斜面内浸透流における水みちの生成と発展に関する研究

本研究課題では，不均一な斜面における水みちの発生と透水性の時間変化を，実験的に把握すること，および飽和透水係数の時間的・空間的変化のモデル化を試みることを目的とし，その手段として，まずは模型斜面を作成し，流出端を空間的に細分化して流出流量の空間分布を測定することによって，水みちの有無や強さを把握することを計画している．令和4年度においては，当初計画に従って不均一な3次元模型斜面を作成し，通水を繰り返すことによって，下流端における流出量の空間的ばらつき，およびその時間変化を把握することを試みた．加えて，ガラスビーズを用いた平面2次元型と断面2次元型の斜面模型を作成し，発光粒子を用いた斜面内浸透流の可視化の可能性について検討した．その結果，3次元模型では，下流端流量の空間分布は測定可能であり，空間的に一定のばらつきが生じることを確認した．また，その性質は空間分布モデルを用いた数値モデルから得られる結果と類似している可能性があること，および時間変化についても流量が増加する領域，減少する領域，およびほとんど変化な生じない領域が存在し，それらを把握することが可能であることを確認した．また，可視化については，発光粒子を追跡にすることによって間隙流速を一定の精度で把握することが可能であることを確認したが，一方で有機質土が含まれる場合は発光粒子の吸着によって適切に追跡することが困難であることがわかった．

本研究課題では，不均一な斜面における水みちの発生と透水性の時間変化を，実験的に把握すること，および飽和透水係数の時間的・空間的変化のモデル化を試みることを目的とし，その手段として，まずは模型斜面を作成し，流出端を空間的に細分化して流出流量の空間分布を測定することによって，水みちの有無や強さを把握することを計画している．令和4年度においては，当初計画に従って不均一な3次元模型斜面を作成し，通水を繰り返すことによって，下流端における流出量の空間的ばらつき，およびその時間変化を把握することを試みた．加えて，ガラスビーズを用いた平面2次元型と断面2次元型の斜面模型を作成し，発光粒子を用いた斜面内浸透流の可視化の可能性について検討した．その結果，3次元模型では，下流端流量の空間分布は測定可能であり，空間的に一定のばらつきが生じることを確認した．また，その性質は空間分布モデルを用いた数値モデルから得られる結果と類似している可能性があること，および時間変化についても流量が増加する領域，減少する領域，およびほとんど変化な生じない領域が存在し，それらを把握することが可能であることを確認した．また，可視化については，発光粒子を追跡にすることによって間隙流速を一定の精度で把握することが可能であることを確認したが，一方で有機質土が含まれる場合は発光粒子の吸着によって適切に追跡することが困難であることがわかった．