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火山噴火による融雪泥流の発生機構に関する基礎的検討
Fundamental Investigation on Mud Flow Occurrence due to Snow Melt
Triggered by Volcanic Eruption
○堤大三・藤田正治・宮田秀介・志田正雄・長野快 ○Daizo Tsutsumi, Masaharu Fujita, Shusuke Miyata, Masao Shida, Kai Nagano On hillsides of a volcanic mountain, mud flows sometimes occur due to snow melting by volcanic eruption, and cause severe damage to the down stream areas. Triggering mechanism of this type of mud flow is not revealed yet. In the present study, a fundamental experiment is conducted to understand the processes of snow melting and water infiltration to the snow layer using experimental flume and hot water splaying equipment. As the result of the experiment, it is revealed that 1) the snow layer melts from the surface, 2) the water infiltrates into bottom of the snow layer, and 3) fingering infiltration behavior is a dominant water infiltration in snow layer at an early stage. １．はじめに 噴火によって火山噴出物が積雪上に堆積した 場合、積雪層が融けて融雪水と土砂が混合した 泥流が発生する場合がある。これは融雪型火山 泥流と呼ばれ、防災学上も重要な現象であるが、 噴出物と積雪間の熱伝導、積雪の融解、融雪水 の浸透、混合流としての泥流等、いくつもの物 理プロセスが複雑に関連する現象であることか ら、発生機構は解明されていない。 本研究では、このような複雑なプロセスの内、 特に積雪層の融解と融雪水の浸透プロセスに焦 点を絞り、融雪型火山泥流の発生機構を明らか にすることを目的として基礎的な実験を行った。 ２．実験手法 実験は、2011 年 1 月に穂高砂防観測所にて実 施した。積雪層として、長さ 2.0m，幅 7.5cm， 高さ 15cm の透明アクリル製の水路に実際の積 雪を充填したものを用いた。積雪層に約 70℃の 温水を人工降雨装置を用いて噴射し、水路側面 から観察すると同時に、積雪層内に設置した熱 電対と TDR を用いて、温度変化と見かけの含水 率変化を計測した。 ３．実験結果 側面から観察した融雪と融雪水の浸透挙動の 一例を図-1 に、その時の温度変化，見かけの含 水率変化を図-2 に示す。これらの結果から、当 該研究の実験条件下では、積雪層表面で融解が 起こり、その融雪水が下部の積雪層に浸透して いく様子が確認された。また、その浸透挙動に おいては、積雪層にフィンガリングと呼ばれる ような横断方向に不均一な浸透が見られた。 ４．おわりに 本研究で実施した、基礎的な実験によって、 積雪層の融解とその後の融解水の積雪層への浸 透挙動の概要が確認された。融雪型火山泥流の 発生機構解明のため、今後は、高温物質から積 雪層への熱伝導と融解の混合プロセスや、積雪 層内の浸透プロセスを、実験手法や数値シミュ レーションを用いて詳細に検討する予定である。 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 2011/01/08 16:08 2011/01/08 16:11 2011/01/08 16:14 2011/01/08 16:17 2011/01/08 16:20 2011/01/08 16:23 W a ter c o n t en t b y v o lu m e date 0.8cm 4.5cm 9cm 13cm ‐10 ‐5 0 5 10 15 20 25 30 2011/1/8 16:07 2011/1/8 16:10 2011/1/8 16:13 2011/1/8 16:16 2011/1/8 16:19 2011/1/8 16:22 te m p er a tu re( ℃ ) date 0cm 4cm 8cm 12cm 外気温 図-2 熱電対による融雪と融雪水浸透挙動観測結 果の一例 図-１ 融雪実験の様子：染料によって融雪水の浸 透挙動を観察
