土石流扇状地からの土砂と流木の流出プロセスの解明と流出量推定手法の開発

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土石流扇状地の水分条件が後続の土石流の流下に及ぼす影響を評価するため，水路実験の準備を進めた。当初は，水分条件を圧力センサーで直接計測する計画であったが，実験条件設定のために予備的に行った流下波形の異なる土石流の比較実験を通して，給水条件の違いから，間接的に水分条件の影響を評価できるという考えに至った。そこで，給水条件を，60 秒間連続的に給水と50 秒間給水後，60 秒間停水し，その後再び45 秒間給水するという2種類設定した。これにより，単発の土石流と2波の土石流をそれぞれ発生させ，それらの堆積形状および流下方向の変化を比較した。その結果，単発の土石流では，扇状地の形成に伴い自然堤防のような地形が発達することで，流下方向が固定され，氾濫域が下流側に広がりやすいことが分かった。一方で，2波の土石流では，1波目の土石流段波は比較的左右対称なケース間で同様な扇状地を形成するのに対し，2波目の段波が左岸または右岸に偏って堆積するため，最終的には左右非対称な扇状地が形成されることが分かった。2波目の段波の画像解析から，先頭部の流速が1波目に比べて約半分と小さく，水路出口からおよそ1.2 m の位置で停止・堆積することが分かった。そして，この1波目の上流側での停止・堆積により，後続の流下方向が急激に左岸または右岸に変化することが分かった。流速の低下は，1波目の段波で形成される扇状地の表面が，2波目到達時点で不飽和状態であるため生じていると考えられた。以上の成果は，扇状地での土石流の堆積・侵食過程のモデル化において重要な知見となると考えらえる。そのため，期待通り研究が進展したと評価した。