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土砂災害の外力と境界条件に基づくリスク評価を用いた山地林のゾーニング手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23K23648
補助金の研究課題番号 22H02383 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関東京大学

研究代表者

堀田 紀文  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (00323478)

研究分担者 ゴメス クリストファー  神戸大学, 海事科学研究科, 教授 (20800577)
厚井 高志  北海道大学, 広域複合災害研究センター, 准教授 (40845294)
執印 康裕  九州大学, 農学研究院, 教授 (60221305)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード表層崩壊 / 斜面安定解析 / ゾーニング / 火山地域 / 地震 / 土石流 / 土砂流出
研究開始時の研究の概要

斜面安定解析によって表層崩壊の分布を再現・予測し,その結果にリスク評価の枠組みを流用することで指標化する.リスク評価においては外力(地震加速度,降雨強度)が確率年などで標準化できることに着目し,土砂の移動範囲を被害規模として用い,両者の関係をスコアとして判定することで,土砂災害のリスクマップが作成可能となる.過去の災害情報が整理済みの複数の対象地において,提案手法の適用・検証を行ったうえで,森林の影響を含む形でリスクマップを作成する.

研究実績の概要

2023年度は引き続き既存モデルの適用性について,検証を行うとともに,各モデルの改良を開始した.
斜面崩壊モデルに関して,従来は森林根系による補強効果を土質強度定数(粘着力)の増加として評価してきたが,現地による地下の根系分布の測定と,崩壊深度の検討から,従来モデルの適用時におく仮説が適切ではない可能性が指摘された.すべり面より上層の水平根の引き抜き試験などを用いて検討したところ,従来モデルと同程度の補強効果が見込めることが明らかとなった.今後モデルの改良に取り組むが,森林根系の補強効果による崩壊サイズの変化が検討できる点で,従来モデルに対する優位性が期待できる.また,地震外力を確立楕円として評価し,地震時加速度の空間分布を斜面安定解析に組み込んだところ,胆振東部地震時に生じた表層崩壊を,斜面方位を含めて良好に再現することができた.
土石流モデルについては,昨年度検討の実験データを用いて二流体モデルを検討したところ,浅水流方程式や粒子法などの一流体モデルに対して,流れの急変部で再現性が向上することが明らかになった.ただし,その差異はそれほど大きくないため,計算時間の問題や,計算条件の設定の容易さなどから,本研究では浅水流方程式を用いたモデルで土石流の到達範囲を評価することとした.土砂流出モデルについては,河道の堆積土砂量を実測値から与えたところ,比較的良好な再現性が得られた.今後は斜面崩壊モデルや土石流モデルと組み合わせて,土砂の生産源を適切に組み込んだうえで,最終的なリスクマップを作成することとした.

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

概ね計画通りに研究が進んでいるが,研究サイトの変更・追加や,ドローンの墜落による調査計画の延期など,当初想定していなかった状況で,スケジュールに変更は生じている.

今後の研究の推進方策

引き続き,計画に沿って研究を実施していく.

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Two-phase approach to modeling the grain-fluid flows with deposition and entrainment over rugged topography2024

    • 著者名/発表者名
      Wong Hock-Kiet、Tai Yih-Chin、Tsunetaka Haruka、Hotta Norifumi
    • 雑誌名

      Advances in Water Resources

      巻: 188 ページ: 104691-104691

    • DOI

      10.1016/j.advwatres.2024.104691

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Factors controlling volcanic debris flows two decades after the 1990?1995 eruption at Mount Unzen in Japan2024

    • 著者名/発表者名
      Park Ji-Hyeok、Shinohara Yoshinori、Gomez Christopher、Hotta Norifumi
    • 雑誌名

      Geomorphology

      巻: 453 ページ: 109119-109119

    • DOI

      10.1016/j.geomorph.2024.109119

    • 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] Effect of sprouting and corresponding root distribution of the shrub species Eurya japonica on slope stability2024

    • 著者名/発表者名
      Yamase Keitaro、Ikeno Hidetoshi、Hotta Norifumi、Imawaka Mai、Ohashi Mizue、Tanikawa Toko、Todo Chikage、Dannoura Masako、Hirano Yasuhiro
    • 雑誌名

      CATENA

      巻: 238 ページ: 107869-107869

    • DOI

      10.1016/j.catena.2024.107869

    • 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] Evaluation of influences of forest cover change on landslides by comparing rainfall-induced landslides in Japanese artificial forests with different ages2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Tadamichi、Katsuki Yoh、Shuin Yasuhiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-023-41539-x

    • 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] Climate Elasticity of Annual Runoff: Observation in Fifteen Forested Catchments on a Latitudinal Gradient in East Asia2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Nobuaki、Lai Yen-Jen、Im Sangjun、Mahali Maznah Binti、Tuankrua Venus、Kuraji Koichiro、Cleophas Fera、Tantasirin Chatchai、Gomyo Mie、Tseng Chun-Wei、Shiraki Katsushige、Hotta Norifumi、Asano Yuko、Inoue Hiroki、Nainar Anand
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 14 号: 4 ページ: 629-629

    • DOI

      10.3390/atmos14040629

    • 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] Formation Processes of Gully-side Debris-Cones Determined from Ground-Penetrating Radar (Mt. Unzen, Japan)2023

    • 著者名/発表者名
      Gomez C.、Hotta N.、Shinohara Y.、Park J.-H.、Tsunetaka H.、Zhang M.、Bradak B.、Sri Hadmoko D.、Budi Wibowo S.、Daikai R.、Yoshida M.
    • 雑誌名

      Journal of Applied Geophysics

      巻: 209 ページ: 104919-104919

    • DOI

      10.1016/j.jappgeo.2022.104919

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of debris-flow sediment grain-size distribution on fan morphology2022

