【研究領域課題番号】18H01541 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

浸水 / 予測 / モデル / 津波 / 高潮 / 浸水予測 / 氾濫 / 堤防

【研究成果の概要】

本研究では，沿岸低地の地形情報を簡約化することで効率的に津波や高潮による浸水を表現するモデルを開発し，広域の沿岸低地群の浸水被害を効率的に一括評価できる予測手法を構築した．モデルは沿岸低地を小領域のネットワークとして表現し，線形理論に基づき小領域間での水の質量・運動量のやりとりを計算するものであり，従来のモデルに比べて少ない計算要素数で浸水過程を再現することができる．開発したモデルを過去の事例に適用して従来モデルと比較した結果，効率的に広域の浸水被害を予測する性能を有することが確認された．

【研究の社会的意義】

我が国では長い海岸線に点在する大小沿岸低地が津波や高潮の脅威に晒されており，人口減少による急速な社会変化も踏まえて広域レベルで沿岸防護のあり方を検討しなければならない．そのためには広域的なハザード評価をもとにした俯瞰的・相対的な議論を支える技術が重要となるが，既往の浸水予測手法の高い計算コストが大きな足枷となっている．本研究で開発した計算精度とコストのバランスした新しいモデルは，広域の海岸低地群を対象に一括した浸水予測を可能にし，様々なシナリオのもとで効率的なハザード評価を実現するものである．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)

【研究分野】水工学

【研究領域課題番号】15H04046 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

高波 / 高潮 / 浸水 / 越波 / 波浪の重合 / 沿岸ハザード / 津波 / ハザード / 波の重合・干渉 / 短周期波 / 氾濫 / 海岸防災 / 海岸工学 / 重合波 / 段波 / 砕波 / 漂流物

【研究成果の概要】

津波や高潮、高波による浸水災害では、異なる周期の波が複雑に重合し、被害を増大する例が、昨今の災害時におけるビデオ画像などから明らかとなってきている。本研究では、このような周期の異なる波浪が重合する場を再現可能な実験装置を構築し、平面水槽実験を実施した。さらに画像計測手法を構築して、実験で見られた氾濫場および沿岸域における波・流れの定量的な特性を面的に捉えることにより、その特性の解明を試みた。次に段波の分裂に伴う高周波成分の生成や、高波や波群構造に伴う長周期成分の生成と伝播を再現可能な数値モデルを構築し、上記の特性を再現するハザード推定手法を開発した。

【研究の社会的意義】

現在の沿岸域におけるハザード推定には十分に考慮されていなかった高周波の波動成分と、津波や高潮、長周期波などの長周期成分との相互干渉による浸水ハザードの増大特性を把握するための実験装置と、そのような現象を物理的なメカニズムに即して再現可能なハイブリッド数値モデルが構築された。これにより、各地で異なる地形による影響や不規則波の不確実性に伴う影響も考慮したよりハザード推定の高精度予測が可能となる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)

【研究分野】水工学

【研究領域課題番号】22404011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

津波 / 高潮 / 途上国 / 環境変動 / 減災 / 沿岸災害 / 国際研究者交流 / 高波 / 沿岸域 / イラン / チリ / スリランカ / 被災機構

【研究成果の概要】

2010年のチリ地震津波、同年のスマトラ島沖地震津波（メンタワイ諸島）、2012年のハリケーン・サンディー高潮（米国ニューヨーク）、2013年の台風ヨランダ高潮（フィリピン国レイテ島）などの海外で発生した沿岸域災害の調査を実施し、被災機構を解明した。近年の沿岸域土地利用の高密度化と輻輳化、さらに高潮の場合には地球気候の変動による台風の巨大化が大きな被害をもたらしていることが解った。
高潮、高波被害の将来予測を行うために、気候モデルに基づいた高潮・高波数値モデルを開発し、インド洋、北太平洋などに適用した。温暖化後の変化について検討し、高潮の規模が拡大する可能性が高いことを指摘した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2010-04-01 - 2015-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】自然災害科学

【研究領域課題番号】15310130 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ハザードマップ / 津波 / 高潮 / 洪水 / 地理情報システム / 避難 / 同時生起 / インターネット / 避難訓練 / 住民参加 / GIS / インド洋大津波 / 自主避難 / ワークショップ

【研究成果の概要】

わが国では,津波,高潮,洪水氾濫の危険地帯が重なっている場合が多い.大阪はこれら3つの災害が,東京や名古屋は高潮と洪水の同時氾濫が心配されている.とくに2005年ハリケーンカトリーナによるニューオーリンズの未曾有の高潮氾濫災害は,先進国でも忘れてはならない災害であることを示した.そこで,従来の紙ベースでのハザードマップの作成では,住民に提供できる情報量に限界があるため,その改良は困難である.それに代わって,シミュレーション結果を動画の形で提供できる動的ハザードマップの試作を行った.たとえば,三重県の尾鷲市を対象とした津波ハザードマップにおいて,住民の防災教育効果の向上が期待できることがわかり,また避難訓練にも活用できることが示された.このようにインターネット上にGIS情報を重ねてハザードマップを住民に提供する方法が開発できた.そして,避難のシミュレーションプログラムを活用できるようにすれば,避難の開始時刻や避難経路の選択の生存可能性に及ぼす影響を定量的に明らかにできて,住民に対する避難の啓発効果が大きいことがわかった.一方,巨大災害の減災の視点から,高潮,洪水,津波のいずれか2つが同時に生起する確率を無視できないことから,その作成方法を検討した結果,長時間にわたって継続する現象によってまず浸水域を与え,そこに短期間の現象の浸水を重ねるという方法が合理的な計算結果を示すことが見出された.前者が津波で後者が高潮に相当し,わが国で初めて両現象の同時生起のハザードマップを試作することができた.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2003 - 2005

【配分額】11,400千円 (直接経費: 11,400千円)

【研究分野】海洋工学

【研究領域課題番号】10450384 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

津波 / 海震 / 大型浮体 / 動的応答 / 海洋構造物 / 高潮 / 大型浮体構造物

【研究成果の概要】

本研究では、浮体構造物に働く津波、高潮、海震等の異常時の外力を数値計算によって推定する手法を開発し、合理的な浮体構造物設計に資することを目的とする。
このような研究目的のために、まず津波、高潮、海震のシミュレーションプログラムの作成に関連して、以下のような研究を実施した。
1.長波近似を用いた津波・高潮のシミュレーションプログラムの作成
2.開発した計算プログラムを用いた津波・高潮の再現計算とプログラムの検証
3.海震の計算手法の検討及びプログラムの作成
また、異常時外力に対する海洋構造物の応答解析に関連して、以下のような研究を実施した。
1.異常時外力に対する流力弾性応答解析のシミュレーションプログラムの作成
2.海震による構造物の応答解析手法の検討及びプログラムの作成
3.2次の波浪漂流力に対する流力弾性応答の影響調査
4.波浪衝撃力などの非線形流体力と構造応答解析法の検討
さらに、合理的な附帯構造物設計に関連して、船体構造設計最適化への応答曲面法の適用などを検討した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1998 - 2000

【配分額】13,300千円 (直接経費: 13,300千円)