- PDF 無料ダウンロード

Size: px

Start display at page:

Download ""

ゆきひらあくや
5 years ago
Views:

1 148 クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策山敷庸亮佐山敬洋木村直子高橋保藤木繁男 S. Ivana Y. Krvavica N. Ruzic N. Ozanic 目次 1. はじめに 2. 適用した分布型モデルの概略 3. 3 次元水文解析モデル Hydro-Debris3D の開発と現地への適用 4. 早期警戒システムの構築 5. ザグレブ市および郊外における洪水被害に関する情報収集と住民意識調査 6. 研究目的 7. 調査方法 8. 調査結果 9. 今後の課題と予定 10. 総括山敷, 木村, 藤木 : 京都大学総合生存学館山敷研究室佐山 : 水災害リスクマネジメント国際センター高橋 : 財団法人防災研究協会理事, 京都大学名誉教授 S. Ivana, Y. Krvavica, N. Ruzic, N. Ozanic: リエカ大学

山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策 149 1.

2 山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策はじめに JICA-JST SATREPS 事業開発途上国のニーズを踏まえた防災科学技術における課題クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築において, 水文洪水災害研究グループは以下のような目的をもって研究活動を行った : (i) クロアチアにおける特徴的な洪水であるフラッシュフラッド発生機構の解明,(ii) 土石流発生メカニズムおよび発生地域の解明,(iii) 早期警戒システムの構築, の三つである以下それぞれについて述べる (i) クロアチアにおける特徴的な洪水であるフラッシュフラッド発生機構の解明クロアチアにおけるフラッシュフラッド洪水を予測するためには, カルスト地形の降雨流出メカニズムを正しく理解し, それを的確に反映した降雨流出モデリングを必要とする本研究プロジェクトでは, ドブラチナ川流域のソルトクリークを試験流域に設定し, 水文観測を開始しているこれまでの観測で得られた降雨データをもとに, 分布型降雨流出解析を実行し, 観測流量との比較を行うソルトクリークは, 図 1 に示すように, フリッシュの基盤岩が露出した下流域と, カルスト地質の上流域とに分けることができるカルスト地質からの流出がどの程度フラッシュフラッドに寄与しているのかを理解するために, 流域全域からの流出を考える場合と, 基盤岩露出地域からの流出だけを考図 1 ドブラチナ川流域ソルトクリークの様子 ( 写真奥は上流域のカルスト地質域, 写真手前は下流域の基盤岩露出地域 )

3 150 えた場合との計算流量の比較を行う 2. 適用した分布型モデルの概略キネマティックウェーブ型の地表面流モデルをソルトクリークに適用した図 2 は標高データを示しており, モデルには50m の空間分解能のものを用いている図 3 は, 地形から最急勾配法によって落水方向を決定したものであり, 降雨はこの方向にしたがって下流に流下するものと仮定する図 3 の太線は, 河道の位置を表しており, 河道のセルとその他の斜面セルとでは異なる粗度係数 (0. 03m 1/ 3 s,0. 6m 1/ 3 s) を与えている図 4 は観測された降雨と流量との関係の一例を示しているこのデータは, 2010 年の 5 月 30 日 21 時 20 分から 5 月 31 日 12 時 20 分の15 時間のものであるこのデータが示すように, 降雨ピークから流出ピークまでの時間差が短く, 約 15 分以内であるこの降雨を流域全域に入力した際の, 計算流量と観測流量とを比較する ( 図 5) この結果が示すように, 流域全域に降雨を入力して, 上述の表面流モデルで計算すると, 観測流量を過大評価してしまうそこで, 図 2 に示した四角で囲った ( 基盤岩が露出しているエリア ) だけに限定して降雨を与えてみるそ図 2 標高データと流域地形

4 山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策 151 図 3 分布型流出モデルの落水線網図 4 観測された降雨ハイエトグラフ ( 降雨量 :P) と流出ハイドログラフ ( 流出量 :Q) の結果, 図 6 に示す流出再現結果を得た流域全域に降雨を入力した場合より流域の一部に降雨を入力した場合の計算流量の方が明らかに観測流量との適合性が高い計算結果は観測ハイドログラフを十分に再現するものではないし, まだ結論を得るために十分なデータの蓄積が必要であるただし, この解析の結果は, 流域の一部 ( 基盤岩露出域 ) だけが流出に寄与していると仮定して, 流域のその他の部分に降った雨はすべて地下に浸透していると仮定しても説明がつく程度の流出量であることを意味している

5 152 図 5 流域全域に降雨を与えた流出計算結果図 6 基盤岩露出面だけに降雨を与えた流出計算結果

山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策 153 3.

