2020 Fiscal Year Research-status Report
Improvement of numerical simulation model on debris/mud flow and its application to evacuation action plan
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19K04615
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
竹林 洋史 京都大学, 防災研究所, 准教授 (70325249)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 土石流 / 泥流 / 数値シミュレーション / 避難 / 構造物 / 不飽和 / 細粒土砂 / 土砂災害警戒区域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，高強度豪雨によって発生する表層崩壊に起因した土石流・泥流による土砂災害が毎年のように発生している．土石流・泥流から市民の生命と財産を守るためには，土石流・泥流の流速・流動深，流出土砂量，土砂の氾濫範囲などの土石流・泥流の流動特性を土砂災害対策施設の設計や住民の避難のために必要な精度で評価することが重要である．本研究は，これまで経験則を用いていた泥流や細粒土砂を高濃度に含んだ土石流の構成則を理論的に構築する（課題1）とともに，土石流・泥流による構造物の破壊機構（課題2）および不飽和給水条件における土石流・泥流の発達過程（課題3）を解明し，土石流・泥流の数値シミュレーションモデル（図3参照）の適用範囲の拡大および予測精度の向上を行う．さらに，数値シミュレーションによる土石流・泥流の流動特性を用いて土石流・泥流の危険度の空間分布を評価し，土石流・泥流危険地域における家屋ごとの土石流・泥流からの避難方法を提案（課題4）する．
令和2年度は，上述の課題の内，課題2の「土石流・泥流による構造物の破壊機構の解明」と課題3の「不飽和給水条件における土石流・泥流の発達過程の解明」を実施した．課題2では，2018年の西日本豪雨によって複数の土石流が発生した広島市安芸区矢野東で発生した土石流を対象として，家屋に作用したと考えられる流体力を解析し，流体力の大きい領域と家屋が破壊された領域が良く一致することをあきらかにした．また，2020年7月豪雨によって土砂・洪水氾濫が発生した川内川流域において最も大規模な土石流が発生した渓流と2011年の台風12号による豪雨によって大規模な土石流が発生した金山谷川を対象として地盤内の水の飽和度の空間分布が土石流の流動特性に与える影響を検討した．その結果，飽和度が低い斜面上部では土石流の発達が抑制されるとともに，土石流の速度も小さくなることが明らかとなった．
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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
コロナ禍のため，予定していた実験の一部は実行できなかったが，現地調査を数値シミュレーションで補うことができたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は，課題4「土石流・泥流危険地域における家屋ごとの土石流・泥流からの避難方法の提案」を実施する．課題4は，課題1～課題3によって得られた知見を考慮した土石流・泥流の数値シミュレーションを実施し，表層崩壊の発生から宅地までに土石流・泥流が到達する時間，土石流・泥流の氾濫範囲，宅地内における土石流・泥流の流速と流動深の時空間的な分布から，土石流・泥流危険地域における家屋ごとの住民の避難方法を提案する．具体的には，鉛直避難が有効な家屋，土石流・泥流が流れてこない区域の近隣家屋への水平避難が有効な家屋等を示すとともに，豪雨中に危険を冒してまで避難しなくてよい区域の家屋の場所も示す．
対象渓流は，課題2で対象とした2018年の西日本豪雨で複数の土石流が発生した広島市安芸区矢野東での土石流被災地と2019年7月豪雨によって土石流が発生した熊本県の土石流被災地である．対象被災地に対して土石流・泥流の数値シミュレーションを実施し，表層崩壊の発生から宅地までに土石流・泥流が到達する時間，土石流・泥流の氾濫範囲，宅地内における土石流・泥流の流速と流動深の時空間的な分布から，土石流・泥流危険地域における家屋ごとの住民の避難方法を提案する．具体的には，鉛直避難が有効な家屋，土石流・泥流が流れてこない区域の近隣家屋への水平避難が有効な家屋等を示すとともに，豪雨中に危険を冒してまで避難しなくてよい区域の家屋の場所も示す．
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