2016 Fiscal Year Annual Research Report
流れの三次元性と構造物や海岸林の破壊を考慮した多重防御手法に関する研究
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15H02987
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
田中 規夫 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (80323377)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八木澤 順治 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70549998)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | Eco-DRR / 多重防御 / 潟湖 / 二線堤 / 防潮林 / バイオシールド / 堤防侵食 / 落堀 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
はじめに，青森県三沢市の海岸林破壊現象に関してモデルの精度検証を行なった。この事例では、津波が二波以上で来襲した場合における海岸林の強度低下に対する知見を得た。開発した樹林帯破壊，浮遊物輸送・捕捉モデルを用いて，海岸林背後の減災に及ぼす影響を検討した。浮遊物を海岸林で捕捉する際には海岸林の汀線方向流さや樹林帯密度が重要であり，捕捉した場合にはその背後（陸側）に流体力低減域が広がることを示し，仙台平野の実例を精度よく検証した。また、浮遊物のもたらす衝撃力を水理実験により調査し，得られた衝突時間の知見を用いて数値解析を行った。海岸林の短所とされてきた流木衝突力は，薄い海岸林が破壊され流木群となって衝突し家屋前に集積するような場合を除けば，長所（流体力減少）に比べて小さいことを明らかにした。また、相馬港の事例から、海岸林と段落ちの組合せが減勢に有効であることを示し、同地点で破壊されなかった樹林帯背後の家屋残存状況を検証した。このように、平面二次元モデルの範囲では、破壊現象を伴う津波数値解析モデルを高精度なものとすることができた。
次に、海岸林と盛土等の組み合わせなど、都市の減災構造を強化する手法構築のため、水理実験を行った。海岸林の抵抗に加え、跳水現象をうまく発生させること、あるいは流れを地面にぶつけること、などをうまく活用することが津波のエネルギー減勢には重要であることを示した。
また， H28年度は小領域モデルとして，鉛直二次元流れに土砂輸送過程を組み込んだ地形変化モデルを開発した。三次元モデルに関しては、流れのモデルの選定および平面二次元モデルから三次元小領域モデルへの境界条件の受け渡し方について検討を実施した。上記2モデルの精度検証のための実験として、地形・越流特性（堤防高と越流水深との比)によって生じる流れの三次元性に伴う堤防背後の落掘形状・地形変化量の取得を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平面二次元モデルにおける個別の検討については当初の計画以上に進展している。また，鉛直二次元モデルに関しては概ね完成し、実験結果との比較検討も可能な段階にある。一方、本研究課題の主たる部分である三次元小領域モデルに関しては、やや遅れている状況にあるものの、三次元流れモデルの選定、開発済みの平面二次元モデルとの境界条件の受け渡し手法の検討、モデルの精度検証のための室内模型実験については検討済みである。三次元モデルへの地形変化モデルの組み込みが未実施ではあるものの、作成済みの鉛直二次元モデルと同様のスキームで実装できるため、三次元モデルへの適用は早期に可能となると考えられる。全体としては概ね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
小領域モデルの検討では，三次元流れに土砂輸送過程を組み込んだ地形変化モデルを早期に作成することを優先する。その上で、まずは室内模型実験で検討した、地形・越流特性（堤防高と越流水深との比)によって生じる流れの三次元性に伴う堤防背後の地形変化量に関する再現計算を行いモデルの検証を実施する。同時に作成済みの鉛直二次元モデルも実施することで三次元計算結果との比較も行う。上記検討後、阿武隈川右岸において縦断的に堤防が被災した箇所において、三次元性が重要と考えられる被災箇所を対象に、開発したモデルの現地適用を行い、広領域計算における流れの三次元性の考慮が堤防被災の再現性に及ぼす影響を検討する。
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