2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of a system for selecting safe routes of evacuation from landslides and floods in villages in valleys
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20K05029
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
水野 秀明 九州大学, 農学研究院, 准教授 (80356104)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 土砂災害 / 暗渠閉塞 / 数値解析 / 再現計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は実際に暗渠の閉塞に伴う土砂・洪水氾濫現象を数理モデルで再現するとともに、暗渠が閉塞した原因を推測することを実施した。対象とした土砂災害は平成29年九州北部豪雨時における大分県津久見市内で発生したものとした。数理モデルの精度を検証するために、土砂の堆積により閉塞を生じた暗渠の形状を、大分県津久見市役所より提供していただいた平面図・縦断図・横断図より推定した。当該暗渠は２ヶ所の湾曲部を有しており、そのうち上流側の暗渠を対象に、その形状をおおむね２０分の１に縮小した実験水路を製作した。実験に際しては、1.31リットル毎秒で水を供給した。その結果、暗渠内で跳水が発生し、水面が暗渠の天井にまで達したことを確認した。３次元数値解析と２次元数値解析を用いて、実験結果を再現したところ、３次元数値解析は実験結果を精度良く再現できた。一方、２次元計算は実験結果をあまり精度良く再現できなかった。これは摩擦力の評価方法を開水路のまま適用したため、流れは暗渠底面からのみ摩擦力を受けるとしたことによると考えられた。そこで、それらの原因を考慮できるよう、今後、暗渠内の摩擦力に関する数理モデルを改良していく必要があると言える。災害当時の暗渠内での流れを３次元数値解析で分析したところ、暗渠の湾曲部で流速が急激に減少するとともに、水面が暗渠の天井に到達したことが明らかとなった。このことより、流速の急激な低減によって、流砂は遅く移動するようになり、停止したと推測できた。また、大分県津久見市内の渓流を現地調査し、渓流の形状と暗渠の埋設位置を確認したが、避難に用いる道路の形状や勾配など、住民の避難を数理モデル化する際に必要となるパラメータを詳細に確認できていない。そのため、次年度、再度調査し、把握する必要がある。
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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
当初の予定通り、水路実験での暗渠内の流れと流砂の挙動と閉塞過程を明らかにするとともに、実際に暗渠の閉塞に伴う土砂洪水氾濫の生じた渓流を対象とした、水路模型実験および２次元・３次元数値解析によって暗渠を含めた地形条件と流れの特徴を明らかにするとともに、流砂の停止に影響を及ぼす流速の変化を明らかにした。３次元数値解析は精度良く流れを再現できた一方で、２次元数値計算は精度良く再現できていないことから摩擦力などの数理モデルを改良する必要がある。
また、昨年度と同様に、本研究の対象としている大分県津久見市内の土石流危険渓流とその流域内に存在する暗渠（雨水排水路）の地形的な特徴や避難経路にかかわる道路の特徴を把握するための現地調査を実施したものの、コロナウィルス感染症拡大防止の観点から短時間かつ少人数で行ったため、十分に把握できていない。そのため、次年度、再度、現地調査を実施する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、２次元浅水流方程式及び侵食・堆積速度に基づいた数理モデルを改良・開発するとともに、精度検証のための水路実験を実施する。数値解析の結果と水路実験の結果を比較し、数理モデルの改良による効果を検証する。また、平成29年九州北部豪雨時に暗渠の閉塞による土砂・洪水氾濫が発生した、大分県津久見市内の渓流を対象に、人家・道路・避難所等の位置を把握するとともに、道路の状況を現地調査し、住民の避難に影響を及ぼす構造物等を現地調査で把握する。さらに、個別要素法などを用いて住民の行動を数理モデル化し、前述の数値解析手法と併せて、土砂・洪水氾濫時の効率的な避難のルートを検索する手法を開発する。
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| Causes of Carryover |
コロナウィルス感染拡大に伴い「まん延防止等重点措置」が発令されたため、現地調査を行うことができなかった。現地調査を次年度に実施する事とした。
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Research Products
(2 results)
