| 研究課題/領域番号 |
22K14460
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分25030:防災工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 |
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研究代表者 |
村田 一城 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 研究官 (30827192)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 海底地すべり / 津波 / 海洋再生可能エネルギー / 洋上風力発電 / 波力発電 / 災害リスク評価 / 粒子法 / 海洋空間計画 / 海底ジオハザードマップ / 海底ジオハザード / 衝撃力 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地震や波浪に伴う海底地盤の液状化・地すべり現象は，洋上風力係留チェーン切断やアンカー損失，浮体間衝突，杭基礎の損壊，周辺地盤の洗堀等の様に甚大な連鎖被害を海洋施設に及ぼす．しかしその被害の規模や範囲，頻度等の詳細評価技術は国内外問わず未だ整備されていない．
本研究は，海底地すべりによって発生する土砂流動体が海洋エネルギー発電に及ぼす一連の衝撃現象を評価可能な数値計算手法を開発すると共に，各種発電設備の導入設置海域の構造物流動リスクの有無および土砂流動体がもたらす衝撃荷重特性を評価することを目的とする．さらに，各種発電設備の新たな減災対策法とその基盤概念について考察し，その重要性を提示する．
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| 研究実績の概要 |
令和5年度は，昨年度の系統的取り組みとして，日本沿岸域の海底ジオハザードを含む総合的な津波リスク評価について，地理情報システムを通じたＤＢ化・分析作業を実施した．また，海底地すべりが洋上風力発電基礎に及ぼす衝突現象を評価可能な数値計算手法の開発に取り組んだ．具体的には，混相流解析を得意とする粒子法に着目し，粒子法混相流モデルの海底地すべり流動現象への適用可能性について，実応力下（遠心力場）の長大水路における海底地すべり流動の既存実験の再現計算に基づき検証した．さらに，沿岸・海洋域（水深60ｍ）で発生した海底地すべりを想定し，洋上風力の係留アンカー装置に及ぼす衝撃圧の基本的特性について検討した．結果，本研究によって提示した粒子法混相流モデルは，海底地すべりの流動距離が約50mまでの珪砂実験ケースに対して，高密度流体モデルとして再現し得ることを見出すとともに，水深60ｍ付近で発生する海底地すべりの係留装置への衝撃圧影響は大きいことを確認した．
また，上記の一連の取り組みによって，静水中に海底地すべりが発生した場合，顕著な海面攪乱（海底地すべり津波）への影響成分が介在することを見出した．海洋再生可能エネルギーは，比較的浅い水深域（～60m）に導入されることが多いことから，海底地すべりによって起因する津波メカニズムの詳細理解や施設におよぼす総合的な津波リスクを評価するため，振り子式波力発電（平塚波力発電所）が導入された相模湾海域を事例に取り分析および評価した．結果，相模湾で発生した1923年関東地震の津波主要成分においては，海底地すべりによる影響度が大きいことを地震前後の水深変化記録に基づく分析から見出した．さらに，防波堤前面に設置した振り子式波力発電施設の津波リスクは，現行の内閣府による元禄関東地震モデルを想定した場合，発電所上部デッキに津波が浸水する危険性がないことを確認した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
海底地すべりが海洋エネルギー発電基礎に及ぼす衝撃荷重特性を定量的に評価するための数値計算モデル開発において，実応力下（遠心力場）の長大水路における海底地すべり流動の既存実験に対して，本モデルの良好な再現性を確認できた．また，細粒なシルト質を含む海底地すべり流動現象においては，実験結果との差異が認められ，本モデルでの課題点を見出すことができ，令和6年度以降の研究推進の目処がついた．
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度と同様，継続して海洋エネルギー発電の導入海域における海底地盤情報（例えばN値等）の調査を実施するとともに，模型実験との再現性評価について精査していく．また，海洋エネルギーの大規模展開に向けた沿岸・海洋域の総合的災害リスク評価を実施するため，海洋ハザードに調和した発電施設の導入計画法および防災対策法について順次評価検討していく．
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