2相土石流モデル
土砂と水の混合流を対象に、固相濃度や間隙圧を含めた土石流向けの深さ平均モデルとして扱います。
D-Claw / Debris Flow / Two-phase Model
D-Clawを使った
土石流2次元デモ
D-Clawの土石流・地すべり向けモデルを使うための、1m DEM対応デモ構成です。ANUGA版が高粗度の浅水流近似であるのに対し、 このページでは固相濃度・間隙圧を含めたD-Claw向け入力と結果の見せ方を示します。
Overview
D-Claw版土石流デモの考え方
D-Clawは、土石流を単なる水の流れとしてではなく、粒状体と流体の混合流として表現するためのモデルです。Web掲載用には、D-Clawで必要になるtopo/qinit/setrun.pyを生成するテンプレートと、結果の見せ方を整理します。
1m DEM前処理に対応
実務版では、1m DEM、河川ライン、堤防・道路盛土、砂防施設、発生源ポリゴンをD-Claw入力に変換します。
再現計算・感度分析
既往災害範囲、堆積厚、流下痕跡に合わせ、固相濃度・摩擦角・透水性などのパラメータ感度を確認します。
Sample Output
最大流動深・堆積範囲のサンプル図
サンプル図では、上流発生源から谷沿いに流下し、砂防施設付近で一部が堆積しながら下流へ到達する様子を模式化しています。実計算では、D-Claw出力から流動深、速度、固相濃度、間隙圧を取り出して図化します。
Demo Result Figures
D-Claw土石流デモのサンプル図
D-Clawの説明や実務提案で使いやすいように、地形・発生源条件、最大値分布、時刻別スナップショット、到達時刻・危険度区分図、出力ファイル例をまとめたサンプル図を追加しました。
Input
入力データ
- 1m標高メッシュDEM、またはD-Claw用に整形したtopoファイル
- 発生源ポリゴン、初期土砂量、初期流動深
- 固相体積濃度、間隙圧、密度、摩擦角、透水性などの材料パラメータ
- 河川、堤防、道路盛土、砂防堰堤、谷出口・扇状地の地形条件
- 既往災害範囲、堆積深、流下痕跡などの検証データ
Output
出力結果
- D-Claw標準出力フレーム
- 最大流動深・最大速度・到達範囲
- 固相濃度・間隙圧の時系列分布
- 堆積域・停止域の概略図
- QGIS掲載用PNG / CSV / Web地図用画像
Sample Export Files
同梱サンプルファイル
D-Claw土石流デモ用に、PNG、CSV、JSONのサンプル出力を同梱しています。
Workflow
実務データへ拡張する流れ
- DEM前処理で河道・堤防・砂防施設を反映
- 発生源から初期流動深、固相濃度、間隙圧を設定
- setrun.py で領域、AMR、物性値、境界条件を設定
- D-Claw計算実行後、最大値分布や時系列図を作成
Workflow
実務データへ拡張する流れ
まずは人工地形のD-Clawアプリ雛形で構成を確認し、その後、1m DEM・発生源・堤防・砂防施設データに置き換えます。D-Claw本体の実行はLinux/Unix上で行い、結果をWeb掲載用のPNG/CSVへ変換します。
- DEM前処理解析範囲を切り出し、河道・堤防・砂防施設を地形条件へ反映
- 初期条件作成発生源から初期流動深、固相濃度、間隙圧を作成
- D-Claw設定setrun.pyに領域、AMR、物性値、topo/qinit、境界条件を設定
- 計算実行make .data、make .outputでD-Claw計算を実行
- 可視化make .plotsまたはPython後処理で最大流動深・速度・濃度を出力
References
公式リンク・マニュアル
D-ClawはClawpack / GeoClaw系の土石流・地すべり向けモデルです。Linux/Unix環境、setrun.py、地形・初期条件ファイル、サンプルアプリの確認が重要です。
Note
注意事項
D-Clawは研究・実務検討向けの科学ソフトウェアであり、モデルの意味を理解したうえで使う必要があります。Webデモでは構成と結果イメージを示し、詳細設計や危険区域検討では既往災害再現計算とパラメータ検証を行います。
Python Source Sample
Pythonソースサンプル
以下は scripts/dclaw_debris_flow_demo_template.py の内容です。
scripts/dclaw_debris_flow_demo_template.pyPython / D-Claw template
dclaw_debris_flow_demo_template.py をダウンロード
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