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土石流規模の予測に向けた山体の三次元的な集水領域の指標化と流量ピーク推定法の提案

研究課題

研究課題/領域番号 20K04706
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22040:水工学関連
研究機関京都大学

研究代表者

中谷 加奈  京都大学, 防災研究所, 教授 (80613801)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード土石流 / 集水領域 / 規模推定 / GIS / 数値シミュレーション / 規模予測 / 指標化 / 三次元 / 三次元的な集水領域 / 流量ピーク
研究開始時の研究の概要

土石流時には流域への降雨量より多くの水流出が推定されることが経験的に知られる。これは、降雨を受ける表面地形を二次元的に捉えた従来の流域面積は集水領域が十分でないのでは、と着想した。土石流時には数時間~数日など長時間の降雨が集水領域に貯留されて、数分~数十分などの短時間で一気に流出したと推定されるが、短時間の急激な流量のピークを推定する適切な手法がない。
本研究は、土石流規模の予測に向けて、山体内の水貯留や渓流を越える水移動も考慮した三次元的な集水領域の指標化を新たに提案する。また、防災に貢献するために、集水領域に貯留された水が短時間で流出する土石流の流量ピークを推定できる解析手法を提案する。

研究成果の概要

本研究は、土石流規模の予測に向けて山体内部の水貯留や流域を越える水移動を考慮した新たな集水領域の指標化を提案するとともに、土石流規模に影響する要因を明らかにすることを目指した。土石流事例について調査や実験を実施し、地形・地質的な差に着目してデータ整理、GIS分析、土石流シミュレーションを実施した。土石流規模を表す地形指標は、従来の二次元的な流域に加えて、流域を三次元化した山体の体積、隣接渓流を考慮した広範囲の山体を含む集水領域を考慮して、山体の体積が土石流規模を表現し得ることを示した。土石流ピーク流量を表現する解析方法を提案して、土石流規模や挙動を表現する各種パラメータの設定方法を検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

土石流災害を軽減するためには、規模予測を精確に行うことが求められる。従来、土石流規模を示す指標に二次元的な流域面積が用いられる。しかし、発生した土石流の土砂量や、土石流として挙動するのに必要な降雨由来の水の量が、流域面積では十分表現されなかった。広島県内の土石流事例を対象として、調査やGIS分析、シミュレーションにより検討して、流域を三次元化した山体の体積を用いることで土砂量をベースとした土石流規模が表現されること、隣接流域を含む広い山体で水の量を検討すると、必要な水の量が表現されることを明らかにした。更に土石流の流量ピークを推定する解析手法を提案して、防災に貢献する知見を得た。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 土石流の規模推定に向けた山地渓流の集水領域に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      中谷加奈,里深好文
    • 雑誌名

      自然災害科学

      巻: 41 ページ: 141-150

    • 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
  • [学会発表] マルチシナリオによる住宅地内の土石流リスクの評価方法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      中谷加奈, 青柳昌憲, 小杉賢一朗, 里深好文
    • 学会等名
      令和5年度砂防学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 山間部からの土砂流出シミュレーションシステムの開発と防災への適用2023

    • 著者名/発表者名
      中谷加奈
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2023年大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 土石流の規模推定に向けた集水領域の指標化に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      中谷加奈、辻淳基、小杉賢一朗
    • 学会等名
      令和4年度(公社)砂防学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 土石流規模予測に向けた集水領域の指標化に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      辻淳基、中谷加奈、小杉賢一朗、長谷川祐治、里深好文
    • 学会等名
      令和3年度(公社)砂防学会オンライン研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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