2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a Next-Generation Real-time Forecast-Alarm-Estimate System for Debris Flow Disasters
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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, 講師 (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 |
本研究では，土石流発生状況の簡易推定法を開発し，リアルタイム土石流予警報・被害予測システムの基盤を構築することを目的に研究を行った．
本研究では，土石流により発生する振動の基本的特性の評価が重要であるため，木製フレームの実験水路を製作し，流量，粒径，勾配等が異なる条件下で水理実験を行い，3軸型加速度センサを用いて水路振動を計測した．得られた振動波形のスペクトル解析結果から，土砂の移動形態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．さらに，1秒間隔でのスペクトルの変化を調べた結果，土砂が混入したケースでは，流動の先端部がセンサ地点を通過する前後で卓越周波数帯の分布が変化することが明らかとなった．また，流動の先端部がセンサ地点を通過するタイミングでの卓越周波数と流速係数との関係を調べ，両者には高い相関がある結果を得た．
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．
また，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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