Development of a regional geo-disaster vulnerability assessment method based on a novel time-dependent immunity index reflecting the climate changes and its applications

基于反映气候变化的新型时变免疫指数的区域地质灾害脆弱性评估方法及其应用

• 批准号: 20H00266
• 负责人: 安福 規之
• 金额: $ 26.54万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00266/
• 关键词: 気候変動適応; 地盤インフラ経年劣化; 災害免疫力の工学的評価; 地域地盤災害リスク評価; 整備優先度の客観化; 気候変動と適応策; 自然斜面・切土法面・盛土; 降雨・融雪形態と地震動; 地盤災害と地域性; 地盤脆弱性の経年変化; 土砂移動量と移動距離; 土砂災害発生危険基準線; 災害免疫力の向上; 吸水履歴とせん断強さ; 特殊土地盤の力学; 災害免疫力; 地盤災害リスク; 気候変動; 特殊土地盤; 地域性

本研究では、九州と北海道の自然・人工斜面と盛土地盤を対象として、１）経年的に変化する地盤災害に対する免疫性（災害免疫力）の工学的評価、２）気候変動に伴う降雨・融雪形態の変化や地震動と関連付けた地盤災害危険個所の抽出と実用的な土砂移動の算定、３）気候変動に伴う降雨形態の変化を反映した実用的なリアルタイム危険度診断、４）土砂災害警戒基準の気候変動による動向評価、経年変化を導入した地盤災害脆弱性マップの考え方の提示とその事例作成をめざしている。令和４年度の研究実績を以下に示す。１）については、切土のり面の経年変化を反映した災害抵抗力の統計的算定手法を提案し、その適用事例を示した。また、九州の自然斜面等を対象とした災害免疫力の考え方を提示し、提案手法を福岡県で生じた既往災害に適用し、その有効性を示した。２）と３）に関しては、気象レーダー情報や地盤情報データベースなどの地形・地質・降雨の空間情報をGIS上で統合し，降雨時の地下水位変動や浸透流を考慮した力学モデルおよび機械学習を併用した斜面崩壊予測モデルを作成した。また、作成した斜面崩壊予測モデルを平成29年7月九州北部豪雨に適用し、モデルの精度評価を行った。加えて、道路被害に関する資料を鹿児島県より入手し，災害免疫力評価に必要な情報や取りまとめ方法について検討するとともに、粒子法の一種であるSPH法のプログラムを作製し，斜面崩壊後の土砂移動に関する基礎的な解析を行った。河川堤防においては、気候変動に伴う浸透外力の変化と地盤特性の不均質性に着目した堤防基礎地盤の危険度評価手法の検討が進められた。さらに、降雨・融雪と地震外力を受けた北海道の火山灰質盛土の安定性評価に向けたデータ分析に加えて、地震後の道路盛土の耐津波抵抗性を大型模型実験に基づいて分析を進めた。

This study is aimed at: 1) engineering evaluation of immunity to site disasters (disaster immunity) in the event of natural and artificial slope and land mass in Kyushu and Hokkaido; 2) calculation of soil and sand movement in the event of climate change associated with rainfall and snowmelt patterns; and 3) estimation of soil and sand movement in the event of site disasters. 3) Weather variation accompanied by rainfall pattern change is used for risk diagnosis; 4) Weather variation of soil and sand disaster is evaluated; 5) Weather variation is introduced into site disaster vulnerability. The results of the study are shown below. 1) The calculation method of disaster resistance statistics is proposed and examples of its application are shown. The natural slope of Kyushu and other disaster immunity test methods suggest that Fukuoka Prefecture is suitable for past disasters, and there are indications that 2) GIS integration of related information, weather information, site information, topography, geology and spatial information of rainfall, consideration of groundwater level fluctuation and seepage flow during rainfall, mechanical learning, and combination of slope collapse prediction and calculation. In July 2009, heavy rains occurred in northern Kyushu. In addition, road damage related data was collected from Kagoshima Prefecture, and the necessary information for disaster immunity assessment was collected. The method of particle method was used to control the SPH method, and the basic analysis of soil and sand movement after slope collapse was carried out. The change of seepage force and heterogeneity of site characteristics of river embankment are discussed in detail. The stability evaluation of volcanic ash soil in Hokkaido due to external forces such as rainfall, snowmelt and earthquake, and the analysis of the resistance of road soil to Tianjin waves after earthquake.

项目成果

Wide / narrow-area slope stability analysis considering infiltration and runoff during heavy precipitation

• DOI: 10.1016/j.sandf.2022.101248
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: Soils and Foundations
• 影响因子: 3.7
• 作者: Wentao He;T. Ishikawa;Yulong Zhu

機械学習を用いた地盤特性を考慮した広域斜面災害リスク評価の精度向上手法の提案

提出一种利用机器学习提高考虑地面特征的广域边坡灾害风险评估准确性的方法

• 发表时间: 2023
• 作者: Yutaka Sasaki;Makoto Ueoka;Yuki Uesugi;Naoto Yorino;Yoshifumi Zoka;Ahmed Bedawy Khalifa Hussien;Samuel Kihembo Mumbere;小野廉，石川達也，笠間清伸
• 通讯作者: 小野廉，石川達也，笠間清伸

初期地下水位の違いが河川堤防基礎地盤のパイピング挙動に与える影響に関する実験的研究

初始地下水位差异对河堤地基管道特性影响的试验研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 小無田大翔;石藏良平;安福規之;アデル・アロウイシー
• 通讯作者: アデル・アロウイシー

Use of fracture crossing method for a slope road disaster risk map under heavy rainfall

强降雨条件下斜坡道路灾害风险图的裂缝交叉法应用

• 发表时间: 2022
• 作者: Hayashi Motoya;Yanagi U;Honma Yoshinori;Yamamoto Yoshihide;Ogata Masayuki;Kikuta Koki;Kagi Naoki;Tanabe Shin-ichi;小田将太郎，村上哲，西智美，吉村辰朗
• 通讯作者: 小田将太郎，村上哲，西智美，吉村辰朗

浸透侵食が飽和・不飽和火山灰質粗粒土の力学特性に及ぼす影響

渗流侵蚀对饱和与非饱和火山灰粗粒土力学性质的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: 第63回地盤工学シンポジウム
• 作者: 佐津川功季;和田健太郎;小原悠佑，石川達也，所哲也
• 通讯作者: 小原悠佑，石川達也，所哲也