6 山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策次元水文解析モデル Hydro-Debris3D の開発と現地への適用本プロジェクトにおいては, 上記の分布型流出モデルに加えて, 地下における岩盤浸透水を 3 次元的に追跡し, かつドブラチナ川流域がアドリア海に注ぎ込むため, これらを一体的に解析可能な新たな水文流出解析ソフトである Hydro-Debris3D の開発を進める Hydro-Debris3D においては,(1) 表面流出が卓越していない流れの場合は従来のキネマティックウェーブ型の分布型流出モデルを,(2) 簡易的な洪水解析においては 2 次元浅水流モデルを,(3) 地下浸透にはダルシー則および岩盤浸透モデルを,(4) 閉鎖性水域においては 3 次元流動解析モジュールを用いている現在までにドブラチナ川流域を含めた地域に適用し, 流出状況と海への流入を含めた解析を行ったので図 7 に示す (ii) 土石流発生メカニズムおよび発生地域の解明図 8には,Hydro-Debris3D の 3 次元セルのフラギングを示した同モデルにおいては, 岩盤内部を模したセルにそれぞれ異なる地質毎にフラギングを行い ( 例えば FLY は FLYSH, LIME は LIMESTONE を意味する ), 岩盤内部で透水性のあるセルを想定, その内部を浸透水が高速で流動することを想定した本モデルをグロホボ地滑り地域に適用するため, 図 8(a) で示したサブセル ( 通常の計算セルより小型のセル ) に粒子を配置し, 図 8(b) で示した崩落地帯に配置し, 想定降雨を与えたそれぞれの個別の粒子流動状況を図 9, 図 7 リエカドブラチナ川流域の DEM を用いて作成した Hydro-Debris3D のメッシュ ( 左 ) および, この地域からのアドリア海への流入 ( 中央 / 右 ) の計算例陸域から岩盤内を通じ海へ流入する淡水混入の計算結果

7 154 図 8(a) Hydro-Debris3D のコンセプト図 8(b) 計算に用いたグロホボ地域の土地利用 / 地質区分図 9 Hydro-Debris3D を用いた石礫型土石流シミュレーション図 10 Hydro-Debris3D を用いた石礫型土石流シミュレーションの可視化

宇治川オープンラボラトリに急勾配水路 ( 水路幅 20cm, 水路長 5m, 氾濫台幅 2m x 2m, 図 11) を設置し, 石礫型土石流の分級機構についての実験と計算を行った図

8 山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策 155 図 11 実験水路図 12 高速ビデオによる実験結果 ( 左 ) と Hydro-Debris2D による計算結果その可視化を図 10に示した本計算はグロホボ地滑り地帯における石礫の流動のみを対象としたが, 最終的には流域全体の計算を遂行するまた, 土石流発生機構については, 宇治川オープンラボラトリに急勾配水路 ( 水路幅 20cm, 水路長 5m, 氾濫台幅 2m x 2m, 図 11) を設置し, 石礫型土石流の分級機構についての実験と計算を行った図 12,13は高速ビデオによる流動層の計算結果を Hydro-Debris2D を用いて再現した状況であり, 巨礫細粒成分の分級をもたらす粒子流速差がうまく再現されている図 14では堆積

156 図 13 粒子流速の実験結果と計算結果の比較 ( 水路勾配 25 ) 扇状地の形状把握のために写真測量を用いた例を示す (iii) 早期警戒システムの構築山地域における実際の降水量を見積もるために, 雨量計と現地で運用可能なレーダー雨量予測情報の適用を試みた本プロジェクトにおいては, 簡易型

9 156 図 13 粒子流速の実験結果と計算結果の比較 ( 水路勾配 25 ) 扇状地の形状把握のために写真測量を用いた例を示す (iii) 早期警戒システムの構築山地域における実際の降水量を見積もるために, 雨量計と現地で運用可能なレーダー雨量予測情報の適用を試みた本プロジェクトにおいては, 簡易型 X バンドレーダーシステムを, リエカドブラチナ川流域, レチナ川流域, そしてモセニチカドラガ川流域をカバーする中心場所に設置したレーダーの設置地点を図 15に示すまたレーダーを用いて観測した降雨と, 実際に流域にて観測した流量を用いてキャリブレーションを行った降雨量との比較結果を図 16に示す

