多数の巨礫を含んだ土石流と堰堤の3次元シミュレーション

青木 尊之*; 下畑 和希*; 渡辺 勢也*; Sitompul, Y.; Dawei, S.*

no journal, , 

近年、豪雨や台風などの線状降水帯による土石流の発生による災害が急増している。土石流に対する最も有効な防災対策は、谷筋に設置する砂防堰堤である。日本は島国であるため、非常に多くの土石流危険渓流があるが、急峻な河川の直下に民家が広がっていることも多く、過去に災害が起こった箇所に優先的に砂防堰堤が設置されているのが現状であり、防災対策は十分とは言い難い。さまざまな砂防堰堤が建設されてきたが、その構造は経験的な知見によるところが多く、流体力学や土質力学の観点から十分に設計されていない。一方、これまでの土石流の流動解析は殆どが粗いメッシュで全体の流れを1次元の浅水波モデルに基づいて行う計算が殆どであり、2次元解析は数メートル格子を用いた限定的な範囲での計算しか行われていない。実際には土石流はさまざまなサイズの礫や流木が含まれていて、特に巨礫が土石流の流動に対してどのような影響を与えるかなどは未解明である。巨礫を止めるのに有効な透過型堰堤の鋼材間隔を検討するためにも、多数の巨礫を含んだ土石流と堰堤の3次元シミュレーションを行うことが必要である。個々の礫を解像しつつ、全体の土石流の流れに対して堰堤の有効性を検証する計算を行うには、かなり大きな計算資源が必要となり、GPUを多数搭載するスパコンを利用する。