    • 著者名/発表者名
      Tsunetaka Haruka、Hotta Norifumi、Sakai Yuichi、Wasklewicz Thad
    • 雑誌名

      Earth Surface Dynamics

      巻: 10 号: 4 ページ: 775-796

    • DOI

      10.5194/esurf-10-775-2022

    • 関連する報告書
      2022 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] Redistribution of the soil <sup>137</sup> Cs inventory through litter and sediment transport on a hillslope covered by deciduous forest in Fukushima, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      Oda Tomoki、Hotta Norifumi、Miura Satoru、Endo Izuki、Tanoi Keitaro、Renschler Chris S.、Ohte Nobuhito
    • 雑誌名

      Earth Surface Processes and Landforms

      巻: 47 号: 10 ページ: 2531-2543

    • DOI

      10.1002/esp.5393

    • 関連する報告書
      2022 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] Relationship between landslides and long-term rainfall trends2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Tadamichi、Shuin Yasuhiro
    • 雑誌名

      Arabian Journal of Geosciences

      巻: 15 号: 14

    • DOI

      10.1007/s12517-022-10532-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 神戸・六甲山系で3つの土砂災害を発生させた降雨特性2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤忠道, 執印康裕
    • 雑誌名

      九州森林研究

      巻: 75 ページ: 93-96

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 流域への土砂供給は土石流扇状地を介してどのように制御されるのか?―大谷崩における研究を通して考えたこと2024

    • 著者名/発表者名
      堀田紀文
    • 学会等名
      2024年日本地理学会春季学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Relationship between precipitation just above the lava dome and displacement of the dome at Unzen Fugendake2023

    • 著者名/発表者名
      大海 陸人,Gomez Christopher,堀田 紀文,篠原 慶規
    • 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
  • [学会発表] 泥流の堆積機構の実験的検討2023

    • 著者名/発表者名
      酒井 佑一,堀田 紀文
    • 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
  • [学会発表] 雲仙岳炭酸谷における細粒土砂で覆われた面積の経年変化2023

    • 著者名/発表者名
      篠原慶規, 堀田紀文, 經隆悠, ゴメスクリストファー
    • 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] SfM-MVSを用いた土壌密度推定と水分量・温度の関連性に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      大海陸人, Christopher Gomez, 堀田紀文, 篠原慶規
    • 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] 土壌侵食モデルを用いた森林流域からの土砂流出の再現性の検討2023

    • 著者名/発表者名
      堀田紀文, 裴靖, 佐藤貴紀, 田中延亮, 大谷侑也, 蔵治光一郎
    • 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] 二粒径からなる土石流における小粒子の挙動のモデル化2023

    • 著者名/発表者名
      酒井佑一, 堀田紀文
    • 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] 森林と豪雨の長期的変化が土砂災害特性に与える影響についての予備的検討2023

    • 著者名/発表者名
      執印康裕,佐藤忠道
    • 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] 地域スケールでの森林被覆の変化が豪雨を誘因とする土砂災害に及ぼす影響 ―広島加計町と福岡県朝倉市の比較から―2023

    • 著者名/発表者名
      香月耀・佐藤忠道・執印康裕
    • 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] 降雨指標-土砂災害被害の非類似度に基づく豪雨による土砂災害の経年変動の分析2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤忠道・執印康裕
    • 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] 地形的特徴に着目した山地流域の土砂流出特性に関する統計的分析2023

    • 著者名/発表者名
      髙橋源貴, 坂井佑介, 山越隆雄, 松四雄騎, 堀田紀文
    • 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] Laboratory investigation of the effects of grain size on the dynamics of debris flows: Measurement of pore fluid pressure in an open channel2023

    • 著者名/発表者名
      Sakai Y, Hotta N
    • 学会等名
      The 8th International Conference on Debris Flow Hazard Mitigation, Turin, Italy, 26-29 June 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A numerical model for large-scale landslides based on digital elevation models2023

    • 著者名/発表者名
      Sakai Y, Hotta N, Tobe J
    • 学会等名
      The 8th Geoinformation Science Symposium 2023 "Geoinformation Science for Sustainable Planet" Hybrid Conference (Yogyakarta, Indonesia): 28-30 August 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 森林流域における50年間の土砂流出量変動と近年の増加要因の推定2023

    • 著者名/発表者名
      島田康平,勝山正則,堀田紀文
    • 学会等名
      第134回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ドローンLiDARを用いた葉面積指数推定手法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      仮屋園 純平, 熊谷 朝臣, 堀田 紀文, 仲畑 了, 藤目 直也
    • 学会等名
      第134回日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Topographical changes on debris flow reduction at Mt. Unzen2022

    • 著者名/発表者名
      Ji-Hyeok Park, 篠原慶規, 堀田紀文, Christopher Gomez
    • 学会等名
      令和4年度砂防学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 泥流の堆積機構:二層モデルに基づく検討2022

    • 著者名/発表者名
      酒井佑一,堀田紀文
    • 学会等名
      令和4年度砂防学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Slipping-planes Detection with GPR following the 2015 Kumamoto Earthquake2022

    • 著者名/発表者名
      Christopher Gomez, Shinohara Yoshinori, Tsunetaka Haruka, Bradak Balazs, Hotta Norifumi
    • 学会等名
      令和4年度砂防学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 微細土砂の液相化を考慮した崩壊起因土石流の数値計算結果の比較2022

    • 著者名/発表者名
      堀田紀文,戸部潤一郎,酒井佑一,西口幸希,内田太郎
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Reproducing long-term sediment discharge with GeoWEPP in a steep watershed with forest recovery2022

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Hotta, Gaku Nagaoka, Nobuaki Tanaka, Christian Renschler
    • 学会等名
      AGU Fall meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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