報告書番号

U96005

タイトル（和文）

マクロボアが土壌中の降雨浸透に及ぼす影響に関する室内実験と数値解析

タイトル（英文）

LABORATORY EXPERIMENTS AND NUMERICAL ANALYSIS OF RAIN INFILTRATION ON MACROPORES IN SOILS

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

植物は土壌の浸透能・保水力を高める機能を有しており，森林の伐採や枯死は水資源や防災に関して深刻な影響を与えることが考えられる。特に植物活動による土壌中の大間■生成は土壌の性質を左右する重要な要素であり，その影響を予測する手法の開発が必要である。本報告書においては土壌中の連続した大間■（マクロポア）が降雨浸透に対して及ぼす影響に関する詳細なメカニズムを室内実験を通じて調査するとともに，数値解析手法を用いて自然界の土壌中の浸透プロセスにおける影響の予測を実施した。室内実験の結果によりマクロポアは土壌中の間■空気の流出に寄与しており，大降雨時の土壌の浸透能を拡大する効果を有するという知見が得られるとともに，我が国の土壌の物理性を用いて数値解析を行い，降雨浸透過程におけるマクロポアの有効性を明らかにした。

概要 （英文）

MACROPORES ARE CONTINUOUS VOIDS IN SOILS ANDPLAY AN IMPORTANT ROLE IN INFILTRATION. WE INVESTIGATED THE EFFECT OF MACROPORES ON RAINFALL INFILTRATION UNDER UNSATURATED CONDITIONS USING LABORATORY EXPERIMENTS AND NUMERICAL ANALYSIS. LABORATORY INFILTRATION EXPERIMENTS CLARIFIED THE ROLE OF MACROPORES.TWO SAND TANKS CONTAINING MACROPORES FORMED WITH POROUS PIPES WERE USED.UNDER UNPONDED CONDITIONS,THE MACROPORES CONSISTENTLY CONDUCTED THE PORE AIR THROUGH THE SOIL.THE AIR-ESCAPE EFFECT OF THE MACROPORES PREVENTED SATURATION OF THE SOIL SURFACE AT HIGH PRECIPITATION.THE FINAL INFILTRATION CAPACITY WAS INCREASED BY THE MACROPORES. THE AIR-ESCAPE EFFECT WAS REPRODUCED USING A TWO-PHASE(AIR AND WATER)NUMERICAL MODEL. THE PHYSICAL PROPERTIES OF THE KANTO LOAM FORMATION WERE USED AS INITIAL PARAMETERS.THE RESULTS SHOWED THAT INFILTRATION CAPACITY IS STRONGLY AFFECTED BY AIR PRESSURE JUST BELOW THE WETTING FRONT.RAINFALL EXCEEDING 30 MM/H EASILY CAUSES SURFACE SATURATION WHEN NO AIR ESCAPES FROM MACROPORES.CALCULATIONS ALSO INDICATE THAT THE INCREASE IN AIR PRESSURE WILL BE MORE EVIDENT ON A STEEP SLOPE.IN SUCH AREAS,MACROPORES PLAY A PARTICULARLY IMPORTANT ROLE IN AIR ESCAPE AND PREVENTION OF SURFACE SATURATION.

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