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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a regional geo-disaster vulnerability assessment method based on a novel time-dependent immunity index reflecting the climate changes and its applications

Research Project

Project/Area Number 20H00266
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

安福 規之  九州大学, 工学研究院, 教授 (20166523)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村上 哲  福岡大学, 工学部, 教授 (10261744)
笠間 清伸  九州大学, 工学研究院, 教授 (10315111)
酒匂 一成  鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (20388143)
所 哲也  北海学園大学, 工学部, 准教授 (40610457)
石川 達也  北海道大学, 工学研究院, 教授 (60359479)
川尻 峻三  北見工業大学, 工学部, 准教授 (80621680)
川村 志麻  室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (90258707)
石藏 良平  九州大学, 工学研究院, 准教授 (90510222)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords災害免疫力の工学的評価 / 気候変動と適応策 / 自然斜面・切土法面・盛土 / 降雨・融雪形態と地震動 / 地盤災害と地域性 / 地盤脆弱性の経年変化 / 土砂移動量と移動距離 / 土砂災害発生危険基準線
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、気候変動災害脆弱地域と想定される九州と北海道の自然・人工斜面を対象として、1)経年的に変化する地盤災害に対する免疫性(災害免疫力)の工学的評価、2)降雨・融雪形態の変化や地震動と関連付けた地盤災害危険個所の抽出と危険度判定手法の高度化、3)降雨形態の変化を反映した実用的な土砂移動量と移動距離の算定手法の確立、4)適応策整備順位とその効果の客観化、経年変化の時間軸を導入した地盤災害脆弱性マップの事例作成をめざしている。当該年度の研究実績を以下に示す。
1)については、災害免疫力を経年的に変化する災害抵抗力と社会的リスクの積として表現し、切土のり面の経年変化を反映した災害抵抗力の評価手法とその適用事例を示した。また、九州地域における降雨や地盤情報のデータベース化と過去の福岡県管理道路の豪雨災害事例の収集整理を行い、新たに導入した雨量超過比による豪雨履歴と被災の関係を明らかにした。
2)と3)に関しては、短期雨量指標と土壌雨量指数を用いて土砂災害発生危険基準線(CL)について福岡県の情報を収集し、地盤・地形・地質特性および 降雨情報などとの関係について機械学習を使って分析を行い、影響指標を具体化した。同様の取り組みを北海道でも実施し、雨慣れの影響を精査し、地域性について分析した。また、河川堤防において、高浸透外力下でパイピング破壊リスクが高まる基礎地盤条件を精査し、平均動水勾配の時間変化に着目した破壊リスク算定モデルを提案した。さらに、北海道において降雨後に地震動を受ける火山灰盛土の斜面崩壊機構を調査・分析し、その履歴順番の違いが崩壊に及ぼす影響を考察した。加えて、地震後の道路盛土の耐津波抵抗性を精緻な大型模型実験を通して分析した。
4)に関しては、地域性を反映した地盤災害脆弱性の定義と適応枠組みを新たに提示し、斜面崩壊事例に基づいた地域減災力評価指標を提案した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究は、令和2年度から5年までの4年間の研究期間内で、気候変動災害脆弱地域と想定される九州と北海道の自然斜面、切土のり面、道路盛土と河川堤防を対象として、1)特殊土地盤の経年変化を反映した地盤災害に対する免疫性(災害免疫力)の工学的評価、2)降雨・融雪形態の変化や地震動と関連付けた地盤災害危険個所の抽出と危険度判定手法の高度化、3)土砂移動量と移動距離の算定手法の高度化、4)適応策整備順位とその効果の客観化と地盤災害脆弱性マップへの展開をめざしたものである。その中で、この2年間おおむね順調に進展していると判断した主要な理由を以下に示す。
1)の項目については、まず、災害免疫力に関する基本的考え方を示せたこと、特に、切土のり面を対象として実用的な工学的評価指標の提案ができたことが挙げられる。また、降雨履歴と被災との関係性が評価可能な新たな指標として「雨量超過比」が九州を事例として提案されている。これは、被災に対する過去の降雨履歴や地域性の違いを客観的に評価できる可能性を示したものであり、このことも順調に進呈していると判断した要因である。また2)と3)の事項については、九州と北海道で、AIを活用した同様のアプローチによって、短期雨量と土壌雨量指数を用いて土砂災害発生危険基準線についての情報を収集し、地盤・地形・地質特性および降雨情報などとの関係について分析を行い、影響指標を具体化するための方法論が示されている。この成果も着実に進展していると考える理由である。さらに、新たな形態の斜面災害リスクを評価可能な豪雨時の降雨浸透・流出を考慮した広域/狭域斜面安定解析手法を提案できたこともその理由である。また、河川堤防のリスク評価についても河川水位の上昇速度に着目した手法が九州の事例をベースに計画通り提示されており、今後、九州と北海道での河川堤防のリスク評価への展開が期待される。

