砂防ソリューション提案機能を実装した汎用土石流シミュレータ開発

开发具有侵蚀控制方案建议功能的通用泥石流模拟器

基本信息

批准号：
09J02760
负责人：
中谷加奈
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

これまで経験的に決定されてきた砂防堰堤の種類・形状・設置位置について、土石流数値シミュレーションを実施して、結果に基づいて最適解を探査する手法を開発してきた。この手法では、計算や砂防の専門家でなくても取扱いの出来るようになっており、砂防分野の技術開発におけるブレークスルーともいえるものである。本年度は、近年土石流対策として整備が進められてきている透過型砂防堰堤について、その形状・設置位置の最適解を探査する手法を提案した。透過型砂防堰堤の形状としては、構造物の上にいくほど鋼管間隔の狭い構造を持つものが、より土砂制御効果が大きい。鋼管間隔ズは、閉塞を期待する大粒径のサイズと同じである場合がより効果的であるが、大粒径の1.5倍程度とした場合でも、高い土砂濃度を維持して堰堤直上まで土石流が流下する場合には十分効果が示される。初期河床材料の有無は、透過型砂防堰堤の効果にも影響する。初期河床材料が存在しない、例えば床止めの設置やアーマーコートが形成されて渓床からの土砂移動が起こらない場合には、渓床勾配が比較的緩く堰堤を設置した際に大きな貯砂量を見込める位置に設置すると、下流への土砂流出・河床変動が防がれる。しかし、渓床からの土砂移動が起こりやすい場合には、上流に堰堤を設置しても、堰堤下流での再侵食が起こるために下流の保全対象領域への土砂抑制効果が十分でない。また、砂防分野で新しい技術として提案・開発が始まりつつある、不透過型と透過型の砂防堰堤の両方の利点を併せ持ち、平時は水を通過させるが大出水時には土砂流出を抑制する効果が期待される「シャッター付砂防堰堤」についても、その運用手法についての検討を行い、その合理性を示した。更には、既存の災害事例や砂防構造物の設置事例についての数値シミュレーションを実施することによって、手法の妥当性の検証や構造物の機能評価を併せて行った。

我们已经开发了一种模拟迄今为止经验确定的沙子控制大坝的类型，形状和位置的方法，并根据结果探索最佳解决方案。这种方法允许任何不是计算或沙子控制专家的人对其进行处理，并且可以被认为是沙子控制领域技术开发方面的突破。今年，我们提出了一种研究最佳解决方案，以对可渗透沙子控制坝的形状和位置进行最佳解决方案，近年来已经开发出来，以对抗碎屑流。至于可渗透的沙子控制坝的形状，在结构上移动时具有较窄的钢管间距的结构，它对沉积物控制具有更大的影响。当大粒径的尺寸与预计将被阻塞的大粒径的大小相同时，钢管间距更有效，但是即使大小约为大粒径的大小的1.5倍，当保持土壤浓度并保持碎屑流动时，足以显示出足够的效果。初始河床材料的存在或不存在也会影响可渗透的砂坝的影响。如果没有初始的河床材料，例如，如果安装了床单或形成盔甲外套，并且如果安装了河床，则在安装相对较温和的坡度上安装了河床，并且在安装大坝时，可以预期大量的沙子，泥浆径流，河床的波动将被预防下游。但是，如果可能发生从河床的沉积物转移，即使在上游安装了大坝，抑制沉积物在下游维护区域下游区域的效果是不够的，因为在下游大坝上发生了重新探索。此外，还检查了操作方法，并证明了“关闭的沙子大坝”操作方法的合理性，该方法结合了不可渗透和可渗透的沙子大坝的优势，该方法正在提出并开始作为新技术在沙子控制领域中作为新技术开发，并且预计可以使水在较大的水上奔跑中通过较大的水分奔跑。此外，对现有灾难案例和沙子控制结构安装案例进行了数值模拟，并验证了该方法的有效性，并对结构进行了功能评估。