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公開番号2025113090
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024017304
出願日2024-02-07
発明の名称降雨型地滑りモニタリング・早期警報方法とシステム
出願人浙江大学,ZHEJIANG UNIVERSITY
代理人TRY国際弁理士法人
主分類E02D 17/20 20060101AFI20250725BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】地下水の動的特徴に基づく降雨型地滑りモニタリング・早期警報方法とシステムを開示する。
【解決手段】一実施例によれば、地上排水流速のモニタリングに基づいて降雨型地滑りモニタリング・早期警報を実現し、斜面の安全安定性に対するモニタリング評価を地上排水口の流速に対するモニタリングに転入し、全く新しい地下水モニタリング型降雨型地滑りモニタリング・早期警報技術案が開示される。当該技術は、任意の形状の滑り面に用いることができ、且つ滑り面底部の空隙水圧力のリアルタイムデータを考慮し、計算時間が短く、計算効率が高く、モニタリング手段を簡略化するだけでなく、同時期降雨モニタリング型技術案よりもより高いモニタリング精度を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
降雨型地滑りモニタリング・早期警報方法であって、モニタリング対象スロープ体Ｓのスロープ体のバックグラウンドデータを取得し、スロープ体Ｓ内の地下水位線に沿ってモ
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ＦＯＳ（ｔ）に基づいてスロープ体Ｓの時間ｔにおける安全安定性を判断し、ＦＯＳ（ｔ）は、式１によって表現され、
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式において、ＦＯＳ（ｔ）－斜面Ｓの時間ｔにおける安全係数であり、
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ことを特徴とする降雨型地滑りモニタリング・早期警報方法。
続きを表示（約 2,900 文字）【請求項２】
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とする請求項１に記載のモニタリング・早期警報方法。
【請求項３】
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式３の連立方程式によって測算され、
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ｖ－地上排水口（２２）の流速、ｍ／ｓ、動的モニタリングデータＤであり、
λ－導水管（２）の沿路抵抗係数、測定設計操作パラメータであり、
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Ｚ－導水管（２）の内径、ｍ、測定設計操作パラメータであり、
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η－導水管（２）の局所水頭損失係数、測定設計操作パラメータであり、
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ことを特徴とする請求項２に記載のモニタリング・早期警報方法。
【請求項４】
前記導水管（２）の沿路抵抗係数λは、式４によって測算され、
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△－導水管（２）材料の絶対粗さ、ｍｍ、測定設計操作パラメータであり、
ｄ－導水管（２）の特性長パラメータ、導水管（２）の内径Ｚの値をとり、ｍｍ、測定設計操作パラメータである、ことを特徴とする請求項３に記載のモニタリング・早期警報方法。
【請求項５】
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導水管（２）の局所水頭損失係数Σηは、式５の連立方程式によって測算され、
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Ｒ－導水管（２）の頂点旋回半径、ｍ、測定設計操作パラメータであり、
α－導水管（２）の頂点旋回角度、°、測定設計操作パラメータであり、
Ａ－排水口（２２）の断面積、ｍ
２
、測定設計操作パラメータである、ことを特徴とする請求項３に記載のモニタリング・早期警報方法。
【請求項６】
降雨型地滑りモニタリング・早期警報システムであって、モニタリング対象スロープ体Ｓの現場調査を行い、スロープ体のバックグラウンドデータを取得し、スロープ体のバックグラウンドデータを利用して、スロープ体Ｓ内の地下水標高線に沿ってモニタリング部
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地下水が透水筒（１）に入ることを保証し、導水管（２）の取水口（２１）を透水筒（１）内の液面以下に伸ばし、導水管（２）の排水口（２２）を地上に導き、排水口（２２）の排水が安定になったら、
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Ｄを測定して収集し、請求項１に記載の降雨型地滑りモニタリング・早期警報方法を利用して斜面Ｓの時間ｔにおける安全係数ＦＯＳ（ｔ）を測算し、スロープ体Ｓの安全安定性を判断する、ことを特徴とする降雨型地滑りモニタリング・早期警報システム。
【請求項７】
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して収集する技術案について、基礎データに基づいてスロープ体Ｓの安全安定性を判断するＦＯＳ（ｔ）閾値を決定し、式６によって表現されるスロープ体Ｓの安全安定モデルを構築し、スロープ体Ｓの安全安定性を判断するｖ閾値を解き、動的モニタリングデータＤにおける地上排水口（２２）の流速ｖ動的値とｖ閾値に基づいて、スロープ体Ｓの安全安定性を判断し、
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式において、ｖ（ｔ）－排水口（２２）の時間ｔにおける流速、ｍ／ｓ、動的モニタリングデータＤである、ことを特徴とする請求項６に記載のモニタリング・早期警報システム。
【請求項８】
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同じ動的モニタリングデータＤにマッチングすることである、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のモニタリング・早期警報方法又は請求項６又は７に記載のモニタリング・早期警報システム。
