斜面崩壊危険度予測の高度化に向けた浸透能の定量化 ～斜面勾配編～ 水・土砂防災研究部門 檀上 徹2020.2.13 令和元年度 成果発表会■斜面表層部での雨水が浸透する量=浸透能 ■斜面勾配を加味した浸透能を一つのパラメータで定量化可能 ■広域の斜面安定評価や斜面崩壊予測への精度向上に貢献 降雨に伴う斜面崩壊の発生は，降雨→雨水浸透→地下水発生→変形→流動・崩壊 というのが一般的なプロセスとして挙げられる。斜面内に雨水が浸透することで斜面が不安定化することから，斜面の安定性の評価または斜面崩壊の予測を行うに当たり，様々な課題が挙げられる中で，本研究では斜面内にどれくらい降雨が浸透するのかについて検討を行った。 斜面表層部での雨水が浸透する量（以後，浸透能）の取り扱いとして，全ての降雨が斜面内に浸透するといった考え方や，飽和透水係数を用いて決定するという手法が，斜面の安定性を評価する数値解析において多く取り入れられてきた。しかしながら，既往の研究から斜面の素因によって浸透能が異なることが示されてきた。その一方で，これら浸透能に及ぼす影響が数値解析等に反映されない理由として，何の要因がどれくらい浸透能に寄与するかが分かっていないことが挙げられる。 そのため，浸透能に影響を及ぼす要因を加味し定量化することで，斜面表層部における雨水が浸透する条件を既往の考え方以上に明らかにすることが可能となる。 そこで本研究では，斜面勾配に着目してNIEDが所有する大型降雨実験施設を用いて散水実験を行った。その結果，浸透能は一定値ではなく降雨強度や斜面勾配で変化し，斜面勾配が大きくなるにつれて浸透能は増加することが確認できた。さらに，斜面勾配による浸透能への影響を最大浸透能 Ic という一つのパラメータにより定量化できることを確認した。 浸透能に影響を及ぼす斜面勾配以外の要因としては，地盤密度，林床被覆等が挙げられる。本研究手法より，これら要因についても最大浸透能 Ic という一つのパラメータで定量化が可能であることから，浸透能に影響を及ぼす複数の要因と浸透能との関係について明らかにしていく。特に本実験は，自然降雨を再現できるNIEDの大型降雨実験施設でないと行えない実験である。 浸透能に影響を及ぼす要因を加味した浸透能の定量化が可能となれば，降雨に伴う浸透量が明確になるため，斜面安定評価や斜面崩壊予測への精度向上にも貢献できる。また，地図上で浸透能に影響を及ぼす要因の抽出が可能となれば，広域的な浸透能マップが作成することができ，メッシュを用いた広域なシミュレーションにも貢献することが可能である。 本研究の概略図（位置付け，結果，展望） 一秒でも早い予測を。一分でも早い避難を。 プロット︓実験値，ライン︓実験値の評価式 【課題】 斜面内にどれくらい降雨が浸透するのか? 降雨に伴う土砂災害の発生プロセス 斜面安定評価のイメージ図 各斜面勾配における 降雨強度と浸透能の関係 01020304050607080010203040506070802°10°20°30°40°浸透能 f (mm/h)降雨強度 i (mm/h)Unreal area全ての降雨が浸透する場合（既往の考え方）透水係数を用いる場合（既往の考え方）最大浸透能 Ic による 斜面勾配の浸透能を定量化 010203040010203040最大浸透能 Ic (mm/h)斜面勾配 (°)R2 = 0.98正の良い相関関係を確認 定量化 降雨強度iと浸透能fとの評価式 =1−exp−⁄Icは降雨強度が非常に大きい時の最大浸透能【展望】 広域の斜面安定評価や 斜面崩壊予測の向上 浸透能マップのイメージ図 高 低 浸透能 本研究領域 危険度 高 低
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