砂防工学

流域の土砂管理は、まず、災害を防止軽減するという観点から進められるべきであり、このための技術開発が必要です。一方、流域にとって、水、土砂、生物からなる河川生態系を良好な姿に保つということも非常に重要な事項です。この両面に対して、流砂系において土砂移動現象をどのように制御すべきかということが求められています。

本研究室は「防災」と「環境」という2つの言葉をキーワードにして、土砂災害の予測、軽減手法、土砂動態が生態系に与える影響の評価手法などの構築をめざしています。

教員

藤田 正治 ( Masaharu FUJITA )

藤田 正治教授(防災研究所)

研究テーマ

土砂生産、土砂流出、河床変動現象を解明し、そのモデル化を図ることにより、土砂災害の予測と防止軽減策、流砂系の適切な土砂管理手法と管理のためのツールの開発をおこなっている。また、土砂管理に欠かせない土砂移動現象と関連した河川環境の諸問題について研究を進めている。

連絡先

防災研究所宇治川オープンラボラトリー(流砂災害研究領域)
TEL: 075-611-5263
FAX: 075-611-5239
E-mail: fujita@sabom.dpri.kyoto-u.ac.jp

堤 大三 ( Daizo TSUTSUMI )

堤 大三准教授(防災研究所)

研究テーマ

斜面土層での浸透流解析や斜面安定解析を用いた斜面崩壊機構の検討、冬期の凍結融解に起因する基岩破壊・侵食の観測およびモデル化を行い、山地における土砂生産現象に関する研究を行っている。また、生産された土砂の山地河川における動態とその水生生物生息場への影響に関して検討を行っている。

連絡先

防災研究所穂高砂防観測所(流域圏観測研究領域)
TEL: 0578-89-2154
FAX: 0578-89-2835
E-mail: tsutsumi@sabom.dpri.kyoto-u.ac.jp

竹林 洋史 ( Hiroshi TAKEBAYASHI )

竹林 洋史准教授(防災研究所)

研究テーマ

流砂現象及び河床変 動現象を解明し、「流路・河床変動解析技術」、「土砂 動態(物質動態)の予測技術」、「動植物生息場物理環 境の予測技術」の確立を通して、人類の生命及び財産の 安全と生態システムの保存・創生の両面で適切な土砂環 境を持つ流砂系を創造する手法の開発を行っている。

連絡先

防災研究所宇治川オープンラボラトリー(流砂災害研究領域)
TEL: 075-621-2144
FAX: 075-621-2144
E-mail: takebayashi.hiroshi.6s@kyoto-u.ac.jp

宮田 秀介 ( Shusuke MIYATA )

miyata助教(防災研究所)

研究テーマ

山地流域における水・土砂移動過程,動態に関して現地観測,実験,解析を行い,山地河川での急激な出水であるフラッシュフラッドの発生機構の解明,融雪型火山泥流のモデル化,山地流域からの土砂流出観測手法の開発に取り組んでいる。

連絡先

防災研究所宇治川オープンラボラトリー(流砂災害研究領域)
TEL: 075-611-5245
FAX: 075-611-5239
E-mail: miyata.shusuke.2e@kyoto-u.ac.jp

研究テーマ・開発紹介

流砂系の土砂管理に関する研究

流砂系の土砂管理のためのツールには、土砂生産の防止抑止工、砂防ダム、貯水池からの排砂システムなどがありますが、これらのツールの働きを土砂水理学的な観点からだけでなく、河川環境に与える影響の観点からも検討しています。その一例として、貯水池からの排砂が魚類に与える影響評価方法の開発をおこなっています。排砂後の土砂堆積が魚類の生息場所を変化させ、濁水により魚類が窒息・致死に至る過程をモデル化し、それをもとにした影響評価法を提案しています。図-1は濁水濃度、濁水継続時間および生存率の関係を示したものです。

その他にも、砂防ダムの機能評価法、新たな砂防ダムの開発、新たな排砂方法、土砂移動から見た魚類の生息環境、土砂管理ツールとしての河床変動解析モデルの開発などをおこなっています。

濁水濃度、濁水継続時間および生存率の関係のグラフ
図-1 濁水濃度、濁水継続時間および生存率の関係

山地流域における土砂動態のモニタリングに関する研究

山地流域の土砂動態の把握は流砂系土砂管理において重要な問題です。しかし、山地源流部で、土砂生産、流出が実際にいつどこでどれくらいおこなわれているかを知ることは大変難しいことです。

そこで、土砂生産流出と密接な関係にある濁度の変化から、土砂生産のタイミングと量を知り、その後の土砂移動過程は数値計算モデルにより追跡しようとする方法を開発しています。この研究は奥飛騨温泉郷にある穂高砂防観測所での観測研究を主体として実施しています。図-2は観測された流量、濁度、雨量の変化を示した一例で、これを常時観測することによって土砂の動きを監視しようとするものです。

洪水中の降雨量、流量、濁度の時間変化のグラフ
図-2 洪水中の降雨量、流量、濁度の時間変化

土砂生産の予測に関する研究

山地流域では、凍結融解作用や降雨時の斜面崩壊などにより土砂が生産されます。土砂生産は流砂系の土砂動態の出発点であるだけでなく、その過程が大きな災害をもたらすことがあります。そこで、土砂生産の過程と生産量の予測手法の開発を進めています。たとえば、凍結融解作用による土砂生産はわが国では主要な土砂生産過程の1つであり、その生産量を気温、地温、土質パラメータ、土中水分量などから予測する方法を開発しています。最近、斜面崩壊には地中パイプが影響していることが指摘されています。そこで、地中パイプの実態、雨水流出に及ぼす影響、パイプの遮断と開放が土層の安定や土石流の発生に与える影響などについて研究しています。

図-3は、地中パイプ(径10cm)が斜面全長にわたって存在している場合と(左側)、斜面下流端で地中パイプが遮断されている場合(右側)の降雨に対する応答をシミュレーションし、土壌圧力水頭分布の変化を示したもので、地中パイプが降雨に対する応答に大きく影響する事が示されています。

降雨に対する土壌圧力水頭分布のシミュレーション結果のイメージ図
図-3 降雨に対する土壌圧力水頭分布のシミュレーション結果
(左側:斜面全長にわたり土中パイプ有り、右側:下流端10m部の土中パイプ遮断)

研究室ウェブサイト

http://rcfcd.dpri.kyoto-u.ac.jp/sabo/index.html