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田中徹郎

浅水系方程式に基づく雪崩シミュレーションモデルの作成

細山田得三

日本は本州日本海側を中心とした豪雪地帯において，その人口が全体の約2割を占めている．また，国土の約7割が山林であるため，豪雪地帯でも山間部に集落や建造物が点在している．このような地域では厳冬期から比較的温暖な春先にかけて家屋被害や道路閉鎖など様々な雪崩災害が懸念される．雪崩被害を軽減するには運動モデルの構築が重要となる．数値解析により雪崩の運動を再現できれば，その解析結果を防御施設の設計や，ハザードマップ作成に反映させることが期待できる．しかし，従来のモデルには，多くの仮定条件が含まれ，精査の必要なものも多く，計算が複雑化している．そこで本研究では，最も簡単に流体の運動を記述した方程式系である浅水系方程式を用い，仮定条件をあまり必要としない、雪崩シミュレーションモデルの作成を目的として行った．

基礎方程式については浅水系方程式を基としたものを適用し，そのほかに，細粒子分の移流拡散方程式などの式を加えることによりモデルを構築した．また，計算に用いる基礎方程式が単純な常微分方程式で構成されるため，演算時間が短いという利点も有する．本研究ではモデルを，2000年3月岐阜県吉城郡上宝村神通側水系蒲田川支流佐俣谷で発生した大規模な雪崩に適用し，その適合性を検討し以下の結論を得た．浅水系方程式を基に作成することにより，仮定条件を多く必要としない，雪崩シミュレーションモデルを作成した．また，全領域で同時に二次元解析が可能となり，雪塊同士の相互作用による雪崩への影響が表現可能である．流下挙動については，雪崩が雪を取り込み加速しながら，斜面を流下し，緩勾配斜面へ流入すると，減速するといった流下挙動を数値解析によって表現できる．また，雪崩本体の雪の取り込みや離脱，雪粒子濃度の増減による，雪崩内の雪量の増減や本体形状の変化などの影響を評価することが可能である．

今後は，発生から停止に至るまでの一連のプロセスを表現可能にさせるため，運動方程式の精査が必要となる．また，解析条件についても総合的に見直し，運動シミュレーションモデルの精度を高めることができれば，本研究で提案したモデルの汎用性をより高めることが期待できる．

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