2020 Fiscal Year Research-status Report
Basic study on the advancement of the resistance law and wave force evaluation of tsunami inundation flow with sediment
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20K05041
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
松冨 英夫 秋田大学, 名誉教授, 名誉教授 (20134083)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有川 太郎 中央大学, 理工学部, 教授 (00344317)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 津波 / 氾濫水密度 / 抵抗則 / 波力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「移動床下の津波氾濫流（非定常流）の実用的な抵抗則」に関しては、入射フルード数が2強下で土砂粒度を変化させながら水理実験を実施し、入射氾濫水深や入射フルード数、氾濫水密度の実験データを取得・蓄積して、入射フルード数と相対水深（入射氾濫水深／中央粒径）の両方に依存する取り扱い易く実用的な抵抗則を暫定的に提示した。
「抵抗則と氾濫水密度、遡上高（域）の関係」に関しては、上記の暫定的な抵抗則を用いて、入射フルード数と相対水深の両方に依存する取り扱い易く実用的な氾濫水密度評価式を暫定的に提示し、氾濫水密度（抵抗則とも言える）と遡上高（域）の関係に関する理論解を導出した。また、洪水氾濫による氾濫水密度の実態調査や評価法、上記の津波遡上理論における沖側入力条件の検討も行った。
「氾濫水密度と津波荷重の関係」に関しては、砂やシルトを含む氾濫流の水理実験を実施し、氾濫水密度や氾濫流先端の水面勾配、波力（津波荷重）の大きさを比較しながら波圧係数（諸構造物前面浸水深／入射氾濫水深）による検討を行い、入射フルード数が同じでも砂やシルトを含むことで相対的に波圧が増大する可能性があることを示した。また、氾濫水密度と津波荷重の関係を検証・検討するための数値解析法の開発に着手した。
「波周期と津波荷重の関係」に関しては、上記の水理実験で取得した波力と水理実験条件（タンク水深で、波周期とも言える）の関係を検討するとともに、両者の関係を検証・検討するための数値解析法の開発に着手した。
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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
「移動床下の津波氾濫流の実用的な抵抗則」に関しては、実験水路の改変により入射フルード数が2強下で水理実験ができるようにし、土砂粒度を変化させて入射氾濫水深や入射フルード数、氾濫水密度の実験データを取得・蓄積し、入射フルード数と相対水深の両方に依存する取り扱い易く実用的な抵抗則を暫定的に提示しており、ほぼ予定通りに研究は進展している。この実験では清水をはじめ、土砂を含む氾濫流の遡上高（域）実験も行っている。
「抵抗則と氾濫水密度、遡上高（域）の関係」に関しては、上記の暫定的な抵抗則を用いて、入射フルード数と相対水深の両方に依存する取り扱い易く実用的な氾濫水密度評価式を暫定的に提示するとともに、氾濫水密度と遡上高（域）の関係に関する理論解の導出を行い、抵抗則の遡上高（域）への影響も検討しており、ほぼ予定通りに研究は進展している。
「氾濫水密度と津波荷重の関係」に関しては、砂やシルトを含む氾濫流の水理実験を実施し、氾濫水密度や氾濫流先端の水面勾配、波力の大きさを比較しながら波圧係数による検討を行っており、ほぼ予定通りに研究は進展している。氾濫水密度と津波荷重の関係を検証・検討するための数値解析法に関しては開発中にとどまっている。
「波周期と津波荷重の関係」に関しては、水理実験で取得した波力と水理実験条件（タンク水深）の関係を検討しており、ほぼ予定通りに研究は進展している。波周期と津波荷重の関係を検証・検討するための数値解析法に関しては開発中にとどまっている。
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| Strategy for Future Research Activity |
「移動床下の津波氾濫流の実用的な抵抗則」に関しては、実験水路の改変を行い、実験条件と土砂条件（三陸海岸や仙台海岸、福島海岸の土砂）を変えて水理実験を継続し、実験データの取得・蓄積を図り、取り扱い易く実用的な抵抗則の普遍化に取り組む。ただし、新型コロナの流行により土砂採取が困難な場合は人工砂（硅砂など）の利用を考える。また、本研究の抵抗則と振動流の抵抗則の対応関係を検討し、抵抗則の普遍性を追求する。
「抵抗則と氾濫水密度、遡上高（域）の関係」に関しては、実験水路の改変を行い、実験条件と土砂条件を変えて水理実験を継続し、実験データの取得・蓄積を図り、取り扱い易く実用的な氾濫水密度評価式の普遍化に取り組む。また、氾濫水密度と遡上高（域）の関係に関する理論をより普遍化するため、土砂の粒度や移動限界を考慮した理論へ高度化していくことを考えている。
「氾濫水密度と津波荷重の関係」に関しては、実験条件と土砂条件を変えて水理実験を継続し、実験データの取得・蓄積を図り、取り扱い易く実用的な氾濫水密度と津波荷重の関係の普遍化に取り組む。数値解析法を開発し、氾濫水密度と津波荷重の関係を検証する。また、多くの数値解析例を通して氾濫水密度と津波荷重の関係の普遍化に数値解析法を貢献させる。
「波周期と津波荷重の関係」に関しては、実験条件と土砂条件を変えて水理実験を継続し、実験データの取得・蓄積を図り、取り扱い易く実用的な波周期と津波荷重の関係の普遍化に取り組む。数値解析法を開発し、波周期と津波荷重の関係を検証する。また、多くの数値解析例を通して波周期と津波荷重の関係の普遍化に数値解析法を貢献させる。
水理実験は基本的に令和3年度までで終えることとし、最終年度は研究成果の取りまとめと社会への還元方法の検討を活動の中心にする。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は新型コロナの流行により研究成果発信のための国内会議（第67回海岸工学講演会）と国際会議（第37回国際海岸工学講演会は延期となり、代わってバーチャル国際海岸工学講演会）がともにリモート開催となり、国内会議と国際会議の参加旅費の支出が不要となったためである。
使用計画として、当初は国際会議参加旅費を令和2年度と令和4年度に1名分ずつ計上していたが、令和4年度に開催される国際会議（第37回国際海岸工学講演会、豪州シドニー開催、2022年7月3日～8日）へ研究代表者と研究分担者の2名を派遣することを考えている。
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