【請求項９】
前記デフォルト設定は、スロープ体Ｓ内の地下水位線に沿って配置されるモニタリング
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る地下水動的標高データを利用してスロープ体Ｓの時間ｔにおける地下水標高曲線をフィッティングし、
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る地下水標高データを解く、ことを特徴とする請求項８に記載のモニタリング・早期警報方法又はモニタリング・早期警報システム。
【請求項１０】
モニタリング・早期警報期間内において、導水管（２）の取水口（２１）を透水筒（１）内の液面以下に保持する、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のモニタリング・早期警報方法又は請求項６又は７に記載のモニタリング・早期警報システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地滑りモニタリング・早期警報技術に関し、特に傾斜面地下水の物理的特徴のモニタリングに基づいて実現される降雨型地滑りモニタリング・早期警報方法とシステムに関し、地質災害防除、地質災害モニタリング・早期警報技術分野に属する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
地滑りは、三つの地質災害タイプの一つであり、山間部の環境安全建設の重要なモニタリング防除対象である。地滑りの誘発要因は、多様であるが、統計データによると、９０％以上の地滑りは、降雨型地滑りに属する。
【０００３】
従来の降雨型地滑り研究の一般的な認識は、雨水が傾斜面に浸入すると土壌体の含水率が上昇すると同時に、地下水位の上昇を引き起こす可能性もあり、土壌体の容積重の増大により滑り面のせん断応力が増加する一方、土壌体における負の空隙水圧力の上昇によりせん断強度が低下することである。限界バランス状態を超えると、傾斜面の不安定滑りを引き起こす。これは、降雨型地滑りに対して、最も理想的且つ効果的なモニタリング・早期警報方案が、早期警報モデルの入力変数を地下水位モニタリングレベルに設計し、即ち地下水位パラメータ、土壌体の空隙水圧力、土壌体の容積重などのパラメータの動的モニタリング値を入力データとすべきことを意味する。その上で、より好ましくは、動的地下水位パラメータを最も基礎的な入力として、動的地下水位パラメータを利用して動的土壌体の空隙水圧力を二次入力として測算する。しかしながら、従来の降雨型地滑りモニタリング・早期警報方案は、まだこの技術構想を実現していない。
【０００４】
従来の技術が地下水位又は空隙水圧力の動的データを入力変数として地滑り災害に対するモニタリング・早期警報の実施を実現できない最も主な原因は、地下水位の動的モニタリングの技術問題をよく解決できないことにある。現在の地下水位に対するモニタリングは、一般的には「埋深」方式で行われ、即ちボーリング穴を開けて各種のセンサを取り付け、地上でセンサデータを読み取る。このような測定方式は、野外での制限が多く、現場での方案の実況運行をサポートしにくい。モニタリング・早期警報方案においてこの一環を回避するために、従来の技術が採用する考え方は、主に降雨強度と地下水との関係モデル（例えばＲｏｓｓｏモデル）に基づいて、まずシミュレーション実験によって異なる降雨タイプが浅層地滑り地下水位の変化に与える影響モデルを確立し、降雨閾値を測算して現場モニタリング・早期警報に応用し、さらに無限斜面理論を結び付けて、浅層地滑りの安定性計算モデルを確立し、最終的に降雨動的データを現場地滑りモニタリング・早期警報方案の入力とする。従来の技術の「傾斜面地下水の降雨シーケンスに対する応答及び降雨地滑り安定性予測」（王晨興、長安大学、２０２３年）と「地滑り災害モニタリング・早期警報降雨閾値判定方法」（ＣＮ２０１４１０５７２８１９．５）は、いずれもこのような地滑りモニタリング・早期警報の技術案に属する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来の技術の不足に対して、地下水の動的特徴に基づく降雨型地滑りモニタリング・早期警報技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を実現するために、本発明は、まず降雨型地滑りモニタリング・早期警報方法を提供し、その技術案は、以下のとおりである。
【０００７】
降雨型地滑りモニタリング・早期警報方法であって、モニタリング対象スロープ体Ｓのスロープ体のバックグラウンドデータを取得し、スロープ体Ｓ内の地下水位線に沿って
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ＦＯＳ（ｔ）に基づいてスロープ体Ｓの時間ｔにおける安全安定性を判断し、ＦＯＳ（ｔ）は、式１によって表現され、
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式において、ＦＯＳ（ｔ）－斜面Ｓの時間ｔにおける安全係数であり、
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【０００８】
上記降雨型地滑りモニタリング・早期警報方法は、斜面スライスモデルに基づいて、斜面モニタリング部位の地下水空隙水圧力により表現される斜面安定性係数計算モデルを確立し、空隙水圧力の動的データを利用して斜面安定性係数の動的特徴を測算することによって、斜面の安全安定性を評価することである。モニタリング部位の土壌体の空隙水圧力の動的データは、上記方法の重要な入力変数であり、従来方法を利用して、原位置のボーリング穴計器モニタリング手段を採用して収集することができ、経験値とシミュレーション実験データとを結び付けて決定することもできる。
【０００９】
従来の技術による地下部位の土壌体の空隙水圧力の動的データのリアルタイムモニタリング収集の効果が理想的ではないため、式１のモデルによる計算精度の制限条件になりやすい。従って、上記方法のさらなる最適化は、モニタリング部位の地下水標高を利用して空隙水圧力を測算する方法を提供することであり、具体的には式２の連立方程式を採用して実施する。
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【００１０】
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（【００１１】以降は省略されています）

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