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2014 年度 実績報告書

天然ダムや河川堤防の決壊機構と発生洪水規模予測に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 22360197
研究機関京都大学

研究代表者

中川 一  京都大学, 防災研究所, 教授 (80144393)

研究分担者 水谷 英朗  京都大学, 防災研究所, 助教 (00636756)
川池 健司  京都大学, 防災研究所, 准教授 (10346934)
張 浩  高知大学, 自然科学系, 准教授 (90452325)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワード河川堤防 / 洪水氾濫 / 破堤 / 天然ダム / 土砂災害 / 土石流 / 不飽和 / すべり
研究実績の概要

当該年度は本研究の最大の目的であった、正面越流破堤を対象とした1)堤防決壊に伴う流入流量、流入流砂量の評価法の開発、2)粘着性材料を含む堤防の越流決壊過程の把握、3)より実際に近い横越流による堤防決壊及び堤内地地盤高の変動メカニズムの解明に取り組んだ。その結果、1)については堤体の越流侵食過程のみならず流入流量、流入流砂量に関する水理実験結果が、ここで提案した数値解析モデルにより比較的良好に再現され、ここで開発した解析モデルの妥当性が確認された。2)については実験的な分析結果にとどまったが、粘着性材料として用いたTAカオリンと非粘着性材料との質量比を実堤防での値を参考に1:9として堤体を作成したところ、せん断抵抗力が格段に増えて堤体が侵食されにくくなった。これには透水性が低下したために堤体が飽和しにくく、侵食速度が低下したことにも原因がある。これによってすべりや崩壊は生じにくく、流入流量、流入流砂量は非粘着性材料の堤体の時よりも比較的安定な状態を維持することがわかった。ただし、局所的な侵食が生じるとその影響が時間とともに増大して3次元的な侵食パターンとなり、破堤現象がより複雑化するため、実験データのばらつきが顕在化した。3)については、破堤過程は正面越流の場合と大きく異なり、越流部分の縦侵食が一気に進み、これが基盤まで達すると法尻付近から破堤幅の拡大モードに移行し、それとともに破堤口前面の堤内地での落ち掘りが進行していくことが確認された。なお、天然ダムの研究については、本研究課題で得られた成果をもとにネパールの氷河ダムの決壊で生じる土石流/洪水予測へ適用するとともに、平成26年8月2日に同国のSunkoshi川で生じた大規模天然ダムの決壊にここでの成果を適用した。その結果、観測された洪水データは本モデルで比較的適切に再現されており、実際の現場への適用性が証明された。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Prediction of Debris-Flow and Flood Characteristics caused by Outburst of Glacial Lake2015

    • 著者名/発表者名
      Badri Bhakta Shrestha and Hajime Nakagawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 6th International Conference on Debris Flow Hazards Mitigation, Mechanics, Prediction and Assessment

      巻: 未定 ページ: 未定

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Modeling of River Embankment Failure Due to Overtopping River Flow Considering the Suction under the Unsaturated Noncohesive Sediment Conditions2015

    • 著者名/発表者名
      Hajime NAKAGAWA, Hideaki MIZUTANI, Kenji KAWAIKE, Toshiaki YODEN and Hao ZHANG
    • 雑誌名

      Proc. of the 5th International Conference on Water and Flood Management (ICWFM2015)

      巻: なし ページ: 63-70

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experiment on Suspended Sediment Transport around Bank Protection Structures2015

    • 著者名/発表者名
      Hao ZHANG, Hajime NAKAGAWA, Kenji KAWAIKE and Kei NISHIO
    • 雑誌名

      Proc. of the 5th International Conference on Water and Flood Management (ICWFM2015)

      巻: なし ページ: 127-134

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulation for Parameter Sensitivity of River Dyke Breach Model Used in Japan2015

    • 著者名/発表者名
      Kenji KAWAIKE, Shogo HARIGAE and Hajime NAKAGAWA
    • 雑誌名

      Proc. of the 5th International Conference on Water and Flood Management (ICWFM2015)

      巻: なし ページ: 89-96

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ドライベッドを伴う洪水氾濫シミュレーションにおけるネスティング計算法の適用2015

    • 著者名/発表者名
      橋本雅和・川池健司・中川 一・張 浩
    • 雑誌名

      水工学論文集,土木学会

      巻: 59 ページ: I_1459 - I_1464

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 掃流から浮遊への遷移を考慮した三次元河床変動解析手法 ―河川横断構造物上流の局所洗掘現象への適用―2015

    • 著者名/発表者名
      太田一行・佐藤隆宏・中川 一
    • 雑誌名

      水工学論文集,土木学会

      巻: 59 ページ: I_883 - I_888

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Euler-Lagrange model for local scour and grain size variation around a spur dyke2015

    • 著者名/発表者名
      Hao ZHANG, Hideaki MIZUTANI, Hajime Nakagawa and Kenji KAWAIKE
    • 雑誌名

      International Journal of Multiphase Flow

      巻: 68 ページ: 59-70

    • DOI

      10.1016/j.ijmultiphaseflow.2014.10.003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Study on mechanism of retrogressive slope failure using artificial rainfall2014

    • 著者名/発表者名
      Ram Krishna REGMI, Kwansue JUNG, Hajime NAKAGAWA and Jaewon KANG
    • 雑誌名

      CATENA

      巻: 122 ページ: 27-41

    • DOI

      10.1016/j.catena.2014.06.001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Study on the Discharge Coefficient for Side Weir with Pressurized Flow in Circular Channel2014

    • 著者名/発表者名
      Pawan Kumar BHATTARAI, Hajime NAKAGAWA, Kenji KAWAIKE and Hao ZHANG
    • 雑誌名

      Annuals of Disaster Prevention Research Institute, Kyoto Univ.

