<県学生科学賞・県教育長賞>
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土石流の傾向と対策

１「富士山大沢崩れの土石流の研究」～土石流から人々を守るため、今、ぼくにできること～の水がＥに完全に入ったのを確認して、Ｅにたま研究の動機
小学４年生の夏休み、大沢川扇状地の砂防施設の見学会に参加して大沢くずれに興味を持ち、富った水の量を計測する。Ｄの砂の様子を横からトレーシングペーパーで写し取る。
写真１

士山の雄大さや自然の力の偉大さを感じたが、土石流が家や町、人の命などかけがえのないものを破壊するという恐怖の一面を持つことも知った。
そこで、土石流の発生原因や、メカニズム、防ぐ方法などについて研究し、多くの人に興味を持って見てもらおうと考えた。
２

研究の方法
大沢くずれを縮小した実験装置を作り、砂粒の大きさや、降水量の違いなど、自然条件が変わると土石流の発生の様子はどう変わるか、また、土石流を防ぐには、どんな方法があるのかなど、実(2)験を通して詳しく調べた。

計測方法

トレーシングペーパーに写し取った結果をグラ
フ用紙に書き、計測数値を図１のように求める。

(1)

実験装置の製作(写真１)と開始

Ａ：ゴムボート用の足踏みポンプ

図１：計測方法

Ｂ：貯水タ
実験前の砂の位置
実験後の砂の位置

ンク（２çペットボトルにジョイントとホース２本をつなげる）

Ｃ：降水器（プラスチック板に穴をあけ、アルミ枠・アクリル板・ゴムパッキンを重ねて木ねじで止める）⑦たい積体積（面積）⑤たい積の厚み

Ｄ：実験そう（木わくにベニヤ板・アクリル板・ゴムパッキンを付け、端に排水口を開けホースを付ける）④浸食の厚み⑥浸食たい積（面積）

Ｅ：排水タンク（２çペットボトルに10ãずつ目盛りを書き込んだもの）

Ｆ：実験台（スチール製の棚③たい積流下距離

板にスチールパイプの足をつけた台）
ａ：送気ホースス

ｂ：キャップ②たい積距離ｃ：送水ホー

ｄ：排水ホース
実験そうＤに、実験に使う砂を35°（大沢くず①たい積開始距離３

実験結果と考察(1)実験１

砂の粒の大きさのちがいで、浸食れの平均的な角度）の角度をつけて入れ、貯水タはどう変わるのか。

ンクＢに２çの水を入れて、デジタルカメラで実

大沢川扇状地で採取した富士山の砂を、次の４

験前のＤの砂の様子を撮る。送気ポンプＡを踏む

種類Ａ：大きな粒の砂(6～10mm ）、Ｂ：中くらいと降水器Ｃに水が送られてたまり、Ｄに降り注いの粒の砂(3～6mm)、Ｃ：細かな粒の砂(3mm以下)、で砂を浸食する。砂を通った水が排水タンクＥに

Ｄ：混ざった粒の砂（ふるいにかけずに20mm以上たまる。Ｂの水がなくなったらＡを踏むのを止め、の砂は取り除いたもの）にふるいで分け、降水器Ｄの砂の様子を観察しデジタルカメラで撮る。Ｄで２çの水を降らせて比較した。

- 1 -と、砂もくずれやすくなることによる。

結果：砂の粒が大きいほど、しみこむ水の量が少ないので流されにくく、細かいほど浸食される砂の量が増える。中くらいの粒の砂は、たい積開(4)実験４降水量のちがいで浸食の様子はど始距離が最も長い。混ざった粒の砂は、水がしみのように変わるのかこんで多く浸食した。（表１）

降水器のパネルの穴の数をA-45個、B-90個、C180個にして時間当たりの降らせる水の量を変え

A 大きな粒 B 中くらい C 細かな粒 D 混ざったの砂の粒の砂の砂粒の砂て実験する。実験を正確に行うために細かい砂を①たい積開始距離(mm)0285230217

使って実験した。また、実験Dでは、梅雨時の地②たい積距離(mm)055408380

盤を再現するため、前もって水を２ç含ませ、穴③たい積流下距離(mm)0110

226287④浸食の厚み(mm)01670103⑤たい積の厚み(mm)0114248

結果：時間当たりの降水量が多いほど、浸食、⑥浸食体積(mm)0213,250

657,540

778,140

たい積される砂の量が多く、その距離も増えた。

⑦たい積体積(mm)041,040

651,300

667,080⑧排水量(ml)

1,890

1,730

1,620

1,540

⑨残留水量(ml)110260380460

表１を180個にして実験した。

短い時間にまとまった雨が降るときは土砂災害が起きやすくなる。また、前もって水を含んでいた砂の場合、浸食やたい積が進みやすくなり、少し

実験１の計測結果の水でも土砂崩れが起きやすい。
(2)

実験２

土石流の再現実験

実験１と同じ方法で、細かな砂Ｃと混ざった砂(5)Ｄを使って撮影し、どのようにちがうか静止画像で比較した。

実験５

土石流を防ぐ方法１

土石流を防ぐえん堤（小さなダム）などの防護設備があるが、この模型を作り、実験そうに設置

結果：Ｃは表面の砂が水と一緒に流れ下り、砂が順々にさらさら流れ、なだらかなスロープを描し実験する。より効果的に土石流を防げるように、防護施設を改良しながら実験を進める。

いた。降水が終わると水がスーッと引いて排水口

結果：プラスチックの板を砂の斜面３カ所に埋に流れた。Ｄは、砂のすき間に水が多くしみだし、め込んで実験２と同様に実験したが、水や砂の圧表面から少しずつ細かな砂が流れ出した。やがて、力を直接受けてえん堤が流されてしまった。その細かな砂の量は大量に流れ下り、大きめな砂が水圧力を逃すように網状のネット（鉢底ネットを切に押し出されて浮きだした。これらが水と混ざりったもの）を使って同様な実験をしたが、これも合ってたい積し、たい積距離も延びた。

