2019 Fiscal Year Annual Research Report
河床変動モデルと斜面崩壊モデルの結合による天然ダム決壊予測手法の開発
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18H01547
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
里深 好文 立命館大学, 理工学部, 教授 (20215875)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堤 大三 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (40372552)
藤本 将光 立命館大学, 理工学部, 准教授 (60511508)
宮田 秀介 京都大学, 防災研究所, 助教 (80573378)
中谷 加奈 京都大学, 農学研究科, 助教 (80613801)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 天然ダム / 進行性崩壊 / 氷河湖の決壊 / 紀伊半島豪雨災害 / 平成30年7月豪雨 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
京都大学穂高砂防観測所の観測領域内にあるヒル谷において、昨年度とは異なるダム形状を設定して天然ダムの進行性崩壊に関する現地実験を行った。渓流内に高さ1m強の台形型の縦断形状を持つ天然ダム模型を設置したのち、上流からの流水によりダム上流に湛水が生じる状況や提体内の地下水位の変化を計測した。ダム法尻が浸透流によって浸食され、小規模な崩壊が繰り返し発生する（進行性崩壊）状況を生じさせ、天然ダム形状の時間的変化を追跡するとともに、ダム決壊に伴って発生する洪水のハイドログラフを計測した。
氷河湖決壊洪水の発生危険度を予測する手法の構築を目指し、観測及び数値解析手法の開発を行った。現地観測としては、ネパールの氷河湖Tsho Rolpaを対象として、モレーン堤体の表面温度の観測を行った。その観測結果を入力境界条件として、モレーン堤体内部の温度分布変化を熱伝導解析手法により推定し、堤体の凍結融解によって、モレーン安定性がどのように変化するかを推定する方法の構築に着手した。
土砂流出プロセスの把握に必要とされる流水中の土砂濃度計測法を新たに開発し，水路実験において適用可能であることを確かめた。天然ダムの進行性崩壊に関する数理シミュレーションモデルを前年度に引き続き改良した。計算モデルを小規模な水路実験および現地実験の結果に適用したところ、良好に再現できることが分かった。さらに、ダム湛水量から簡易的にピーク流量と継続時間を台形形状で設定する方法を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
数値計算モデルの開発は順調に進んでおり、小規模な水路実験および現地実験の結果を良好に再現できるようになっている。実渓流における天然ダムの進行性崩壊に関する実験に関しては、2018年度と異なる条件下で2回実施し、貴重なデータを得ることができている。氷河湖決壊に関しては、ネパールのTsho Rolpaにおいて2018年度設置した温度計とカメラのデータ回収を令和元年11月に行っている。インターバルカメラの映像には、12月から3月の冬期間に湖面が完全に凍結する様子が観測されていた。汎用土石流シミュレータへの組み込みも着実に進展しているので、進捗状況に問題はないと考えている。2020年度も引き続き数値シミュレーションモデルの開発、汎用シミュレータへの組み込みを精力的に進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
数値計算モデルの開発においては、大規模なすべり崩壊に関するモデルを組み入れた新たな天然ダム決壊予測モデルを開発する。これを天然ダムのすべり崩壊に関する水路実験および実渓流における実験結果に適用することにより、あらゆる崩壊プロセスに適用可能な天然ダム決壊予測モデルを構築する。
氷河湖の決壊に関しては、モレーン堤体内部の温度分布変化を推定する手法を用いて、地球温暖化による気温上昇によってモレーン堤体内部の融解が進み、堤体が不安定化する傾向にあるかどうかを検証する。
国内外の天然ダム災害について情報収集を行い、本研究で開発された天然ダム決壊モデルを組み込んだ汎用土石流シミュレータを用いて再現計算を実施する。
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