溜池に流入する土石流の挙動解明ならびに廃止溜池を活用した治水技術の確立
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21H02306
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41030:Rural environmental engineering and planning-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
澤田 豊 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (60631629)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中澤 博志 静岡理工科大学, 理工学部, 教授 (20328561)
竹川 尚希 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (20828157)
小野 耕平 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 講師 (30804166)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
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| Keywords | ため池 / ため池の廃止 / 土石流 / 模型実験 / 豪雨 / 数値解析 |
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| Outline of Research at the Start |
豪雨が頻発化する近年，農村ではため池の決壊で，人命が奪われるなど甚大な被害が後を絶たず，ため池を廃止（堤体を撤去）する事例が増えている．一方，過去の豪雨では，上流からの土砂がため池に一時貯留された事例も報告されており，ため池の廃止による治水機能の低下も危惧されている．そこで，廃止を検討しているため池を治水施設として有効活用することを考え，貯留水による土石流の減勢と底泥土を用いた堤体補強を考案した．本研究は，ため池への土石流の流入と堤体への衝突挙動を解明するとともに堤体の安定性を検証し，廃止ため池を治水施設として有効活用するための設計法を確立することで，地域の防災・減災に貢献するものである．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は廃止するため池を治水施設として利用する方法を確立するため，土石流がため池内に流入した際の挙動ならびに堤体への衝突荷重を明らかにするものである．
令和５年度には，廃止ため池を模擬した土石流実験の条件を変えた実験を実施した．具体的には，堤体V字開削部の堤軸方向の位置を変えたケースならびに堤体の底上げ高さを変えたケースを追加で行った．その結果，開削面の嵩上げにより，土石流の流出は最大半分程度まで抑制された．一方で，土石流には水よりも密度が小さい流木が混合することが想定されるが，開削面の嵩上げは，流木の流出抑制には効果を発揮しなかった．さらに，V字開削の位置を流れの中央からずらすことにより，特に流木の流出が大きく抑制されることがわかった．これに加え，昨年度実施したため池貯水地に流入する土石流の堤体に作用する衝撃圧について，砂防ダムの設計に使用される既存式で評価できることを明らかにした．
また，昨年度から課題であった土石流実験の3次元数値シミュレーションについては，パラメータおよび条件を見直したものの，実験結果を再現するには至らなかった．一方，土石流の貯水池流入で津波のような孤立波が生じた場合について，その越流量を低減する方法として堤体の形状に着目し，数値解析からその低減効果を検証した．その結果，上流側法面を垂直壁や波返工のような形状とすることで1:2の法面に対して最大3割程度の総越流量の低減が確認された．
さらに，各自治体における現状のため池廃止に関する調査を行った．特に廃止工法で最も一般的な開削工法について，開削勾配，ライニング，誘導水路等の決め方を調べた．その結果，開削勾配として切土に対する法面勾配を用いている指針が確認された．この結果を受け，砂質土で構成される堤体開削を対象に勾配を変えた条件で簡易な加振実験を行い，斜面安定性に及ぼす勾配の影響について検討した．
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
