土層および岩盤内の不均一な水移動を考慮した斜面崩壊発生予測に関する研究

考虑土层和基岩内不均匀水运动的边坡失稳发生预测研究

• 批准号: 01J02666
• 负责人: 内田 太郎
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J02666/
• 关键词: パイプ流; 斜面崩壊; 岩盤内地下水流動; 流域間比較; 斜面水文; 土壌間隙水圧

土壌パイプに関する研究として、以下の2点を行った。(1)パイプの発生・形成に関する室内実験(2)パイプ流観測結果の流域間比較(1)に関しては、人工斜面を用いて、地下浸食によるパイプの発生、発達プロセスに関する実験を行った。その結果、(1)砂質土では粘土分の多い土に比べて、選択的な流出経路が発生しにくいこと、(2)均質な土からはパイプが発生しにくいこと、(3)一旦、パイプが形成されるとパイプ発生の時間スケールと比べて極端に短い時間スケールでパイプが発達することがわかった。(2)に関しては、アメリカ合衆国オレゴン州立大学と共同で行った。その結果、(1)パイプ流の発生には、総降雨量が閾値となる降雨以上になることが必要で、降雨量-パイプ流量関係は非常に非線形性が強いこと、(2)パイプ流と斜面からの総流出量の関係は線形であることがわかり、以上の2点はパイプの形状、土層の物理性に依存しないことが分かった。岩盤地下水の流出機構に関する研究を滋賀県田上山地および岐阜県揖斐川源流域において行った。その結果、(1)岩盤からの湧水の流出特性は降雨に対して敏感に反応する応答と降雨から1日以上遅れて生じる応答が存在すること、(2)降雨に対して敏感に生じる応答に対する機構として、雨水の浸透(伝わり)による遅れ時間は、土壌層内の方が、岩盤内に比べて大きいことが分かった。しかしながら、オレゴン州立大学との共同研究の結果、岩盤地質によっては岩盤内の地下水移動は崩壊発生にほとんど寄与しないことが分かった。さらに、岩盤地下水の寄与の大きさを予測する上で、土壌内の水の平均滞留時間分布が有力な指標であると考えられた。

作为对土壤管道的研究，进行了以下两个点。 （1）关于管道产生和形成的室内实验（2）盆地（1）之间的管道流量观察结果比较，通过使用人工斜率进行地下侵蚀引起的管道发展过程进行了实验。结果，发现（1）在沙质土壤中，选择性流动路径的可能性少于大量粘土的土壤中，（2）管道可能来自均匀的土壤，而（3）管道在极短的时间尺度上与管道产生时间尺度相比，管道在极短的时间尺度上发育。关于（2），这是与美国俄勒冈州立大学合作进行的。结果，发现（1）总降雨量必须大于管流的阈值，并且降雨量的流量流量关系非常非线性，（2）管道流量与坡度的总径流之间的关系是线性的，并且以上两个点不取决于管道的形状或土壤层的物理特性的形状。在GIFU县的Ibi县的Tagami山脉和IBI河的源流域进行了对岩石地下水径流机制的研究。结果，发现（1）（1）基岩中春水的径流特征是（1）一种对降雨敏感的响应，对降雨的敏感性和反应比降雨晚，而（2）作为对降雨敏感的机制，对降雨敏感，由于雨水渗透而引起的延迟时间（转移）在土壤层中比床上块更大。但是，与俄勒冈州立大学的一项联合研究发现，基岩内的地下水运动对崩溃的发生，具体取决于基岩地质。此外，在预测岩石地下水的贡献幅度时，土壤中水的平均停留时间分布被认为是一个有力的指标。

项目成果

内田太郎, 小杉賢一朗, 水山高久: "谷頭凹地におけるパイプ流の流出機構の検討-京都大学芦生演習林内トヒノ谷流域におけるパイプ流量、水温、土壌間隙水圧の観測-"地形. 23・4. 627-646 (2002)

内田太郎、小杉健一郎、水山隆久：“谷头洼地管流流出机制研究——京都大学足尾实验林东日野谷盆地管流流速、水温和土壤孔隙水压力的观测” ——《地貌学》. 23・4. 627 -646 (2002)

Uchida, T., Y.Asano, N.Ohte, T.Mizuayma: "Analysis of flowpath dynamics at a steep unchanneled hollow in the Tanakami Mountains of Japan"Hydrological Proccsses. 17(1). 417-430 (2003)

Uchida, T.、Y.Asano、N.Ohte、T.Mizuayma：“日本田上山脉陡峭无通道凹陷处的流路动力学分析”水文过程。

Uchida, T., Y.Asano, N.Ohte, T.Mizuyama: "Seepage area and rate of bedrock groundwater discharge at a granitic unchanneled hillslope"Water Resources Research. 37・1. 10.1029/2002WR001298 (2003)

内田，T.，Y.Asano，N.Ohte，T.Mizuyama：“花岗岩无通道山坡的基岩地下水排放率”水资源研究37・1（2003）。

内田太郎, 水山高久: "パイプ流が斜面の安全率の変化に及ぼす影響に関する数値計算を用いた考察"砂防学会誌. 55・2. 14-23 (2002)

内田太郎、水山隆久：“管流对斜坡安全系数变化影响的数值计算”，日本侵蚀控制学会杂志 55・2（2002 年）。

Uchida, T., K.Kosugi, T.Mizuyama: "Effcts of pipeflow and bedrock groundwater on runoff generation at a steep headwater catchment, Ashiu, central Japan"Water Resources Research. 36・7. 10.1029/2001WR000773 (2002)

Uchida, T., K.Kosugi, T.Mizuyama：“日本中部芦保陡峭源头集水区管流和基岩地下水对径流产生的影响”水资源研究 10.1029/2001WR000773 (2002)。