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水害時の避難・復旧支援のための洪水氾濫由来物質の挙動解明とフィージブルな制御

研究課題

研究課題/領域番号 19K04968
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分25030:防災工学関連
研究機関島根大学

研究代表者

佐藤 裕和  島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (90609364)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード洪水氾濫 / 水害 / 氾濫土砂 / 氾濫流木 / 氾濫土砂の制御 / 洪水氾濫由来物質の挙動解明 / 洪水氾濫由来物質の制御 / 避難・復旧支援 / グリーンインフラ
研究開始時の研究の概要

流木、土砂、ゴミといった洪水氾濫由来物質は、水害時の避難を阻害し、復旧を長期化させる要因である。また、昨今の豪雨外力の激化に伴い、氾濫物質量も増加する可能性が否定できない。一方で、物質の氾濫自体は完全には防ぎ得なくとも、氾濫域での拡散が制御できれば、被災程度が緩和されるともいえる。しかし現状は、氾濫物質の氾濫域での挙動に関する学術的知見の蓄積すら、国内外ともに乏しい。そこで本研究では、①洪水氾濫由来物質の挙動を解明すること、②それに基づく制御法を考案すること、③水害時の避難・復旧支援へ成果還元することを目指す。

研究成果の概要

実河川における洪水氾濫物質と地形・地物の状況を調査し、水理模型実験のスケールや水理条件などを決め、洪水氾濫に伴う堤内地での流木や土砂の挙動を把握した。流木や土砂の氾濫量は河道側の橋脚などの横断構造物にも左右されることを確認した。また、破堤規模の拡大とともに堤体由来の土砂氾濫量が増加し、氾濫域での堆積土砂分布は水理条件によらず破堤口の中央より上流側で多く堆積した。破堤に伴う堤体土砂の氾濫域での拡散抑制法について、河川周辺の住民が水防活動で実行できる工法や技術を念頭に、堤内地側の堤防裏法尻付近に杭や板を設置することで、無対策の場合と比較した堤体由来の氾濫土砂量が抑制できることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

河川周辺の地域住民が水防活動で実施可能な技術・工法でも破堤規模を緩和し、堤内地への土砂氾濫を抑制できる可能性を示した意義は大きい。これにより水害時に氾濫水が引いた後の氾濫土砂の処理に費やす時間の短縮に貢献できる。また、このような工夫により洪水氾濫とともに堤内地へ流入する流木やゴミの量も、堤防付近で一定量捕捉されて減じられることが期待される。このような氾濫物質の抑制は、洪水氾濫中の避難が余儀なくされた状況において、避難中の安全性の向上に寄与できる可能性も示唆している。

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Fact-finding surveys on role of flood fighting in present-day Japan and future prospects: case studies of Yodo River and Yamato River2024

    • 著者名/発表者名
      Sato Hirokazu
    • 雑誌名

      Discover Water

      巻: 4 号: 1

    • DOI

      10.1007/s43832-024-00074-0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Model experiments on hydraulic properties around multiple piers with reproduced 3D geometries2022

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Sato
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12:19938 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41598-022-24588-6

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rationality in pier geometry of Kintaikyo Bridge from viewpoint of river engineering2021

    • 著者名/発表者名
      Sato Hirokazu
    • 雑誌名

      Heritage Science

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1186/s40494-021-00576-3

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 東京湾奥部における無機炭素動態に関する連続観測2024

    • 著者名/発表者名
      遠藤雅実,佐藤裕和,佐々木淳
    • 学会等名
      第 58 回 日本水環境学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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