5. 以數值計算推估大規模崩塌引致土砂災害的災損情況
5.3 堰塞壩型災損範圍的檢討
5.3.6 堰塞壩型河川氾濫範圍的檢討
【說明】
堰塞壩型氾濫範圍的檢討,其中堰塞壩潰決洪水氾濫範圍的檢討,可利用 可追蹤氾濫現象的二維數值計算,設定從氾濫開始地點(流域內有保全對象且 流下能力不足時,為保全對象正上游)到下游側的氾濫範圍。
另外,某氾濫開始地點上游形成的複數堰塞湖地點想定其規模時,氾濫開 始時間點流量歷線圖大概有複數個近似的案例。此時,可對氾濫開始時間點流 量歷線圖近似的案例,一一設定其代表案例實施氾濫演算。
〈方法〉
堰塞壩型河川氾濫範圍的檢討,其中針對堰塞壩上游區域氾濫範圍的探 討,以使用堰塞壩淹水範圍周邊地形圖方法為準。
堰塞壩型河川氾濫範圍的檢討,其中堰塞壩潰決造成洪水氾濫範圍的探 討,以使用二維數值計算的方法為準。
〈產出〉
堰塞壩型河川氾濫範圍的檢討,以設定下列項目為準。
堰塞壩上游區域淹水氾濫範圍
堰塞壩潰決洪水氾濫範圍
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5.4 土石流型災害範圍的檢討 5.4.1 方法概要
〈構想〉
〈標準〉
土石流型災害範圍的檢討,可用來設定大規模崩塌土石流化流下時的氾 濫災害範圍。
〈方法〉
土石流型災害範圍的檢討,應檢討高潛勢大規模崩塌現象之中、第4 章 與5.1 節所篩選的現象為準。
地形條件、土石粒徑等,應依據現地調查設定其條件為準。此外,也可 應用過去調查結果,進行條件設定。
應用這些條件,以數值模擬,算出災害範圍為準。
〈產出〉
土石流型災害範圍的檢討,以設定以下項目為準。
土石流型災害範圍
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5.4.2 土石流流量歷線圖的檢討
〈標準〉【說明】
大規模崩塌形成土石流的一維動床演算方法,詳見「大規模崩塌形成 土石流的流下與氾濫演算方法(案)」(土木研究所資料,第 4240 號)。「大規 模崩塌形成土石流的流下與氾濫演算方法(案)」之中介紹有考量到考慮大 規模崩塌形成土石流,土石流所含土石之中細粒土砂與土石流內部孔隙流 體一體化而移動的數值計算方法。數值計算可推估崩塌土砂土石流化後流 下與堆積的過程(下圖②~④)。
另外,所使用計算程式注意要點,參考參考文獻1)。又,「大規模崩塌 形成土石流的流下與氾濫演算方法(案)」之中,也整理了大規模崩塌形成 土石流的粒徑分布與大規模崩塌岩盤孔隙率相關資訊,以供參考。
〈方法〉
土石流流量歷線圖的檢討,以一維動床演算為準。土石流與有較大常時 水流的主流匯合時,不只大規模崩塌形成的土石流,須注意會與溪流主流的 洪水流量重疊的情況。
〈產出〉
土石流流量歷線圖的檢討,以設定以下項目為準。
下游河谷出口及保全對象附近的流況(流量歷線圖、土砂濃度)
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【參考文獻】
1) 内田太郎、丹羽諭、西口幸希、村上正人、蒲原潤一、岡本敦:「大規 模な土石流の流下、堆積に関する数値計算プログラム作成の留意点」
(大規模土石流流下與堆積相關數值計算程式製作的注意要點),土木 技術資料,Vol. 56,No. 9,p. 22-25,2014
圖-5.12 土石流流下狀況的檢討 (舉例)
①發生大規模崩塌
孔隙流體
②崩塌土砂土石流化
③土石流流下
④土石流停止並推積
②~④的區間,
可利用數值計算想定土石流化後的現象
〈例子〉計算上游邊界的流量歷線圖之設定方法
「大規模崩塌形成土石流的流下與氾濫演算方法(草案)」介紹了一 維計算區間的上游邊界、假設水流(流量與流速的關係)符合土石流阻力 定律而設定流量歷線圖的方法。土石流阻力定律運用高橋所提出的阻力 定律,假定流量歷線圖為存續時間的中間時間形成洪峰流量的三角形。
計算時假定崩塌土砂以相同的速度移動。此時須注意,這裡的洪峰流量 為最大值,存續時間接近最短的現象。亦即,根據條件,想定非常快流 速的場合。