Strategy for Future Research Activity

本研究は、九州と北海道を研究拠点にもつ9名のメンバーで実施している。先に述べたように概ね順調に進展していると判断しており、オンラインツールを適切に活用しながら、今年度も昨年度同様の考え方で研究の推進を図ることとしている。具体的には、1)9名のメンバーで定期的な協議会をオンラインツールと対面で適宜開催し、個々人の進捗状況やその時に抱えている課題などを共有し、全員で個々の目標と解決策などを出し合うようにすること、また、2)自然斜面、切土のり面、道路盛土・河川堤防のワーキングごとでも研究方針に沿った課題を設定し、意見交換の場を創り、関連機関との連携も深めながら、具体的な研究の推進を分担者自信やチーム単位で図っていくことも継続したいと考えている。例えば、新たに提案された流出を考慮した広域/狭域斜面安定解析手法によれば、設計降水量では対応できない確率降雨に伴う表流水の発生に対して、斜面災害危険箇所を抽出するとともに、地表流の流出経路となる舗装構造や小段排水溝・斜面保護工など交通インフラの設計・維持管理方法を再構築することが可能であるとの理解から、北海道と九州を対象に良い適用事例を示せればと考えている。また、降雨と地震動の履歴順番の違いや融雪履歴によって斜面の安定性が変化することを見える化できないかとも考えている。3)最終的な成果をイメージして、研究代表者の責任として、冊子などを想定した成果報告書の構成案の議論も深めることと質の高い論文にまとめるなど社会に向けた情報発信も積極的に考えたい。さらに、4)災害免疫力の違いを地域ごとに工学的に評価し、それを反映した命を守るための地盤災害脆弱性マップの総合的な評価手法を具体的な事例として示すための検討も始めたい。

  • Research Products

    (32 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (29 results)

  • [Journal Article] Pore structure and falling rate stage of evaporation in homogeneous sandy soil profiles2022

    • Author(s)
      Hussary Jumana、Alowaisy Adel、Yasufuku Noriyuki、Ishikura Ryohei、Abdelhadi Monther
    • Journal Title

      Soils and Foundations

      Volume: 62 Pages: 101108~101108

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2022.101108

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Practical reliability analysis for earthquake-induced 3D landslide using stochastic response surface method2021

    • Author(s)
      Kiyonobu Kasama, Zentaro Furukawa, Lihang Hu
    • Journal Title

      Computers and Geotechnics

      Volume: Vol.137 Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.compgeo.2021.104303

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 含水比変化を計測可能な可撓性帯状センサーの開発とその機能を活かした模型盛土への適用2021

    • Author(s)
      荒木亮太、石藏良平、安福規之、アデル・アロウイシ―、左近貴浩、上松正和
    • Journal Title

      第14回環境地盤工学シンポジウム論文集

      Volume: Vol.1 Pages: 385-390

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Use of fracture crossing method for a slope road disaster risk map under heavy rainfall2022

    • Author(s)
      小田将太郎,村上哲,西智美,吉村辰朗
    • Organizer
      Hanoi Geoengineering 2022
  • [Presentation] せん断中における植物の生体電位反応を用いたせん断応力の予測の検討2022

    • Author(s)
      松田昂大,古川全太郎,笠間清伸,八尋裕一
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 多亀裂性風化岩層を有する変成岩斜面の豪雨時被圧化現象の解明2022

    • Author(s)
      上田眞之介,村上哲,西智美
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 令和3年8月豪雨による市道下辺春白木線の斜面崩壊について2022

    • Author(s)
      小田将太郎,村上哲,西智美,吉村辰朗,村嶋光明
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 平坦な後背地を有する斜面の降雨時地下水位変動に関する解析的検討2022

    • Author(s)
      主計元宏,村上哲,西智美
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 朝倉市を対象とした斜面崩壊発生地の予測のための断裂交差法の有効性2022

    • Author(s)
      無津呂太一,小田将太郎,村上哲,西智美
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 機械学習を用いた広域斜面崩壊危険度評価2022

    • Author(s)
      坂本達彦,笠間清伸,古川全太郎
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 潅水・風・引張刺激によるスギの生体電位変動特性2022

    • Author(s)
      竹田梨夏 ,古川全太郎,笠間清伸,八尋裕一
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 福岡県における豪雨時斜面道路被害と雨量超過比の関係2022

    • Author(s)
      野見山祐介,村上哲,西智美
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 斜面特性を活かした表層崩壊発生予測手法の高度化について2022

