| Project/Area Number |
23K17773
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江本 賢太郎 九州大学, 理学研究院, 准教授 (80707597)
田口 貴美子 東北大学, 理学研究科, 助教 (80965335)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 光ファイバー / 分散型音響センシング / 振動 / 土石流 / 火砕物 / 桜島火山 / 分散型音響計測 / 分散型音響計測システム / 地震観測 |
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| Outline of Research at the Start |
光ファイバーと分散型音響計測システム（DAS）を用いて桜島の火山性土石流の検知し、土石流の速度を決定することを目的とする。土石流の検知はワイヤーセンサーとカメラにて行われ、前者であればワイヤー破損が生じ、後者であれば夜間や悪天候時の土石流の見逃しがある。本研究で提案する手法は土石流に伴う振動を観測するため、直接的な土石流の影響を受けず、天候に左右されずに土石流検知が可能である。本研究が成功すれば、砂防施設の土石流の流下方向に延長している光ファイバーに適用可能であるため、火山以外の土石流への適用といった発展性がある。
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| Outline of Final Research Achievements |
Debris flows are typically detected using wire sensors and cameras. However, wire sensors become unusable once the wire is broken by a debris flow, preventing the detection of subsequent flows. Cameras, on the other hand, may miss debris flows that occur at night or during poor weather conditions. In recent years, seismic and volcanic monitoring using fiber optic cables and Distributed Acoustic Sensing (DAS) systems has become more common. In this study, DAS observations were conducted using optical fibers, effectively creating a network of numerous seismometers deployed along the rivers of Sakurajima volcano. By comparing DAS recordings with camera footage, we detected more debris flows than with wire sensors. Furthermore, by analyzing the amplitude distribution and phase of vibrations associated with debris flows, we determined the spatiotemporal changes in the vibration source location and successfully tracked the flow paths of the debris flows.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
土石流が発生する河川には砂防施設があり、光ファイバーが敷設されている。そのため、火山以外の土石流についてもDASを導入することで検知が可能となる。DASにより土石流に伴う振動を観測するため、天候に左右されずに土石流検知ができる。また、ワイヤーセンサーが補修できない状況においても、土石流検知が可能である。土石流の流動過程をＤＡＳから得られた多数箇所の振動から詳細に明らかした。そのため、DASを多くの河川に導入することで、土石流の流動過程の研究がより進展すると期待される。
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