2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a monitoring sysytem of the bank leakage based on treatment of the unsteady permeability
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16K12852
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
松本 健作 群馬大学, 大学院理工学府, 助教 (90302455)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 河川堤防 / 基盤漏水 / 地下水観測孔 / 孔内水位 / 現地観測 / 数値解析 / 透水係数 / 非定常変動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地盤の透水係数は，一般的には人間の生活時間スケールにおいては不変として取り扱われている．しかし，堤防基盤漏水や地滑り発生時など，地中にパイプ流が伸展する場合などの局所の現象に限れば，地盤の透水性が非定常を示す事例は多くの確認されている．堤防基盤漏水および関連するパイピングやボイリングといった諸現象は，河川堤防の安全性に対するリスク要因として，その解明が急がれているが，現地におけるモニタリング手法が確立されていないこと等の要因で，依然として未解明な課題となっている．
本研究では，局所的な地盤透水性の変動が引き金となる河川堤防の基盤漏水による被災を対象として，堤防維持管理の現場で実装できるモニタリングシステムの構築に向けた基礎的な取り組みを行った．
観測項目には，地下浸透流を対象としたモニタリングとして最も一般的かつ安定的にデータ収取が可能な地下水観測孔内水位を採用し，そのための地下水観測孔を河川堤防の至近に設置した．地盤透水性が非定常変動する条件を課した数値解析によって出水時における孔内水位変動の応答性の変化を抽出し，その応答性変化から，観測孔周辺地盤における局所的な透水係数の変動を検出できるか検証した．
結果，河川堤防近傍に設置した地下水観測孔における孔内水位は，河川水位の変動に対して有意な変動を示し，河川水位の変動を「総出水時間」および「河川水位ピーク到達時間」という2つのパラメータを用いて，「孔内水位ピーク到達時間」を定式化することができた．この定式化により，孔内水位変動を種々の出水条件の関数として一括して取り扱うことが可能となったため，次に地盤の透水性を非定常変動させた場合の孔内水位変動特性を調べると，数時間単位の差異として検出することが可能であり，実際の河川堤防維持管理の現場に実装できる余地のあるモニタリングシステムとして構築できる可能性が高いことを示すことができた．
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