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河川地形の変化、水害の予测?周知に関する研究を多様な研究机関で継続
中心となるのは、河川の地形変化に関する研究。対策を考案し、特许も取得
私はこの春、2021年4月から広岛大学にやってきました。以前は一般公司や公益法人等でエンジニアあるいは研究员として勤めてきたのですが、やはり、大学で研究をしたいという想いがあり、新たな道を歩むことになりました。最初に、私の研究についてご绍介しましょう。研究分野は河川工学です。これは、水害に强かったり、环境を保全したり再生するためにどういう风に河川をデザインしていけばよいかといったことを考える学问と言えるでしょう。研究には大きく２つの柱があります。
１.河川の地形変化に関する研究
２.洪水氾滥の“见える化”に関する研究
まずは、これらを顺に説明していきます。
最初に、「河川の地形変化に関する研究」について。私が特に力を入れてきたのは岩盘河川の地形変化です。岩盘河川は山地によく见られるもので、河床が堆积した石で覆われていて、その下に岩盘の层があるような河川を言います。その岩盘河川で、河床を覆っている砂砾（石ころ）が流出して、软岩层が露出する河川が増加しているということが近年、问题になっています。露出した河床は软岩のため侵食されやすく、局所的な深掘れを起こして桥の被灾等を招くことが悬念されます。そこで、この出てきた软岩の层がどう削れるかというメカニズムに関する研究をしました。「雨だれ石を穿つ」という故事成语のように、岩盘は水で削られると长く考えられてきました。ところが、21世纪に入って、こうした侵食が、水によるものではなく、岩の层の上をころがっていく砂砾が衝突することによって生じることが分かってきました。砂砾の场合、水の1000倍以上速く削るため、河床低下も急激に起こるという訳です。
私は、この砂砾衝突による岩盘侵食过程をモデル化し、そうした现象がなぜ起きるのかを调べてきました。石の跳跃のエネルギーに侵食の速度は比例する。跳跃の距离が长くなると当たる回数が减るので、跳跃する距离に反比例するというような定式化をし、コンピュータによる数値计算で、微小な侵食がどんどん积み重なり、地形の変化が表されていくといった解析をおこなったのです。
加えて、上记のような侵食を防ぐ対策も讲じました。その方法は、高密度ポリエチレン性のネットを设置して、流水中の砂砾をトラップし、岩盘の上に砾が载った状态を復元するものです。ネットによるこの対策は、効率の良い方法として特许が认められています。
河川氾滥时に大いに役立つ、视覚に诉えるハザードマップや颈搁滨颁の开発に携わる。
次に、「洪水氾滥の“见える化”」について。最近、大雨や河川氾滥も増えているのを皆さんも実感されているのではないでしょうか。そうした场合には、避难警报が出されたり、基本的には避难所に逃げることが推奨されていますが、避难中に浸水に袭われる危険性もあります。そこで、浸水深、浸水した际の水面から地面までの深さを分かりやすく伝えることはできないかと考えて、この研究をおこなっています。
一般的なハザードマップは2次元で、自分が地図上のどこにいるのかがよく分からなかったり、色分けの意味を理解しづらいといった问题があり、普段からよく见ておかないと、避难时に见てもあまり役に立たない代物と言えます。
「3D浸水ハザードマップ」は、Google Earthのストリートビュー上に浸水深を描画するという画期的な技術が使われているので、携帯電話のGPS機能で自分の位置を探して、その場所の水位を視覚的に読み取ることが可能になり、時々刻々と変化する浸水域を反映します。しかも、Google Earthを利用することで、非常に安価に利用できるという点でも評価されています。これはすでに完成していて、私は前職で開発チームの一員として携わりました。
加えて、普段通れる道も氾滥时には使えるかどうか分かりません。雨から氾滥域を计算する「氾滥计算」をリアルタイムでおこない、使えない道路をどんどん使えないと认识させながら、避难経路が検索できるようなシステムが作れないかといった考えから生まれたのが、「浸水を回避する避难経路検索システム」です。最终的には、「3顿浸水ハザードマップ」とくっつけて、安全な避难ルートを分かり易く伝えるアプリにしたいと思っています。
このような洪水氾滥の“见える化”に活かされているのが「颈搁滨颁」という技术です。
「iRIC」というのは、International River Interface Cooperative の略で、2007年に北海道大学の清水康行教授とUSGS（アメリカ地質調査所）のJon Nelson博士の提唱により始まったプロジェクトです。ここから、水工学に係る数値シミュレーションのプラットフォーム「iRICソフトウェア」が誕生しました。前述した「氾濫計算」が誰でも簡単におこなえることを狙いとして開発が始まったこのソフトウェアは、すでに無料で提供され、欧米からアジア、アフリカまで、世界で1万人以上のユーザー数を誇ります。また、「iRIC」には「Nays2D Flood」という汎用二次元氾濫計算ソフトも同封されており、洪水や河川津波の氾濫範囲の評価に役立てられています。私はiRICの中核メンバーのひとりとして、研究界の最新技術を誰でも触れられるように努めてきました。こうした活動の中で培った経験や世界中の人との交流が、私の研究生活を支えてくれていることは言うまでもありません。
より良い研究环境を求めて広岛大学へ。一绪に河川のデザインを！
このように、民间公司や国の研究机関などでエンジニアや研究员として仕事をしてきた私が、なぜ広岛大学にやってきたのか、疑问に思う方もいるかもしれません。
学部の3年生のときに河川工学や水理学の授业がなんだかおもしろいなぁと感じたのが最初で、4年生のときには、当时、ダムに土砂がたまってしまうことが问题になっていたので、ダムに砂がたまるメカニズムの研究をしていました。その后も河川系の研究をずっと続けている訳ですが、就职した当时は、どこでエンジニアや研究者をやっても同じだろうと考えていました。
しかし、実际にはそれぞれに违いがあります。一番大きな违いは、研究のタームです。民间公司では2～3年、国の研究所だと5～10年くらいでものになるような研究を求められるんだと思うんですが、大学では10年后、20年后を见据えた研究ができる。新しいことができたり、何に兴味持って始めても、どこまでやってもいい。そうした自由度の高さが楽しいと、大学に移ってきて実感しているところです。
将来的には、新しい枝をつくるような研究をやりたいと思っています。すごい発见がひとつあると、そこからぶわーっと枝が広がっていって、枝の先を伸ばすような研究がたくさん出てくるものですが、やはり、后世の研究者が自分の枝先を伸ばしてくれるような、自分自身の枝を立てられたらいいなという风に思います。
そして、将来の进路を考えている皆さんには、ぜひうちの研究室に参加してもらいたいですね。工学部をめざす学生の中には、建物をデザインする建筑士に憧れているひとも多いのではないでしょうか。実は私もそうだったのですが、いまは方向を少し変えて、「河川をデザインする」ことを仕事にしています！水工学ってどんな学びなんだろうと兴味のわいてきた方はぜひ私たちと一绪に、川のデザインをしましょう！
准教授
Takuya Inoue
水工学研究室
2000年3月 北海道大学 工学部 卒業
2002年3月 北海道大学大学院 工学研究科 修士課程修了
2002年4月～2011年3月 株式会社開発工営社 社員
2008年4月～2010年3月 北海道河川财団（出向）
2011年 北海道大学大学院 博士号取得（論博）
2012年4月～2021年3月 国立研究開発法人 土木研究所 寒地土木研究所 主任研究員
2021年4月～ 広島大学学術院（先進理工系科学研究科） 准教授
