森林の存在が斜面水文挙動と表層崩壊に及ぼす影響

森林存在对斜坡水文行为和地表破坏的影响

• 批准号: 10F00215
• 负责人: 田村 圭司
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Public Works Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10F00215/
• 关键词: 森林水文; 三次元; 雨水浸透; 基岩面飽和帯; 数値計算

雨水の浸透過程は鉛直や側方に移動するとは限らなく,斜面物理特性によって三次元的に土層内に移動することが知られている。従って,斜面崩壊予測を向上するために,流域スケールの水文・地形特性を取り組んだ斜面水文・安定評価の物理モデルの構築が期待されている。以上を背景として,本研究では斜面水文・崩壊観測ならびに数値シミュレーションを行うことで,森林の存在が斜面水文挙動と表層崩壊に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。対象流域は,広島市街地から西方約11kmに位置する荒谷川流域の支渓で行った。1999年6月には,総雨量417mm,最大時間雨量63mmの豪雨により,荒谷川で土石流が発生し,対象流域の右岸側斜面において表層崩壊が4つ発生した。数値シミュレーションは,有限要素法により三次元のRichards式の数値解を求めた。対象斜面の地表面地形,土層厚,基岩面地形などの実測情報に基づき,三次元の要素分割を行った。数値計算と実際の崩壊位置と比較したことで,以下の結果が得られた。1).これまで報告されていない流域スケールの三次元雨水浸透計算を試行し,数値解を厳密に求め,飽和・不飽和の浸透流解析が良好に実行できた。2).計算領域では,谷筋の上流から下流までは局所的な飽和帯が計算され,崩壊地位置と良く対応した。このため,現地の実測情報に基づいた三次元の浸透計算を実施することにより,飽和帯の発生しやすい場所から崩壊発生可能の位置を特定できると考えられる。

The process of rainwater infiltration is limited by vertical and lateral movement, and the physical characteristics of slope are limited by three-dimensional movement in soil layer. In addition, slope collapse prediction is carried out on the basis of hydrological and topographical characteristics of river basins, slope hydrology and stability evaluation, and physical and structural expectations. In this study, the slope hydrology, surface erosion and soil erosion were studied. About 11km west of the city of Hiroshima, the branch of the Araya River Basin is located in the opposite river basin. In June 1999, the total rainfall was 417mm, and the maximum temporal rainfall was 63 mm. During the heavy rain, mudslides occurred in the Araya River, and surface landslides occurred on the slope on the right bank of the target basin. The numerical solution of Richards equation in three dimensions is obtained by finite element method. The ground surface topography of the image slope, the thickness of the soil layer, the terrain of the bedrock surface, the basic information of the measurement, and the segmentation of the three-dimensional elements. The calculation of the number of times the collapse position is compared, the following results are obtained. 1). This paper reports that the calculation of three-dimensional rainwater infiltration in the middle of the river basin has been tried out, and the numerical solution has been solved intensively. The saturated and unsaturated infiltration flow analysis has been carried out well. 2). The calculation field is the saturation zone of the valley and the upper flow and the lower flow, and the calculation field is the position of the collapse and the good connection. This is the first time that a three-dimensional penetration calculation has been performed on the basis of actual measurement information.

项目成果

Field observations and numerical experiments to assess the effect of trees on slope stability

现场观察和数值实验评估树木对边坡稳定性的影响

• 发表时间: 2010
• 期刊: INTERPRAEVENT2010 (印刷中)
• 作者: N. Koizumi;S. Masuda;K. Maeda;Y. Isoda;R. Yatsunami;T. Fukui;S. Nakamura;小泉直也;林香那;林香那;林香那;梁偉立;梁偉立
• 通讯作者: 梁偉立

Effects of a tree on hillslope hydrological processes

树木对山坡水文过程的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: Seki;et al.;Satoshi Hirohata;Hatipoglu Omer Faruk;Hatipoglu Omer Faruk;Satoshi Hirohata;Mehmet Zeynel Cilek;Hatipoglu Omer Faruk;Wei-LA Liang
• 通讯作者: Wei-LA Liang

樹斜面形状および樹木配置が斜面安定に与える影響に関する数値実験

树木边坡形状及树木配置对边坡稳定性影响的数值试验

• 发表时间: 2010
• 作者: Seki;et al.;Satoshi Hirohata;Hatipoglu Omer Faruk;Hatipoglu Omer Faruk;Satoshi Hirohata;Mehmet Zeynel Cilek;Hatipoglu Omer Faruk;Wei-LA Liang;梁偉立
• 通讯作者: 梁偉立