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。

为了预测泥石流的规模，本研究提出了考虑山地蓄水量和跨流域水运动的集水区指数，并估算了水在短时间内流出的泥石流峰值流量。目的是提出一种可以使用的分析方法。今年，与2021财年一样，我们重点关注泥石流水量，检查集水区，旨在明确影响泥石流规模的因素。该研究的重点是2014年和2018年在广岛县花岗岩地质中同一山体周围发生的泥石流案例。在泥石流模拟中，假定泥石流残留率低于实际灾害中山涧移动泥沙量10%的供水量，即为产生实际灾难规模的泥石流。在计算和累加所有山溪所需水量时，这两个目标的水量是一般泥石流模拟中根据流域面积和降雨量计算的水量的两倍以上。假设水流来自邻近的山涧，从 QGIS 中提取的山体总面积（包括这两个目标的所有 18 条和 14 条山涧）是根据所需水量计算的面积的 1.0 至 1.1 倍。所需水量对应于降雨供给包括整个山涧在内的山体的水量，而不是每条山涧的流域面积。我们根据实际灾害中冲走的泥沙量，调查了表示泥石流规模的地形指标。利用GIS提取高程高于盆地末端的区域，高精度计算了2014年和2018年泥石流案例中三维山体相对于二维盆地的体积。将泥沙径流量除以地形指数所得的值作为单位面积或单位体积的泥沙量进行检验，结果发现，以山地体积为指标时，相关性比以流域面积为指标时相关性更好，并可作为衡量指标。提出了基于水池模型的试验分析方法来表达泥石流的快速峰值流量，并在有观测和降雨数据的情况下开展了泥石流研究。