      巻: 57B ページ: 432-440

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] One Dimensional Numerical Simulation of Debris Flow Deposition and Overtopping at Sabo Dam2014

    • 著者名/発表者名
      Namgyun KIM, Hajime NAKAGAWA, Kenji KAWAIKE and Hao ZHANG
    • 雑誌名

      Annuals of Disaster Prevention Research Institute, Kyoto Univ.

      巻: 57B ページ: 415-424

  • [雑誌論文] 連続型水制周辺の掃流砂分級に関する基礎研究2014

    • 著者名/発表者名
      水谷英朗・中川 一・川池健司・張 浩・小倉政利
    • 雑誌名

      京都大学防災研究所年報

      巻: 57B ページ: 399-406

  • [雑誌論文] 堤体飽和度に着目した堤防の越流侵食のメカニズムに関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      與田敏昭・中川 一・水谷英朗・川池健司・張 浩
    • 雑誌名

      自然災害科学

      巻: 33 ページ: 29-41

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sediment Erosion and Transport Experiments in Laboratory using Artificial Rainfall Simulator2014

    • 著者名/発表者名
      Ram Krishna REGMI, Kwansue JUNG, Hajime NAKAGAWA, Jaewon KANG and Giha LEE
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Geo-Environmental Society

      巻: 15 ページ: 13-27

    • DOI

      10.14481/jkges.2014.15.4.13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Study on River Dyke Breach Characteristics due to Overtopping2014

    • 著者名/発表者名
      Pawan Kumar BHATTARAI, Hajime NAKAGAWA, Kenji KAWAIKE and Hao ZHANG
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society for Natural Disaster Science

      巻: 33 ページ: 65-74

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Study on Debris Flow Outflow Discharge at a Series of Sabo Dams2014

    • 著者名/発表者名
      Namgyun Kim, Hajime NAKAGAWA, Kenji KAWAIKE and Hao ZHANG
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society for Natural Disaster Science

      巻: 33 ページ: 43-52

    • 査読あり
  • [学会発表] Prediction of Debris-Flow and Flood Characteristics caused by Outburst of Glacial Lake2015

    • 著者名/発表者名
      Badri Bhakta SHRESTHA
    • 学会等名
      Proceedings of the 6th International Conference on Debris Flow Hazards Mitigation, Mechanics, Prediction and Assessment
    • 発表場所
      つくば市 つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-06-27
  • [学会発表] ドライベッドを伴う洪水氾濫シミュレーションにおけるネスティング計算法の適用2015

    • 著者名/発表者名
      橋本雅和
    • 学会等名
      土木学会水工学委員会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-12
  • [学会発表] 掃流から浮遊への遷移を考慮した三次元河床変動解析手法 ―河川横断構造物上流の局所洗掘現象への適用―2015

    • 著者名/発表者名
      太田一行
    • 学会等名
      土木学会水工学委員会
    • 発表場所
      早稲田大学西早稲田キャンパス
    • 年月日
      2015-03-10 – 2015-03-12
  • [学会発表] 河川堤防の越流決壊による堤内地流入洪水の規模予測に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      中川 一
    • 学会等名
      平成26年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • 発表場所
      京都大学宇治おうばくプラザ
    • 年月日
      2015-02-24
  • [学会発表] Analysis of Breach Characteristics and Equilibrium Scour Pattern for Overtopping Induced River Dyke Breach2015

    • 著者名/発表者名
      Pawan Kumar Bhattarai
    • 学会等名
      平成26年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • 発表場所
      京都大学宇治おうばくプラザ
    • 年月日
      2015-02-23
  • [学会発表] バングラデシュ・ジャムナ川におけるネスティングモデルを用いた洪水氾濫リスク評価2015

    • 著者名/発表者名
      橋本雅和
    • 学会等名
      平成26年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • 発表場所
      京都大学宇治おうばくプラザ
    • 年月日
      2015-02-23
  • [学会発表] River Embankment Failure due to Overtopping - In Case of Non-cohesive Sediment -2014

    • 著者名/発表者名
      Hajime Nakagawa
    • 学会等名
      2014 APEC Typhoon Symposium
    • 発表場所
      Central Weather Bureau, Chinese Taipei
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-05
    • 招待講演
  • [学会発表] Experimental Study on River Dyke Breach Characteristics due to Overtopping2014

    • 著者名/発表者名
      Pawan Kumar BHATTARAI
    • 学会等名
      Japan Society for Natural Disaster Science
    • 発表場所
      鹿児島大学工学部
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-25
  • [学会発表] A Study on Debris Flow Outflow Discharge at a Series of Sabo Dams2014

    • 著者名/発表者名
      Namgyun Kim
    • 学会等名
      Japan Society for Natural Disaster Science
    • 発表場所
      鹿児島大学工学部
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-25

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公開日: 2016-06-01  

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