廃止する溜池の治水施設としての活用に関する研究

本研究は，廃止する溜池を対象に，土石流の下流への流出を食い止めるなど，土砂災害に対する治水機能の価値を見出そうとするものである．一方で，溜池に土石流等が流入することを想定した研究はほとんど前例がないため，流入する土石流の挙動特性や堤体への衝撃圧，また廃止により堤体が開削された場合の下流への流出量を明らかにしていく必要がある．本年度は，前年度の実験で明らかになった土砂流入時の水位上昇や，衝撃圧，土砂の堰き止め効果を定量的に明らかにするため，昨年度の実験装置から，貯水部を拡張するとともに，傾斜角と堤防模型の形状を変更した土石流流下実験を実施した．さらに，廃止によりV字に堤体が開削された堤防模型を用いて，開削形状や貯水の有無が堤体への衝撃圧および下流への流出量に与える影響を検討した． 実験では，土石流模擬材料としてセラミックビーズを用いたほか，流木模型も導入し実現象に近い挙動の再現を試みた．また，流入時に作用する全圧力から動水圧と静水圧分を差し引いて，堤体の安全性に直接影響する土砂による衝撃圧を評価した．実験結果として，土砂の越流量や衝撃圧は貯水による緩和効果を受ける一方で，孤立波の発生により水位が最大2.5倍程度になることがわかった．また，開削堤防模型を用いた実験では，開削面を基礎地盤からやや底上げすることで，下流への土砂流出量を大きく減少させられる可能性を示すことができた．一方で，開削された堤体上流に貯水が残存した場合，下流への土砂流出範囲が拡大するおそれも指摘した．これらの実験結果は，廃止溜池の最適な設計手法の確立に向けて貴重な知見である．さらに，CFD（流体）とDEM（粒状体）を連成した数値解析を実施し，模型実験の正確な再現には至らなかったものの，各種パラメータの最適な設定値を検証するなど，次年度に向けて必要な知見を得ることができた．

本研究は，廃止する溜池を対象に，土石流の下流への流出を食い止めるなど，土砂災害に対する治水機能の価値を見出そうとするものである．一方で，溜池に土石流等が流入することを想定した研究はほとんど前例がないため，流入する土石流の挙動特性や堤体への衝撃圧，また廃止により堤体が開削された場合の下流への流出量を明らかにしていく必要がある．本年度は，前年度の実験で明らかになった土砂流入時の水位上昇や，衝撃圧，土砂の堰き止め効果を定量的に明らかにするため，昨年度の実験装置から，貯水部を拡張するとともに，傾斜角と堤防模型の形状を変更した土石流流下実験を実施した．さらに，廃止によりV字に堤体が開削された堤防模型を用いて，開削形状や貯水の有無が堤体への衝撃圧および下流への流出量に与える影響を検討した． 実験では，土石流模擬材料としてセラミックビーズを用いたほか，流木模型も導入し実現象に近い挙動の再現を試みた．また，流入時に作用する全圧力から動水圧と静水圧分を差し引いて，堤体の安全性に直接影響する土砂による衝撃圧を評価した．実験結果として，土砂の越流量や衝撃圧は貯水による緩和効果を受ける一方で，孤立波の発生により水位が最大2.5倍程度になることがわかった．また，開削堤防模型を用いた実験では，開削面を基礎地盤からやや底上げすることで，下流への土砂流出量を大きく減少させられる可能性を示すことができた．一方で，開削された堤体上流に貯水が残存した場合，下流への土砂流出範囲が拡大するおそれも指摘した．これらの実験結果は，廃止溜池の最適な設計手法の確立に向けて貴重な知見である．さらに，CFD（流体）とDEM（粒状体）を連成した数値解析を実施し，模型実験の正確な再現には至らなかったものの，各種パラメータの最適な設定値を検証するなど，次年度に向けて必要な知見を得ることができた．