    • Author(s)
      森本泰介, 安福規之, 石藏良平
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 初期地下水位に着目した河川堤防基礎地盤ののパイピング破壊リスクに関する実験的検討2022

    • Author(s)
      小無田大翔、石藏良平、安福規之、Adel ALOWAISY、小井手宏行
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 河川水位による浸透外力に着目した堤防基礎地盤のパイピング破壊リスクに関する研究2022

    • Author(s)
      小井手宏行、石藏良平、 安福規之、Adel ALOWAISY
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 薩摩川内市における土砂災害警戒情報と洪水警報の発令順と間隔に関する分析2022

    • Author(s)
      武元有希子,酒匂一成,伊藤真一
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会
  • [Presentation] 高速道路盛土の法面安定性に及ぼす地震動および津波の影響2022

    • Author(s)
      林崎 翔汰、川尻 峻三、小山 真輝、引地 祥太
    • Organizer
      地盤工学会北海道支部技術報告集
  • [Presentation] Slope stability analysis in wide and narrow area considering infiltration and runoff2022

    • Author(s)
      何文兆,石川達也
    • Organizer
      地盤工学会北海道支部技術報告集
  • [Presentation] Evaluation of Resilient Modulus of Asphalt Pavement in Cold Region Based on Thermo-Hydro-Mechanical Coupling Simulation2022

    • Author(s)
      司君令,石川達也,丸山記美雄,上野千草
    • Organizer
      地盤工学会北海道支部技術報告集
  • [Presentation] Catchment-scale slope stability analysis of Typhoon 10 induced slope failure based on digital elevation modeling2021

    • Author(s)
      何文兆,石川達也
    • Organizer
      第56回地盤工学 研究発表会
  • [Presentation] 令和 2 年 7 月豪雨による地盤変状に伴う道路被害の地域性の調査2021

    • Author(s)
      小田 将太郎、村上 哲、西 智美、廣渡 幸大
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 令和2年7月豪雨における福岡県内の降水状況と過去の豪雨災害時との比較2021

    • Author(s)
      村上 哲
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会講演概要集
  • [Presentation] 初期地下水位に着目した筑後川被災堤防のパイピング破壊リスクに関する解析的検討2021

    • Author(s)
      小井手宏行、石藏良平、 安福規之、Adel ALOWAISY
    • Organizer
      第56回地盤工学 研究発表会
  • [Presentation] 層理・風化特性を反映させた 切土のり面の安定度指標の提案と適用2021

    • Author(s)
      安福規之, 宇多涼太朗, 石藏良平, Adel Alowaisy
    • Organizer
      第56回地盤工学 研究発表会
  • [Presentation] 複合外力を受ける火山灰盛土の崩壊現象とその評価2021

    • Author(s)
      楠田侑平,稲葉匠,川村志麻
    • Organizer
      第56回地盤工学 研究発表会
  • [Presentation] 福岡県筑後地方の令和 2 年 7 月豪雨道路被害地点を用いた断裂交差法の有効性の検討2021

    • Author(s)
      小田 将太郎、村上 哲、吉村辰郎,磯貝太
    • Organizer
      第56回地盤工学 研究発表会
  • [Presentation] シラスを含む土の間隙モデルの素体積高さの決定方法に関する検討2021

    • Author(s)
      中島亮輔,酒匂一成,伊藤真一,北村良介
    • Organizer
      第56回地盤工学 研究発表会
  • [Presentation] 携帯型ミニディスクインフィルトロメータから算出される現場飽和透水係数の精度向上に関する検討2021

    • Author(s)
      小川大輝,酒匂一成,伊藤真一
    • Organizer
      第56回地盤工学 研究発表会
  • [Presentation] SPH法を用いた二次元斜面崩壊シミュレーションによる斜面崩壊形態に関するパラメトリックスタディ2021

    • Author(s)
      束元大介,酒匂一成,伊藤真一
    • Organizer
      第56回地盤工学 研究発表会
  • [Presentation] 豪雨時の降雨浸透・流出を考慮した広域/狭域斜面安定解析2021

    • Author(s)
      石川達也,何文兆
    • Organizer
      第60回日本地すべり学会研究発表会
  • [Presentation] 降雨時の浸透能を考慮した自然斜面崩壊発生予測手法の高度化に関する研究2021

    • Author(s)
      森本泰介, 安福規之, 石藏良平, アデル・アロウイシー
    • Organizer
      第76回土木学会年次学術講演会
  • [Presentation] 雨量特性値を用いた令和 2 年 7 月豪雨 による福岡県内の 道路被害状況の分析2021

    • Author(s)
      村上 哲、小田 将太郎
    • Organizer
      第76回土木学会年次学術講演会

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Published: 2022-12-28  

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