10 山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策 157 図 14 写真測量による土石流扇状地の解析 4. 早期警戒システムの構築本プロジェクトにおける重要な項目として, 突発性降雨に対応した X バンドレーダー雨量計測システムを整備し, 目標流域の流量変化に対して早期警戒システムを構築することであるそのためにフルノ電子製の X バンドレーダーシステムの配備を行った図 15にレーダーの配備位置 ( リエカ大学新校舎ビル屋上 ) と, 本研究において対象とする三つの流域の位置を示した図よりわかるとおり, レチナ川流域はレ

158 図 15 レーダー雨量計設置範囲ーダー近傍にあり, 密な予測が可能であると考えられ, ドブラチナ (Dobratina) 川流域も同様であるただし, モセニチカ川流域はビルとの位置関係から若干信号を拾いにくい位置となっている図 16に2012 年 12 月 4 日の降雨事象を対象とした降雨量の X バンドレーダー雨量計による雨量推定を示した

11 158 図 15 レーダー雨量計設置範囲ーダー近傍にあり, 密な予測が可能であると考えられ, ドブラチナ (Dobratina) 川流域も同様であるただし, モセニチカ川流域はビルとの位置関係から若干信号を拾いにくい位置となっている図 16に2012 年 12 月 4 日の降雨事象を対象とした降雨量の X バンドレーダー雨量計による雨量推定を示したこのような高い空間解像度のデータを得ることが出来るが, それと本プロジェクトにて設置した降雨観測点データとの比較を行ったのが図 17であり, さらに積算雨量を比較したのが図 18である図 17に明らかなとおり, レーダー雨量計は転倒マス雨量計に比較しても非常に細かい時間間隔の信号を取得可能であり, その有用性は高いしかしながら, 図 18を見るとおり, 積算雨量には若干のずれも見られる 5. ザグレブ市および郊外における洪水被害に関する情報収集と住民意識調査ドナウ川支流のサバ川流域に位置するザグレブ市では,1964 年 10 月に大規模な洪水発生により甚大な被害があったその後, クロアチア国政府主導によるインフラ整備として遊水路 (Sava-Odra Canal) や主だった山地河川沿いに調

山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策 159 図 16 2012 年 12 月 4 日の降雨事象を対象とした降雨量の X バンドレーダー雨量計による雨量推定整池が設けられたこれにより, 遊水路近辺にある市郊外の農村部においては幾度かの洪水が発生しているものの, ザグレブ市街においては目立った水害は起こっていない 2011

12 山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策 159 図年 12 月 4 日の降雨事象を対象とした降雨量の X バンドレーダー雨量計による雨量推定整池が設けられたこれにより, 遊水路近辺にある市郊外の農村部においては幾度かの洪水が発生しているものの, ザグレブ市街においては目立った水害は起こっていない 2011 年に UNICEF と UNISDR から出版された報告書 Children and Disasters-building resilience through education 内の国別プロファイルによると, クロアチア国において青少年を対象とした災害リスクの軽減に向けた教育的取り組みがなされているが, 活動や成果がまだ限定的なものである旨の現状報告がなされている

13 160 図 17 X バンドレーダーによる降雨量データと転倒マス雨量計データとの比較図 18 X バンドレーダーによる降雨データと転倒マス雨量計データとの比較 6. 研究目的本研究は, ザグレブ市の洪水災害に関する住民意識の概要を把握すること, および歴史的洪水の記録収集および体験者への聞き取り調査から, 過去の災害経験をザグレブ市においてはどのように活用することができるかを探ることを

14 山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策 161 目的とするまた, これらの結果をもとに3D イメージの作成 ( 例えば, 洪水リスク疑似体験ツール (Virtual Flood Risk Experimental Tool-VRET)) の開発を行い, 洪水など水害に対する住民の意識啓発や防災教育に寄与する程度を明らかにすることを目的とする 7. 調査方法主な調査方法は,1964 年の歴史的洪水および防災行政に関する資料の収集, 当該洪水災害の経験者への聞き取り調査, 青少年若年層住民の洪水を中心とした災害に関するアンケート調査である各調査は2011 年 4 月から2013 年 2 月にかけ, 早期警戒システム構築に関連する調査活動の渡航機会に合わせて実施したアンケート調査および聞き取り調査については, 現地カウンターパート ( ザグレブ大学農学部 ) の協力を得, 英語からクロアチア語に翻訳通訳して行った 8. 調査結果資料収集については,1964 年の洪水時の様子を撮影した写真を収集したまた, それらと同じ地点の現在の様子を撮影して比較できるようなイメージを数点作成した ( 図 19) アンケート調査からは,1964 年の洪水については, 青少年若年層の間でも比較的よく知られており, それらの多くは家族から伝え聞いていることがわかった ( 約 60%) 青年層については, 回答者の約 4 分の 3 が10 年以内にザグレブ市で洪水が発生すると考えているものの, 具体的な非常時への備えの行動にはつながっていないことがうかがえるまた, 避難時に携帯するものとして,30 代以上からは必ず身分証明証が挙げられたその理由は独立時の内紛の経験が影響していることがわかった青少年は, 災害時には大人の指示を待ち, それに従うとする姿勢が, 特に15 歳以下で強いまた災害時においても, 携帯電話に頼るとする率が他の情報媒体と比較して高かったこどもたちが自分で考え, 落ち着いて行動できるよう継続的な災害軽減に向けた教育および指導が必要なことが明らかになった

