地滑りによる波浪災害
図1. チュンタン村の郊外
ティースタ川流域で最も急な斜面はダムのすぐ上流に位置しており、そこは地滑りが最も発生しやすい地域です。本解析の目的は、貯水池への地滑りをシミュレーションし、発生した波がダムを越えるかどうかを判断することでした。
地滑りをシミュレートするために使用される移動物体モデル
Tecsult社は、 貯水池における堆積物のモデリングに FLOW-3D が既に成功裏に使用されていたことから、今回のシナリオのシミュレーションにFLOW-3Dを選択しました。現在、当社の土木・環境分野のお客様は、このようなモデリングと解析に FLOW-3D HYDRO を使用しています。今回のシミュレーションでは、貯水池のシミュレーションを起点として用いました。地滑りのシミュレーションには FLOW-3D HYDRO のMoving Objectsモデルを、波の発生のシミュレーションにはVOFモデルを使用しました。
 図2. Google Earthは、村、川、ダムとの位置関係における地滑りを示している。
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貯水池における地滑り誘発波を推定するために、さまざまな方法が検討されました。地滑り誘発波の評価には経験的方法が一般的に用いられるが、これらの方法にはいくつかの点で不十分な点があります。これらの方法では、近傍域や飛沫域の情報が得られません。ダムが地滑り域に非常に近いため、飛沫域を知ることが重要です。CFRDは数秒以上越流を維持することができません。 FLOW-3D は、滑動する地塊と水との間の完全連成相互作用を計算することにより、このシナリオを3次元でシミュレートする方法を提供します。
FLOW-3D がこの問題をシミュレートできる能力は、単純な小型ブロックを水中に自由落下させる実験との比較によって検証されました。この実験の様子は下の動画に示されています。得られた波高は実験結果とよく一致しました。
このモデルは設計目的で使用され、STL ファイルは FLOW-3D に直接インポートされます。予想される地滑りゾーンのサイズは、入手可能な地質情報と周辺の地滑り観測に基づいて決定されました。30,000 m³、高さ100 mの地滑りが310万個のセルのメッシュでシミュレートされました。1辺が3 m、高さ1 mの均一なセルが使用されました。最大滑り速度は、進入地点で23 m/sに達しました。波は高さ8 m、速度10 m/sでダムに到達し、数秒間ダムを越えました。上流の村では洪水は発生しませんでした。
 図3．屈折を考慮した、小型貯水池における飛沫帯および近傍場の波高予測。
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 図4．波高を互いにプロットしたもの
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 図5. TEEST IIIダムと取水口のCATIAモデルの下流側からの眺め
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結論
この研究における最大の懸念事項は、ダムの氾濫によるダムとチュンタン村の破壊でした。シミュレーションの結果、ダムの氾濫は短時間にとどまり、波は村に到達しないことが示されました。チュンタン村は川面から十分に高い位置にあるため、村を浸水させるには相当な波高が必要となります。