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2023 年度 実績報告書

単一斜面と広域の異なる空間スケールを直接表現する豪雨時斜面安定性評価

研究課題

研究課題/領域番号 21H01583
研究機関東北大学

研究代表者

森口 周二  東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (20447527)

研究分担者 京谷 孝史  東北大学, 工学研究科, 教授 (00186347)
寺田 賢二郎  東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (40282678)
柴山 明寛  東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (80455451)
橋本 雅和  関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (80814649)
外里 健太  八戸工業大学, 工学部, 助教 (80982959)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード豪雨 / 広域 / 土砂災害 / 河川氾濫 / 数値解析
研究実績の概要

昨年度までに用意した地形・地質モデルと降雨データを用いて、実災害の再現解析、および評価結果に影響を与える因子の分析を進めた。実災害の再現解析については、釜石市の一部地域と宮城県丸森町全域の2つの領域を対象とした。雨水の地盤中への浸透をGreen-Amptモデル、地表流の流動挙動は浅水長波方程式に基づいて計算した。また、それらの計算から出力される地下水状況のデータを用いて、三次元極限平衡理論に基づく斜面安定解析を行った。釜石市の一部地域については、崩壊部分が少数であったために実被害との定量的な比較はできなかったものの、力学に基づいて広域の豪雨災害を評価できる可能性を確認した。丸森町を対象とした再現解析では、Hovland法,簡易Bishop法,簡易Janbu法の3種類の方法で斜面安定解析を実施した。この再現解析の結果は、実際の河川水位データ、河川氾濫の浸水範囲データ、および斜面崩壊・堆積分布データとの比較を行っており、斜面崩壊・堆積分布については、ROC曲線のAUCを求めることで実被害と計算結果を定量的に比較した。その結果、計算結果は精度よく実際の豪雨災害を再現していることを確認した。また、地形モデルは5mメッシュを中心に用いたが、この解像度でも豪雨による斜面崩壊と河川氾濫をある程度精度よく表現可能であることを確認することができた。評価結果に影響を与える因子の分析については、丸森町の斜面崩壊を対象として、各種計算条件を変更して計算し、その結果が斜面崩壊・堆積分布に関する精度に与える影響(ROC曲線のAUCとして評価)を分析した。その結果、豪雨災害のような表層崩壊の割合が多い状況では、斜面安定解析のモデルの違いが与える影響は小さく、地質データの精度の影響が大きいことを確認した。これらの研究成果は,国内外の学術会議で報告しており,その一部はジャーナル論文として公開している.

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Hydrologic-geotechnical Modelling for Multihazard Analysis of Landslide and Flood caused by Heavy Rainfall2023

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J. Dolojan, Shuji Moriguchi, Masakazu Hashimoto, Nguyen Xuan Tinh, Hitoshi Tanaka, Kenjiro Terada
    • 雑誌名

      Engineering Geology

      巻: 323 ページ: 107184

    • DOI

      10.1016/j.enggeo.2023.107184

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of the contribution ratio of relevant input parameters on DEM-based granular flow simulations2023

    • 著者名/発表者名
      Junsen Xiao, Shuji Moriguchi, Yu Otake, Kenjiro Terada
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 63 ページ: 101378

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2023.101378

    • 査読あり
  • [学会発表] Hybrid Approach in Surface Flow Modelling for Regional-Scale Flood Inundation Mapping2023

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J. Dolojan, Shuji Moriguchi, Masakazu Hashimoto, Nguyen Xuan Tinh, Hitoshi Tanaka, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      22nd IACM Computational Fluids Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Lagrangian-type debris flow modelling using shallow water equations2023

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J. Dolojan, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      第26回応用力学シンポジウム
  • [学会発表] 個別要素法による粒状体の流動解析における入力パラメータの寄与度の定量化2023

    • 著者名/発表者名
      ショウ クンシン、外里 健太、野村 怜佳、森口 周二、大竹 雄、寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第26回応用力学シンポジウム
  • [学会発表] 三次元極限平衡理論に基づく広域斜面安定解析2023

    • 著者名/発表者名
      須郷 大地,藤田 真粹,外里 健太,野村 怜佳,森口 周二,寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第26回応用力学シンポジウム
  • [学会発表] 斜面安定解析結果を用いた豪雨による広域斜面崩壊の即時予測2023

    • 著者名/発表者名
      外里 健太、野村 怜佳、森口 周二、寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第28回計算工学講演会
  • [学会発表] 実地形を対象とした極限平衡理論に基づく広域斜面安定解析2023

    • 著者名/発表者名
      中村優見、須郷大地、外里健太、野村怜佳、森口周二、寺田賢二郎
    • 学会等名
      第26回応用力学シンポジウム
  • [学会発表] Implementing 2D shallow water equations to simulate debris flows using SPH2023

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J. Dolojan, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      第28回計算工学講演会
  • [学会発表] Quantification of the Contribution Ratio of DEM Input Parameters on Granular Flow Simulations2023

    • 著者名/発表者名
      ショウ クンシン、外里 健太、野村 怜佳、森口 周二、大竹 雄、寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第28回計算工学講演会
  • [学会発表] DEMを用いた粒状体シミュレーションにおける入力パラメータの寄与率の定量化2023

    • 著者名/発表者名
      森口 周二、ショウ クンシン、外里 健太、大竹 雄、寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第58回地盤工学研究発表会
  • [学会発表] 広域を対象とした三次元極限平衡法による豪雨時斜面安定解析2023

    • 著者名/発表者名
      須郷 大地,藤田 真粹,外里 健太,野村 怜佳,森口 周二,寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第58回地盤工学研究発表会
  • [学会発表] 実地形を対象としたHovland法と三次元簡易Bishop法による広域斜面安定解析2023

    • 著者名/発表者名
      中村優見、須郷大地、外里健太、野村怜佳、森口周二、寺田賢二郎
    • 学会等名
      土木学会全国大会第78回年次学術講演会
  • [学会発表] Application of two-dimensional shallow water equations in debris flow modelling: A case study in Marumori, Miyagi, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J. Dolojan, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      6th World Landslide Forum
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional slope stability analysis based on limit equilibrium theory for a large area2023

    • 著者名/発表者名
      Daichi Sugo, Saneiki Fujita, Kenta Tozato, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      6th World Landslide Forum
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Disaster Response Using a Digital Twin of the Actual Heavy Rain Disaster2023

    • 著者名/発表者名
      Shuji MORIGUCHI, Erick MAS, Kenjiro TERADA, Makoto OKUMURA, Naoko KOSAKA, Naoko SHIGEMATSU, Hotoshi SHIMIZU, Akinori FUJINO, Tsuneko KURA, Hiroshi MATSUBARA, Masaki HISADA
    • 学会等名
      AOGS2023 20th Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantification of the Contribution of Input Parameters on DEM-based Granular Flow Simulations2023

    • 著者名/発表者名
      Junsen Xiao, Kenta Tozato, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Yu Otake, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      2nd IACM Mechanistic Machine Learning and Digital Engineering for Computational Science Engineering and Technology
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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