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Analyzing and modeling for dynamic mechanism of tree failure caused by strong wind and rain

强风雨树木破坏动力机制分析与建模

基本信息

批准号：
20H03024
负责人：
上村佳奈
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Shinshu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

近年、大型台風などによる甚大な森林被害は国内外で毎年報告されている。しかし、森林内の立木がどのように破壊（倒伏や幹折れなど）されるのか、そのメカニズムは解明されていない。本研究では、立木の地上部複数箇所、根、根周辺の土壌の振動と変位、及び降雨・風速・風向を同時観測することで、立木が倒伏する動的メカニズムの解明とモデル化を目的とする。2020年11月に森林総合研究所千代田試験地（茨城県かすみがうら市）内のスギ５本を含んだプロットを設置し、観測を開始した。観測内容は、約150個のセンサーと観測機器を使って、樹幹および根のひずみ、土壌の移動、土壌の含水率、樹幹流、雨量、風向風速を常時計測している。2021年度も計測を継続している。2022年度は、長期観測のためにセンサーの一部が故障したが、修理をしながら観測は継続している。2022年12月には前年と同様に樹幹と根のひずみ値を回転モーメント等に変換するパラメタを取得するため、各対象木を８方向に引っ張る試験を実施した。本試験では、幹の高さ３mの位置に独自に開発した回転式ワイヤー設置具を取り付け、手動ウィンチでワイヤーを引っ張りながら、引っ張り力応力と幹の傾倒角度、幹及び根のひずみを計測した。その結果、水平根のなかにどの方向に力がかかったとしても反応する、基盤となる根が存在する可能性が示唆された。2023年2月には、信州大学において対面及びオンラインでの検討会を実施し、根の反応を含めた議論がなされ、2023年11月に根の形状を精査する必要を確認した。

In recent years, large-scale typhoon Nadana has caused damage to forests, and there are reports every year at home and abroad.しかし、The standing tree in the forest is a tree that has fallen downなど)されるのか、そのメカニズムは解明されていない. This study examines the vibration and vibration positions of the upper part of the standing tree, the root, the soil around the root, and the rainfall, wind speed, and wind speed. At the same time, the することで and the standing tree fell down, and the メカニズムの explained the とモデル化をpurpose とする. In November 2020, the installation and testing started at the Chiyoda Experimental Site of the Forestry Research Institute (Ibaraki Prefecture City). Check the content of the test, about 150 pieces of the test machine, the tree trunk and the root of the treeみ, soil movement, soil moisture content, tree trunk flow, rainfall, wind direction and wind speed are measured all the time. In 2021, it will be measured and measured. In 2022, the long-term inspection and repair work will be carried out. December 2022, the year before last, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the root of the tree, the tree root, etc. Change the するパラメタを to get the するため, each 対 resemble wood を８ direction に lead っ Zhang る trial 験を実 Shi した. This test is based on the height of 3m and the position of the machine is high and the position is independent.チでワイヤーを cited っ张りながら, cited っ张り力応力と干のtilt angle, 干和び根のひずみをmeasurement した.その result, horizontal root のなかにどのdirectional force がかかったとしてもreflection する, base plate となるroot がexistence するpossibility がINDUSTRY された. February 2023 The feedback is contained in the discussion, and the shape of the roots in November 2023 is necessary to confirm.