2017 Fiscal Year Research-status Report
次世代型リアルタイム土石流予警報・被害予測システムの基盤構築
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16K18160
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| Research Institution | Gunma National College of Technology |
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Principal Investigator |
永野 博之 群馬工業高等専門学校, 環境都市工学科, 助教 (20595425)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 土石流 / 警戒避難 / 地盤振動 / 予警報システム / 豪雨災害 / 土砂災害 / 減災 / 自然現象観測・予測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度とは異なる流量・粒径条件下での実験を行い，前年度で得た結果の検証を行った．具体的には，水中ポンプ2台に接続した2つの吐水口を水路上流端に新設し，一定流量の条件下で実験を行った．粒径は，平均粒径10mmあるいは2mmの2通りのケースで実験を行った．実験より得た鉛直方向の振動波形をFFTによりスペクトル解析した結果，粒径の違いにより卓越周波数に違いが生じることが明らかとなった．また，流量条件を変えたことについて，前年度と比較したところ，卓越周波数の出現領域は概ね同一の結果となった．無次元パラメータと卓越周波数との間には，前年度同様に統一的な関係が示され，無次元化した卓越周波数は粒子間の衝突効果が卓越する領域ほど小さく，乱れの効果が卓越する領域ほど大きな値となった．
予警報システムでは，土壌雨量指数を評価する直列3段タンクモデルにカルマンフィルタ(KF)を導入し，時々刻々得られる雨量データからリアルタイムに評価結果を修正するモデルを構築し，土石流が発生したH21年山口県防府市（佐波川流域）のデータを用いてモデルの検証を行った．その結果，KFを用いないモデルでは流量が過大となるが，KFを用いたモデルでは実測により適合した．一方で，KFを用いたモデルでは，実災害の発生時刻よりも遅れて土壌雨量指数が上昇する課題が残った．
複数の現地事例に基づく信頼性の高いモデル開発を図る観点から，福岡県朝倉市白木谷川流域で発生した土石流災害を研究対象に追加し，現地調査および1次元流動計算を実施した．現地調査より，渓流区間では河道の侵食が顕著であり，渓流区間より下流への流出土砂量は約17万m3と評価された．また，渓流区間の河床および流路幅の変動計算結果は，災害後のLPデータおよび写真計測結果と概ね一致し，流出土砂量は約16万m3と評価され，実現象を説明できる結果を得た．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は提案する振動特性に基づく土石流の発生条件推定アルゴリズムを構築する予定であったが，予警報システムへの振動特性の組み込みが未実施であるため「やや遅れている」と判断した．予警報システムにおける精度上の課題が発生したため，検証材料となる現地事例を追加し，信頼性高いモデル開発を行うための精査を行っている．
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| Strategy for Future Research Activity |
（1）モデルの精査を行い，流動特性と振動波形との関係を組み込んだシステム構築を行う．
（2）水路実験より得た流動特性と振動波形との関係性は，概ね統一的な傾向が得られたものの，同一条件下でも結果にバラつきがみられることから，ロバスト性の高いモデルとなるようデータの処理方法を工夫する．
（3）構築したシステムを再度実災害に適用し，実用性を検証するとともに今後の改善案を考察する．
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| Causes of Carryover |
（理由）
学会発表に耐えうる精査後の研究成果発表に伴う参加旅費および論文集代として使用するため．
（使用計画）
成果発表旅費および論文集代
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