| 研究課題/領域番号 |
22248018
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
小杉 賢一朗 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (30263130)
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| 研究分担者 |
水山 高久 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (00229717)
里深 好文 立命館大学, 理工学部, 教授 (20215875)
堤 大三 京都大学, 防災研究所, 准教授 (40372552)
藤本 将光 立命館大学, 理工学部, 助教 (60511508)
宮田 秀介 京都大学, 防災研究所, 助教 (80573378)
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| 研究期間 (年度) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 斜面崩壊 / 土石流 / 地下水 / 土砂災害 / ハザードマップ / 警戒・避難 |
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| 研究概要 |
斜面における水文観測を継続し，小規模な崩壊・土石流発生時のデータを計測することができた。小規模な崩壊・土石流が発生した谷は，普段は顕著な表流水が流れていないが，基岩内部の地下水面が常に高い位置に存在することがわかった。豪雨時にはその地下水が大きく上昇して土層内に供給されること，さらに大量の雨水が浸透することによって，表層土壌の不安定化が引き起こされるメカニズムが解明された。
以上の崩壊・土石流化を予測する為に，基岩内部の地下水上昇を推定するモデルを開発し，これまでに収集した水文データを使用してその検証を行った。
モデルの開発に当たっては，「地下水位の計算に用いる実効雨量を1種類にするか2種類にするか」ならびに「実効雨量と地下水位の関係を一次関数で表すが冪関数で表すか」を検討するために，合計4つの関数モデルについて解析を行った。その結果，斜面中部の3地点では1種類の実効雨量を用いたモデルにより，斜面上部と下部の計5地点では2種類の実効雨量を組合わせたモデルにより，観測地下水位が適切に再現されることがわかった。また1地点を除き，冪関数を用いて地下水位を表現するモデルが適切であることがわかった。さらに，基岩地下水位変動の算定において，長期的な降雨指標として用いられる実効雨量の半減期は479～1139 hとなり，土砂災害に対する警戒・避難を判断する際に通常使用される72 hよりもかなり長くなった。また短期的な降雨指標として用いられる実効雨量の半減期は45～89 hとなり，通常使用される1.5 hよりも長くなった。以上の最適化された関数モデルのパラメータ値は，解析斜面における三次元的な地下水流動の特徴を的確に反映していることが示された。
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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
斜面における水文観測により，小規模な崩壊・土石流発生時のデータを計測することができた。さらに，その結果に基づき精度の高いモデルを構築できているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
斜面における水文観測を継続し，様々な規模の崩壊・土石流発生時のデータを計測するよう努める。梅雨期の豪雨によって崩壊・土石流が発生したら，直ちに現場に出かけ，崩壊斜面の状況，崩土の堆積状況，土石流の流下状況について調査する。
これらのデータと，これまでに蓄積されたデータを用いて，斜面内部の雨水流動プロセス，浸透雨水の過度の集中による崩壊発生プロセス，流域スケールでの洪水流出プロセス，崩壊土砂が土石流化するプロセスの各モデルの改良を行い完成させる。さらに，これらの改良モデルを表層崩壊・土石流発生解析モデルに取り込んで，土石流の発生タイミングと規模の予測精度を向上させる。
以上のプロセスを経て提示されるモデルを使用して，流域内のどの斜面がどのタイミングで崩壊し，いつ，どのような規模で土石流化するのかを予測する。その上で，土石流が河道を流下し下流域に堆積する様子を，数値シミュレーションで明らかにする。その出力結果から，砂防堰堤の適切な配置・容量の決定方法，ハサードマップの作成方法，避難勧告・指示の適切な発表方法について検討する。
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