| 北海道における火山は現在活発な活動は行っていないが、道内には十勝岳、樽前山、有珠山、駒ヶ岳、雌阿寒岳など噴火の中でも特に恐ろしい雲仙普賢岳のような火砕流を伴った噴火の危険性を内包する火山が多く存在する。さらに、山頂及び山腹が積雪に覆われる冬期間に火砕流を伴った噴火が発生すると、火山灰等と積雪の融解による水が一気に流れ下り、その被害はさらに甚大なものとなる。十勝岳の積雪斜面に発生した大正15年5月24日の火砕流では死者・行方不明者が上富良野町と美瑛町合で144人にも及んだ記録もあり、積雪斜面上の火砕流の恐ろしさは想像を絶するものである。しかしながら、積雪斜面上の火砕流による融雪規模やその運動特性は全く明らかにされておらず、これに関する研究もほとんど無い。本研究の目的は、この積雪斜面上における火砕流の熱力学、運動力学的特性を明らかにし、これらの特性を反映した火砕流による融雪水量や、運動速度、到達範囲などを予測する手法の提案である。初めに、積雪斜面上の火砕流による融雪水量を検討するために平面水槽を用いた基礎実験を行い、この結果高熱ガスや高熱物体(砂、砂利等)が雪面に接触した場合の融雪水量の算定推定式の提案を行う。次に、高熱の物体が積雪斜面上を移動するときの運動特性や融雪状況を把握するための斜面実験を行い、斜面における火砕流の運動特性、到達範囲、積雪の滑落状況などの特性を明らかにする。さらに、積雪斜面上を運動する火砕流の数値シミュレーションモデルを作成し、実験と数値計算結果を比較検討することにより、運動流体(熱砂)の内部摩擦係数と温度の関係を明らかにし、この関係を用いることにより、斜面角度、熱砂の量などを変化させて行われたすべての実験結果をほぼ再現可能なことを示す。火砕流、特に積雪斜面上の火砕流については、余りにも不確定要素が多いためその定量的な解析は非常に難しい、しかしながら、防災上の観点からは何らかの被害範囲や規模を予測することが急務となっており、本研究で得られた結果や手法はその第一歩とのるものである。 |
