堆積物の粒度組成やその流下状況を把握する観察教材と，その場所の地質を反映した世界初の教室内でできる土石流モデル実験の開発からなる．最終年度にはこの教材を小・中・高の教員を対象に実施して評価してもらった．その結果，小中高のいずれにも導入可能で高い効果があると確認された．
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