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〈例子〉土石流化的土砂量的設定方法
檢討大規模崩塌的崩塌流量歷線圖時,有時可如下設定流下土砂量 上限值。
崩塌土砂量超過100 萬 m3的大規模崩塌地,崩塌土砂全部以土石 流的形式流下的機率不高。因此可參照當地過往災害案例,推估土石流 最大規模。若當地無相關災害案例可供參考,也有崩塌土砂土石流化上 限為70 萬 m3 的想定方法(參照圖-4.13)。
【參考文獻】
1) 内田太郎、岡本敦:「崩壊土砂の流動化量に関する一考察」(崩塌 土砂流動化量研究),土木技術資料,Vol. 55,No. 7,p. 6-9,2013
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5.4.3 土石流型氾濫範圍的檢討
〈標準〉【說明】
山谷出口下游側,可利用能追蹤土石流氾濫現象的二維數值計算,
設定氾濫範圍。
另外,推估某開始氾濫地點上游,有複數大規模崩塌發生地點與規 模,可推測有複數開始氾濫時間點流量歷線圖近似的案例。此時,可針 對開始氾濫時間點流量歷線圖近似的案例,一一設定其代表案例,實施 氾濫演算。
〈方法〉
土石流型氾濫範圍的檢討,可運用二維數值計算為準。
此外須注意,崩塌土砂流入暴漲河川時,有時也會在對岸產生災情。
〈產出〉
土石流型氾濫範圍的檢討,以設定以下項目為準。
土石流氾濫的範圍
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5.5 崩土直擊型災害範圍的檢討
〈構想〉
〈標準〉
〈方法〉
崩土直擊型災害範圍的檢討,應由高潛勢大規模崩塌現象之中、檢討 第4 章與 5.1 節所篩選的現象為準。
地形條件與土石粒徑等,應依據現地調查設定條件為準。此外,可利 用現有的調查結果,設定條件。
應以下列方法,利用上述條件進行設定。
根據運動方程式的方法
根據數值模擬的方法
根據過去崩土到達實況案例的方法
此外,崩塌土砂流入水位暴漲河川等,需留意有時也會在對岸或上下 游等造成災害。
〈產出〉
崩土直擊型災害範圍的檢討,以設定以下項目為準。
崩土直擊型受災範圍
崩土直擊型災害範圍的檢討,可設定大規模崩塌造成崩土直擊的災 害範圍。
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砂防學會誌,Vol.55,No. 2,p. 5-13,2002
4) 武藏由育、山﨑美穂、水山高久、小杉賢一朗:「崩壊土砂の運動のシミュレーショ ン手法に関する研究」(崩塌土砂運動模擬方法研究),砂防學會誌,Vol. 64,No. 3,
p.37-45,2011
5) 西口幸希、内田太郎、田中健貴、蒲原潤一、奥山遼佑、日名純也、松原智生、櫻井 亘:「深層崩壊の発生に伴う土砂移動現象と被害発生位置の実態」(大規模崩塌伴隨 產生土砂移動現象與災害發生位置實況),砂防學會誌,Vol. 68,No. 6,p. 31-41,2016 6) 奈良縣:「土砂災害地域防災マップづくりガイドライン」(土砂災害地區防災地圖製
作 指 南 ) , http://www3.pref.nara.jp/doshasaigai/data/GUID_guidline.pdf , p.18 , 参 照 2017-3-24,2015
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6. 災損推估的詳細檢討
〈構想〉〈標準〉
〈方法〉
受災狀況的詳細掌握,以運用以下方法為準。
氾濫範圍的評估實施二維計算,使用網格高程,應與現地的河川高 差、保全對象與氾濫範圍位置關係進行比對。
災害狀況的詳細掌握,可用來設定、掌握大規模崩塌氾濫範圍內的資 產、重要設施等的分布狀況與詳細地形等。
編譯:水土保持局技術研究發展小組
Research and Technology Development Team, SWCB, COA December 2018