| 研究課題/領域番号 |
22360197
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
中川 一 京都大学, 防災研究所, 教授 (80144393)
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| 研究分担者 |
川池 健司 京都大学, 防災研究所, 准教授 (10346934)
馬場 康之 京都大学, 防災研究所, 准教授 (30283675)
張 浩 京都大学, 防災研究所, 助教 (90452325)
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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 | 天然ダム / 堤防 / 洪水 / 破堤 / すべり / 不飽和 / 浸透 / 非粘着性材料 |
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| 研究概要 |
天然ダムの決壊に関する模型実験を実施し、とくに、埋め立てによる決壊回避対策について検討を行った。すなわち、天然ダムの形成後、貯水部分を埋めたてて、その後の降雨による斜面のすべりや流出土砂の特性について検討した。実験および斜面の安定解析結果によると、降雨条件および堤体土砂の材料特性によっては法尻付近から多段階のすべり破壊が生じて、崩壊が時間とともに斜面上部へと進行すること等が明らかになった。この結果から、埋め立てた天然ダムにおいても、降雨特性や材料特性によっては、侵食やすべりが発生することがあるため、埋め立て後の降雨や斜面の変形、流出土砂等のモニタリングを行うことが重要であることが分かった。
河川堤防の決壊に関する研究においては、昨年度に開発したモデルの改良と横越流に関する模型実験の検討を行った。昨年度開発した非粘着性材料からなる堤体の侵食による越流破壊プロセスの中で、越流水による堤体裏法面での浸透と侵食の同時進行過程をいかにモデル化するかが課題であった。すなわち、浸透によって表層の一部は飽和し、その下部には不飽和部が残存する。侵食速度が大きい場合、飽和部分の侵食と不飽和部分の侵食がほぼ同時に生じることになり、昨年度はその割合を0.5と仮定していた。本年度は、物理的にこの部分をモデル化することに成功し、合理的な飽和・不飽和同時侵食の計算が可能となり、その妥当性が水理模型実験結果により確認された。また、より実際の越流破堤現象、すなわち、横越流破堤に対してもモデルの適用性の検討および洪水ハイドログラフの推定を行う必要があることから、既設の水路を改良して横越流破堤実験を実施し、実験データの収集と分析を行った。
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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
計画していた天然ダムの対策とその課題および河川堤防の越流決壊のメカニズムについて、比較的詳細に実験及びモデル化の検討を行うことができ、また、数値解析モデルの開発と実験結果によるモデルの妥当性の検証ができたため。また、粘着性材料からなる堤体材料を対象としたモデルの開発も順調に進んでいる。ただし、横越流破堤による流量ハイドログラフの予測に対する研究がやや遅れており、数値解析結果との比較に供し得る信頼性の高い実験結果の獲得と洪水ハイドログラフ評価モデルの妥当性の検証を早急に進めたい。
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| 今後の研究の推進方策 |
開発した各種モデルの検証を総括して実施し、これらを用いた各種対策の有効性について検討する。具体的には、河川堤防の越流対策については、雨水浸透対策、天端舗装、裏法面の侵食対策の有効性について検討する。天然ダムについては、現在恒久対策として実施されている埋め立て以外の排水路工や斜面対策工の有効性について検討する。また、その他の有効な対策方法について提案する。
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