15 162 図年の洪水発生時 ( 各左側 ) と同じ地点の 2011 年の様子 ( 各右側 )

16 山敷他 : クロアチア土砂洪水災害軽減基本計画構築における洪水災害対策今後の課題と予定プロジェクトの目標である早期警戒システム構築に沿うべく, 今後は大きく 2 つのステップで研究を進めたいと考える 1) アンケート調査結果を慎重に分析し, 備災に関して強調するべき項目を絞りこみ提案につなげる,2)1964 年当時の様子を写した写真をもとに, 現在のザグレブ市において同規模の洪水が発生した場合の3D イメージを作成し, これらを用いて洪水リスク疑似体験ツール (VRET) の開発を進める 10. 総括本プロジェクトにおける洪水グループの現在の状況を示した更に上記の Hydro-Debris3D を基礎としたレチナ川流域の X バンド降雨レーダー情報を用いたリアルタイム流量予測システムの開発を進めており, 早期警戒システムの設置を予定通り進められる見込みであるただし,X バンド降雨レーダーの設置が2012 年 11 月となり, 当初予定していた2010 年中の設置から 2 年遅れ, プロジェクト全体の進行は遅れた残る年月でどれだけ元々の要望を反映した解析を反映できるかが鍵となる参考文献 Yosuke Yamashiki, Mohd Remy Rozainy MAZ, Taku Matsumoto, Tamotsu Takahashi, Kaoru Takara Simulation and calibration of hydro-debris 2d model (HD2DM)to predict the particle segregation processes in debris flow. Journal of Civil Engineering and Architecture. 6(6): ISSN Yosuke Yamashiki, Mohd Remy Rozainy MAZ, Taku Matsumoto, Tamotsu Takahashi, Kaoru Takara EXPERIMENTAL STUDY OF DEBRIS PARTICLES MOVEMENT CHARACTERISTICS AT LOW AND HIGH SLOPE. Journal of Global Environmental Engineering, JSCE, 17:9-18. Mohd Remy Rozainy MAZ, Yosuke Yamashiki, Taku Matsumoto, Tamotsu Takahashi, Kaoru Takara A study on particle segregation processes in debris flow. Journal of Procedia Engineering(Elsevier)(ICASCE 2012). 50: Yosuke Yamashiki, Mohd Remy Rozainy MAZ, Taku Matsumoto, Tamotsu Takahashi, Kaoru Takara Particle routing segregation of debris flow mechanisms near the erodible bed, APCBEES Procedia, Elsevier Science Direct. 5: ( 原稿受付 2013 年 7 月 22 日, 原稿受理 2013 年 8 月 22 日 )

近畿地方整備局資料配付配布日時平成 23 年 9 月 8 日 17 時 30 分件名土砂災害防止法に基づく土砂災害緊急情報について概要土砂災害防止法に基づく土砂災害緊急情報をお知らせします本日夕方から雨が予想されており今後の降雨の状況により河道閉塞部分での越流が始まり土石流

近畿地方整備局資料配付配布日時平成 23 年 9 月 8 日 17 時 30 分件名土砂災害防止法に基づく土砂災害緊急情報について概要土砂災害防止法に基づく土砂災害緊急情報をお知らせします本日夕方から雨が予想されており今後の降雨の状況により河道閉塞部分での越流が始まり土石流近畿地方整備局資料配付配布日時平成 23 年 9 月 8 日 17 時 30 分件名土砂災害防止法に基づく土砂災害緊急情報について概要土砂災害防止法に基づく土砂災害緊急情報をお知らせします本日夕方から雨が予想されており今後の降雨の状況により河道閉塞部分での越流が始まり土石流が発生する恐れがあります奈良県十津川流域内及び和歌山県日置川流域に形成された河道閉塞について上流の湛水が越流することによって