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Proposing index method of three dimensional water catchment area and peak discharge estimating method for debris flow scale prediction

提出三维集水面积指数法和泥石流规模预测峰值流量估算方法

基本信息

批准号：
20K04706
负责人：
中谷加奈
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

项目摘要

本研究は、土石流規模の予測に向けて、山体内の水貯留や流域を越える水移動を考慮した集水領域の指標化を提案するとともに、水が短時間で流出する土石流の流量ピークを推定できる解析手法を提案することを目的とする。本年度は、2021年度に引き続き土石流の水の量に着目して集水領域を検討するとともに、土石流規模に影響する要因を明らかにすることを目的とした。2014年、2018年に広島県内の花崗岩地質で同じ山体周辺で発生した土石流事例を対象として検討を進めた。土石流シミュレーションで渓流上に設置した実災害の移動土砂量の土砂残存率10%未満となる水の供給量が、実災害規模の土石流が発生するのに必要な水の量だと仮定した。全渓流で必要な水の量を算出して合計すると、両対象とも一般的な土石流シミュレーションで想定される流域面積と降雨量を基に算出した量の2倍以上だった。隣接渓流からの水移動を想定して、両対象でQGISから全18、14渓流を含むよう山体から抽出した面積の合計値は、必要な水から計算される面積と比較して1.0～1.1倍となり、個々の渓流の流域面積でなく、全渓流を含む山体への降雨からの水の供給量として考えると、必要な水の量が対応することが示された。実災害での流出土砂量を基に、土石流規模を表現する地形指標を検討した。流域の末端よりも標高が高い部分をGISで抽出して、二次元的な流域に対する三次元的な山体の体積を2014年、2018年の土石流事例について高精度に求めた。流出土砂量を地形指標で除した値を単位面積や単位体積あたりの土砂量として検討した結果から、流域面積よりも山体体積を指標とする方が相関がよく、規模を表す指標となりうることが示された。土石流の急激なピーク流量を表現するための、タンクモデルをベースとした解析方法について試行的な手法を提案して、観測や雨量データが揃った土石流について検討を進めた。

This study proposes methods for predicting the size of debris flow, estimating the flow rate of debris flow in a short time, and considering the water storage and movement in a watershed. This year, the amount of debris flow in 2021 will be discussed in detail. In 2014 and 2018, the granite geology in the island was similar to that of the surrounding mountains. Debris flow is set up in the upper part of the river, so that the residual rate of soil and sand moved by the disaster is 10%. The amount of water supplied is determined, and the amount of water necessary for the occurrence of debris flow of the disaster scale is determined. The total amount of water required for the total flow shall be calculated as more than twice the amount of rainfall calculated on the basis of the total area of the river basin. The water movement of adjacent streams is considered to be fixed, and the total area of water extraction is calculated by QGIS from 18 to 14 streams including mountains. The area of water extraction is 1.0 to 1.1 times that of watershed area of each stream including mountains and rainfall. The amount of water supply necessary is shown. Topographic indicators of the amount of soil and sand flowing out of the disaster and the scale of debris flow are discussed. The elevation of the end of the river basin is high, and the volume of the mountain in the second dimension is high, and the debris flow in 2014 and 2018 is high. The amount of soil and sand discharged from the river is determined according to the topographic index. The area of soil and sand discharged from the river is determined according to the volume of soil and sand discharged from the river. The area of drainage is determined according to the volume of soil and sand discharged from the river. Debris flow monitoring and analysis methods are proposed to monitor the flow of debris flow.