林野火災延焼地域内の風向・風速の推定と延焼拡大予測に関する研究

既に提案した火災時の風速推定式について、山焼きを利用した現地実験に適用し、式中のパラメータの表し方、定数値等の妥当性について検証を行った。風速推定式は、樹木の片面燃焼の(最大高-最小高)と(最大高/最小高)の積をH、樹木の直径をD、風速をU、空気の動粘性係数をνとすれば、H/D=A(U・D/ν)^Bと表される(A,Bは定数)。山口県秋吉台、福岡県平尾台の山焼きの際に、スギ丸太を実験杭として設置し、その片面燃焼痕から推定される風速と、風速計での実測値とを比較した結果、秋吉台での実測値の平均2.29m/sに対して推定値の平均は2.44m/sと近似し、平尾台においては実測値1.80m/sに対して推定風速値は1.83m/sと両者はほぼ等しく、この風速推定式が現地でも適用可能であることが検証された。次に、延焼拡大の予測をする場合に重要となる燃焼速度について、アメリカで提案された半理論式であるるRothermelの燃焼速度式について、日本で適用可能であるか否かを確かめるため、風洞を用いた燃焼実験を実施した。燃焼材料および風速を変化させた燃焼実験の結果、Rothermel式は実際の燃焼速度よりも過大な値を与えた。その原因について、非常に複雑なRothermel式そのものと実験結果を調べた結果、風速パラメータに関する部分に問題があることが判明したので、風洞実験結果を用いて、Rothermel式を修正した。この修正Rothermel式に、上記の風速推定式で求められた風速を代入し、秋吉台、平尾台での燃焼速度を計算すると実測値とよく一致することがわかった。以上のように、比較的小さな風速値の場合は、風速推定式、修正した燃焼速度式が適用可能であることが確認されたが、今後大きな風速値での検証が必要であり、さらに実際の延焼拡大予測に向けてのモデル作製が急がれる。

既に提案した火災時の風速推定式について、山焼きを利用した現地実験に適用し、式中のパラメータの表し方、定数値等の妥当性について検証を行った。風速推定式は、樹木の片面燃焼の(最大高-最小高)と(最大高/最小高)の積をH、樹木の直径をD、風速をU、空気の動粘性係数をνとすれば、H/D=A(U・D/ν)^Bと表される(A,Bは定数)。山口県秋吉台、福岡県平尾台の山焼きの際に、スギ丸太を実験杭として設置し、その片面燃焼痕から推定される風速と、風速計での実測値とを比較した結果、秋吉台での実測値の平均2.29m/sに対して推定値の平均は2.44m/sと近似し、平尾台においては実測値1.80m/sに対して推定風速値は1.83m/sと両者はほぼ等しく、この風速推定式が現地でも適用可能であることが検証された。次に、延焼拡大の予測をする場合に重要となる燃焼速度について、アメリカで提案された半理論式であるるRothermelの燃焼速度式について、日本で適用可能であるか否かを確かめるため、風洞を用いた燃焼実験を実施した。燃焼材料および風速を変化させた燃焼実験の結果、Rothermel式は実際の燃焼速度よりも過大な値を与えた。その原因について、非常に複雑なRothermel式そのものと実験結果を調べた結果、風速パラメータに関する部分に問題があることが判明したので、風洞実験結果を用いて、Rothermel式を修正した。この修正Rothermel式に、上記の風速推定式で求められた風速を代入し、秋吉台、平尾台での燃焼速度を計算すると実測値とよく一致することがわかった。以上のように、比較的小さな風速値の場合は、風速推定式、修正した燃焼速度式が適用可能であることが確認されたが、今後大きな風速値での検証が必要であり、さらに実際の延焼拡大予測に向けてのモデル作製が急がれる。