流されてしまった。プラスチック板に杭を付けて基礎になるように固定してみたら上流の２つのえ(3)

実験３ん堤は流されずに残ったが、砂がえぐられ流され土石流再現拡大実験

実験２では細かな砂の動きや発生のしかたなどてしまった。そこで、ネットえん堤に基礎を付けはっきり観察できなかったので、混ざった砂を使固定した。水は表面を浸食するので、基礎付きのった実験の様子を近づけて撮影し、画像処理してえん堤をストローの前に置いて水を溜め地下にし観察した。

み込ませて水の流れを変えたら、多少の効果があ

結果：最初は表面の細かな砂が流され、やがて大きめの砂が浮いて激しく動き出した。これらがった。人工的なえん堤だけで自然の力を押さえることは難しいのではないか？

水と混ざり始め一挙に流れ下り土石流が発生した。しみこんだ水と砂が混ざり、さらに激しい土(6)石流となった。

実験６

土石流を防ぐ方法２

実験５では効果的な方法が見つからなかったの

以上より、土石流の発生要因として、で、これまでの結果を参考にして、より有効な土ア

石流を防ぐ方法として、えん堤や地下に水を吸い細かな砂と大きめの砂が混ざると激しい土石流になる。

イ

込ませる方法を改良した。（図２）

これは、砂の間にすき間ができて水が入り結果：降った水の勢いを地表でおさえて地面にやすくなり、水と砂が混ざりやすくなること

しみ込ませない方法を考えてみる。しかし、地表- 2 -全体をシートでおおってしまうのは外観が悪く現調査地点と観察結果実的でない。

(1)新五合目（標高2400m）

図２：改良えん堤のしくみ

そこで、ネット穴のある黒・赤・こげ茶色（鉢底ネット）をした1～3cmの砂利（スコリア）

実験そうの砂の斜が一面に広がり、少し登ると、面の大きさに合わごつごつした大きな岩が出てい 写 真２

せて切り、斜面をた。

おおって水を降ら(2)六合目（標高2490m）せた。

スコリアと火山弾

西側に大きな切り立った壁のような白い岩があ

結果：砂の斜面をネットでおおったが、浸食さって、その周りに新五合目にあった砂利と同じ物れた砂もたい積した砂もほんの少量だった。ただ、がたい積していた。

こうしたネットを大沢くずれにかけることは植物(3)新七合（標高2780m）や動物の自然環境にとってよくない。自然環境に赤っぽい細かな砂に混ざって、灰色のでこぼこあまり影響のない狭い範囲なら有効だと思う。

な100m～500mほどの大きな岩（溶岩流）が顔を出そこで、集めた水を地下にそのまま流さず、地している。まるで赤い岩に灰色の大きな布団をか下水路（ストローをつないだもの）を砂の下流のけたようだ。

離れた場所にのばしてみた（図３）。

(4)元祖七合目（標高3010m）

結果：集まった水はストローの地下水路を通っ下の方は細かな砂利と、穴がたくさん空いたサて、排水口に流れた。そのため、えん堤も流されッカーボール大の岩がごろごろ転がり、上の方はることはなく砂をせき止めた。流された砂はえん

穴のない1～2ｍの角張った灰色の岩（火砕岩や溶堤のネット部分にたい積し、全体的にきれいな階岩）と3～5cmの砂利（火山弾や溶岩がくだけた物）段状にたい積した。土石流も発生せず、下流に流が積み重なっている。

された砂はごくわずかだったので成功だ。この方(5)八合目（標高3250m）

法なら自然環境には影響が小さく、土石流を防げ山室の辺りから岩石の色が急に赤さびのようなる。ただ、地下水路を実際に大沢くずれに造るこ色に変わった。また、細かな穴の空いた砂利が少とが可能なのか、今のぼくにはわからない。地下なくなって、赤い粟おこしのような2～6ｍもの岩水路から流れ出た水の処理問題もある。

も転がっていた。
(6)九合目（標高3460m）
山室付近は10～30cmの灰色と赤の混ざった石が図３：
えん堤地下水路ごろごろ転がっている。少し登ると転がっているの仕組み

石が少なくなり、岩だけになる。
(7)九合五勺（標高3590m）

富士山の地質実地調査

山室から上は傾斜がきつくなり、赤、灰色、黒、大沢くずれがどのような岩石で成り立っている

茶色が混ざり合った大きな岩に囲まれる。山頂下50ｍに砂の溜まった所に雨が流れて砂がけずられのか、浸食する岩石はどんなものか調べた。
岩石の分類について資料から調べた。富士山にある岩石は地球内部のマグマが地表に出て冷え固た。水はあっという間に岩間に消えてしまった。
(8)富士山山頂浅間神社奥宮（3730m）

まってできた玄武岩に分類される。玄武岩は元々頂上につくと平らな広場になっているが、ここ黒っぽいが、岩石に含まれる鉄分や石英の量で変は人が整地したところなので自然の地形はわからわる。地表に出て酸素に触れるほど赤くなり、硫ない。雨が小降りになって外に出ると、大きな水黄などの化学成分を含むと黄土色になる。

たまりが1～2分で岩間にしみ込んでいった。

また、噴き出した方のちがいで溶岩流、火砕岩、(9)富士山頂剣が峰（3776m）

火山弾、火山礫（スコリア ）、火山灰等に分けられる。

雨が激しくなって直接観察できなかったが、小山のような岩になっているようだ。

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