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土石流の数値シミュレーションと現地観測に基づいた土砂流出量の長期推定モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16J02197
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 自然災害科学・防災学
研究機関筑波大学

研究代表者

經隆 悠  筑波大学, 生命環境科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2017年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2016年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード土石流 / UAV / SfM-MVS / 数値シミュレーション / 扇状地 / 深層崩壊
研究実績の概要

静岡県大谷崩一の沢流域において,土石流と降雨の観測,ドローンによる地形測量を行った。昨年度の成果から、土砂流出量推定に扇状地での土石流の動態を考慮する必要があると考え、調査・観測範囲を下流部の土石流扇状地まで拡大した。地形測量とインターバル撮影を組み合わせることで,発生・流下した土石流の多くが扇状地の上流部で停止するものの,土石流の継続時間が長い場合に,扇状地で幅10 m・深さ3 m以上の侵食が生じることが明らかになった。つまり、流下する土石流の規模に応じて、扇状地からの土砂流出量が大きく変化する。
次に、昨年度行った土石流扇状地に関する水路実験結果の解析を進めた。これにより平均粒径が等しい均一粒径土石流と混合粒径土石流では、流下中の波形および流速にはほとんど差がないことが分かった。しかしながら、氾濫初期の土石流先頭部の到達距離は、均一粒径では約3 mであるのに対し、混合粒径では約2.2 mと両者で明確な違いが生じた。これは、混合粒径土石流では、流れの先頭部に大きな礫が集積することで、流れの抵抗が増加するためだと考えられた。これによって、混合粒径では扇状地下流部がより厚くなり、不飽和領域が形成されることで、後続の土石流の流下方向が変化し、左右非対称な扇状地が形成された。
以上の知見を踏まえ、観測で得られた扇状地での土石流の侵食・堆積プロセスの再現数値シミュレーションを行った。しかし、調査で得られたような扇状地の侵食や、実験で見られた流下方向の変化を再現することはできなかった。そのため、実測した土砂流出量の数値シミュレーションによる推定精度は低かった。これは、従来の数値シミュレーションでは、扇状地を含む堆積層内部の水分条件の変化を考慮できないためだと考えられた。そのため、今後水分条件の変化を再現可能な計算手法を開発することで土砂流出量精度を向上できると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Relationship between the accumulation of sediment storage and debris-flow characteristics in a debris-flow initiation zone, Ohya landslide body, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Imaizumi Fumitoshi、Hayakawa Yuichi S.、Hotta Norifumi、Tsunetaka Haruka、Ohsaka Okihiro、Tsuchiya Satoshi
    • 雑誌名

      Natural Hazards and Earth System Sciences

      巻: 17 号: 11 ページ: 1923-1938

    • DOI

      10.5194/nhess-17-1923-2017

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 大規模崩壊地における土石流の流下と地形変化の関係2016

    • 著者名/発表者名
      經隆悠, 堀田紀文, 今泉文寿, 早川裕弌
    • 雑誌名

      中部森林研究

      巻: 64 ページ: 117-120

    • NAID

      120006862889

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Towards long-lasting disaster mitigation following a mega-landslide: high-definition topographic measurements of sediment production by debris flows in a steep headwater channel2016

    • 著者名/発表者名
      Hayakawa Yuichi, Imaizumi Fumitoshi, Hotta Norifumi and Tsunetaka Haruka
    • 雑誌名

      Geomorphology for Society, Springer

      巻: 8 ページ: 125-147

    • DOI

      10.1007/978-4-431-56000-5_8

    • ISBN
      9784431559986, 9784431560005
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2013年台風26号によって伊豆大島で生じた表層崩壊の発生機構について2016

    • 著者名/発表者名
      堀田紀文, 後藤優弥, 山川陽祐, 經隆悠, 正岡真也, 今泉文寿
    • 雑誌名

      第8回土砂災害に関するシンポジウム論文集

      巻: 8 ページ: 7-11

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 三次元計測技術の土石流研究への適用性と課題2017

    • 著者名/発表者名
      經隆悠,堀田紀文,今泉文寿,早川裕弌,篠原慶規,増井健志,酒井佑一,西口幸希,日名純也
    • 学会等名
      平成29年度(公社)砂防学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 多地点観測による土石流段波の流動特性2017

    • 著者名/発表者名
      横田優至,増井健志,經隆悠,今泉文寿,堀田紀文,早川裕弌,逢坂興宏,土屋智
    • 学会等名
      平成29年度(公社)砂防学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 荒廃渓流源頭部において地形要因が土石流の流動特性へ与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      増井健志,横田優至,經隆悠,今泉文寿,堀田紀文,早川裕弌,逢坂興宏,土屋智
    • 学会等名
      平成29年度(公社)砂防学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 土石流の粒度分布が土石流扇状地の形成過程に及ぼす影響 SfMを用いた土石流水路実験の再現2017

    • 著者名/発表者名
      經隆悠,堀田紀文,酒井佑一,西口幸希,日名純也
    • 学会等名
      第9回GIS-Landslide 研究集会および第5回高解像度地形情報シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Influence of grain-size distribution on formation of debris-flow fan2016

    • 著者名/発表者名
      Tsunetaka Haruka, Hotta Norifumi, Sakai Yuichi, Nishiguchi Yuki, Hina Junya
    • 学会等名
      Joint Workshop of 2016 International Debris-flow Workshop and 6th International Workshop of Multimodal Sediment Disasters
    • 発表場所
      Obaku Plaza, Uji Campus, Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Using an unmanned aerial vehicle to examine influence of topography on development of debris flows in initiation zone of Ohya-landslide, Japan2016

    • 著者名/発表者名
      Tsunetaka Haruka, Hotta Norifumi, Imaizumi Fumitoshi, Hayakawa Yuichi
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2016
    • 発表場所
      Makuhari Messe, Chiba, Japan
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小型無人航空機を用いた大規模崩壊地における地形変化が土石流に及ぼす影響の検討2016

    • 著者名/発表者名
      經隆悠,堀田紀文,今泉文寿,早川裕弌
    • 学会等名
      平成28年度(公社) 砂防学会定時総会並びに研究発表会「富山大会」
    • 発表場所
      富山市民会館(富山県富山市)
    • 年月日
      2016-05-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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