2020 Fiscal Year Annual Research Report
内・外水氾濫リスク評価モデルの高度化とその水理実験・現地観測による検証
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20H02414
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
川池 健司 京都大学, 防災研究所, 准教授 (10346934)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武田 誠 中部大学, 工学部, 教授 (50298486)
山野井 一輝 京都大学, 防災研究所, 助教 (30806708)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 自然災害 / 減災 / 水工水理学 / 洪水氾濫 / 内水氾濫 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
建物内部への浸水を考慮した簡易な模型実験を行い，数値解析によりその再現計算を行った．氾濫水が浸入する建物の隙間をスポンジで代用し，単独の建物模型を設置した実験から建物内部に侵入する流量の時間変化を計測した．この結果から，数値解析モデルにおいて建物境界から建物内部に流入する流量をトリチェリの式で表現できることを確認し，そのパラメータを同定した．つぎに，この建物模型を複数配置した場において，複数地点での氾濫水深の時間変化を計測し，数値解析結果と比較することでモデルの妥当性を示すことができた．また，広域の仮想都市域において本モデルを適用し，現行の氾濫解析マニュアルの手法と建物内部への浸水を考慮した手法とで結果を比較して，結果に顕著な差が生じることを示した．その他に，非浸水と仮定した建物の存在が氾濫流の挙動に与える影響を考慮するため，破堤氾濫の場で数値解析を行ったところ，建物の存在によって破堤点近傍の氾濫水深が増加する結果が得られた．
また，氾濫台を用いて，農地の畦畔と灌漑水路が存在する地形を再現し，土砂を含んだ洪水流を与えて土砂の堆積状況を計測した．その結果，氾濫流の主流方向に沿って土砂は堆積し，とくに灌漑水路が存在することで水路内部に土砂が堆積するなどの大きな影響を受けることがわかった．また，畦畔が存在することで，その周囲で3次元的な流れが発生して土砂堆積特性が変化するが，畦畔の高さに対して相対的な氾濫水深が小さいほどその影響を大きく受けることがわかった．掃流砂と浮遊砂を考慮した2次元数値解析モデルを構築して，これらの実験の再現計算を行ったところ，実験結果を精度よく再現することができた．
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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
建物内部への浸水を考慮した氾濫解析モデルの検証については，建物模型を簡易に配置した実験を行うことができ，数値解析モデルとの比較も行うことができた．また，氾濫原への土砂堆積モデルの検証については，農地を再現した地形での実験を行うことができ，2次元解析モデルによる解析結果との比較もできた．内水氾濫モデルの高度化の部分は進んでいないが，研究課題全体としてはおおむね順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
建物内部への浸水を考慮した氾濫解析モデルの検証については，より詳細な建物配置を考慮した実験を行い，実領域のような建物配置にも対応できるような解析モデルへの高度化を行う．氾濫源への土砂堆積モデルの検証については，実領域への適用に鑑みて1次元・2次元の結合モデルを構築して，実験結果との比較による検証を行う．内水氾濫モデルについては，小規模排水路による雨水排水システムを考慮したモデルを構築する．
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