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津波の減災に有効な多重防御構造の最適化に関する研究

Research Project

Project/Area Number 18J11942
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Hydraulic engineering
Research InstitutionSaitama University
Research Fellow 五十嵐 善哉  埼玉大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords東北地方太平洋沖地震津波 / 減災 / 多重防御 / 氾濫シミュレーション / 水理模型実験 / 理想流況 / 非静水圧 / 河川遡上津波 / 二線堤 / 多重防御構造 / 接近流速 / 跳水 / エネルギー減衰
Outline of Annual Research Achievements

東北地方太平洋沖地震津波の被害を受けて,最大規模の津波に対しては多重防御による減災が推進されている.本研究では,地域特性を考慮し,津波の減災に最適な多重防御構造を検討するため,第一に,津波の減災に影響を及ぼす水理現象(跳水,反射等)を水理模型実験により詳細に把握した.第二に,複雑な現象について,理論的に説明することで,どのような構造において津波の減災に理想的な流況が発生するかを明らかにした.最後に,水理模型実験では再現できない長周期の波や,津波による樹木破壊等を考慮するため,複雑な水理現象を再現可能な津波氾濫シミュレーションモデルを構築した.
水理模型実験では,①河川沿いの樹林帯と堀が河川遡上津波に与える影響,②二線堤を津波が越流する際の接近流速の影響について,流況と減災効果の関係を明らかにした.
二線堤では,堤防間で跳水が発生する際に津波の減災効果が大きい.そのため,第1堤防裏法尻での正圧や,第2堤防表法尻付近の死水域の影響を考慮することにより,堤防間における跳水発生の理論式を改良した.
最後に,津波氾濫シミュレーションのため,非静水圧を無視しない解析手法の開発とその検証を行った.津波氾濫シミュレーションでは,様々な多重防御構造の効果を検討するため,計算負荷が小さい手法が必要である.そのため,本研究では,広く用いられる平面2次元の非線形長波方程式による解析と同程度の計算負荷で,かつ精度の高い手法を開発した.堤防法尻や法肩で生じる非静水圧が生じるが,それを無視した非線形長波方程式では,堤防越流計算の精度が低い.そのため,時間微分の項を除いて,非静水圧項を無視せずに解析することで,高精度で,かつ津波のような非定常流れに対しても安定した解析が可能となった.この解析手法により,実地域で検討されている多重防御構造の定量的評価が可能であることを示した.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(14 results)

All 2019 2018

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 7 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Journal Article] EFFECT OF MITIGATION BY DOUBLE EMBANKMENT AGAINST TSUNAMI WHICH OVERFLOW FROM EMBANKMENT UNDER SUPERCRITICAL CONDITION2019

    • Author(s)
      五十嵐 善哉, 小野寺 祐乃, 田中 規夫
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 75 Issue: 2 Pages: I_415-I_420

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.i_415

      10.2208/kaigan.75.I_415

    • NAID

      130007730239

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 堤防を越流する定常流および非定常流の解析モデルの改良と精度検証2019

    • Author(s)
      五十嵐善哉,君和田祐弥,田中規夫
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 75

    • NAID

      130007940255

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 接近流が射流状態のまま堤防を越流する流れに対する二線堤構造のエネルギー減衰特性2019

    • Author(s)
      小野寺祐乃,五十嵐善哉,田中規夫
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 75

    • NAID

      130007940198

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 二線堤を越流する津波の流況・跳水発生に関する理論的考察2018

    • Author(s)
      五十嵐善哉,田中規夫
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 74

    • NAID

      130007757761

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 既存海岸林の海側スペースに堤防と堀を導入するハイブリッドな津波減勢手法に関する研究2018

    • Author(s)
      君和田祐弥,田中規夫,佐藤創,座波健仁,五十嵐 善哉
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 74

    • NAID

      130007757762

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 降雨波形と破堤条件が荒川流域川島町の潜在的氾濫リスクと避難タイミングに与える変化2018

    • Author(s)
      伏見健吾,田中規夫,五十嵐善哉
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 74

    • NAID

      130007757691

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] THE CHANGES OF TSUNAMI MITIGATION AND BREAKING RATE OF BLACK-PINE COASTAL FOREST AT DIFFERENT GROWTH STAGES UNDER THINNING MANAGEMENT OF TREES2018

    • Author(s)
      IGARASHI Yoshiya、ZAHA Takehito、TANAKA Norio、SATO Hajime、TORITA Hiroyuki
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering)

      Volume: 74 Issue: 2 Pages: I_229-I_234

    • DOI

      10.2208/kaigan.74.i_229

      10.2208/kaigan.74.I_229

    • NAID

      130007504069

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effective tree distribution and stand structures in a forest for tsunami mitigation considering the different tree-breaking patterns of tree species2018

    • Author(s)
      Tanaka Norio、Sato Hajime、Igarashi Yoshiya、Kimiwada Yuya、Torita Hiroyuki
    • Journal Title

      Journal of Environmental Management

      Volume: 223 Pages: 925-935

    • DOI

      10.1016/j.jenvman.2018.07.006

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Changes in flow structures and energy reduction through compound tsunami mitigation system with embankment and lined piles2018

    • Author(s)
      Igarashi Yoshiya、Tanaka Norio、Zaha Takehito
    • Journal Title

      Ocean Engineering

      Volume: 164 Pages: 722-732

    • DOI

      10.1016/j.oceaneng.2018.07.003

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Tsunami mitigation effect and tree breaking situation of Dahurian Larch coastal forest at six growth stages under thinning management of trees2019

    • Author(s)
      五十嵐 善哉
    • Organizer
      38th IAHR World Congress, Panama City, Panama
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of existing historical second embankments in the floodplain for river flood inundation control2019

    • Author(s)
      田中 規夫
    • Organizer
      38th IAHR World Congress, Panama City, Panama
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 堤防を越流する流れに対する二線堤天端上の樹林帯効果について2018

    • Author(s)
      小野寺祐乃
    • Organizer
      土木学会関東支部発表会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of a hybrid defense system consist of a step and coastal forest on the reduction of Tsunami force.2018

    • Author(s)
      Igarashi Yoshiya
    • Organizer
      12th International Symposium on Ecohydraulics, Tokyo, Japan.
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effect of a hybrid defense system by a forest and/or moat against a Tsunami Run-up along a river2018

    • Author(s)
      Igarashi Yoshiya
    • Organizer
      21st IAHR-APD (Congress of International Association for Hydro-Environment Engineering and Research, Asia Pacific Division), Yogyakarta, Indonesia.
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2021-01-27  

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