Prediction of and evacuation from flood disaster in snowmelt season based on Soil Water Index and decision tree model -A case study of Tomsk city, Russia-

• Project/Area Number: 18KK0028
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 4:Geography, cultural anthropology, folklore, and related fields
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 松山 洋 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (50264586)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中山 大地 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 助教 (90336511) ; 根元 裕樹 東京都立大学, 学術情報基盤センター, 准教授 (90805574) ; 齋藤 仁 名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (00709628)
• Project Period (FY): 2018-10-09 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2021: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2020: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 土壌雨量指数 / 決定木 / 融雪災害 / トムスク市 / 避難行動

Outline of Annual Research Achievements

(1) シベリア南部における極端現象の長期変化傾向に関する解析
これまでに続けてきた，シベリア南部における極端現象の長期変化傾向に関する解析結果を雑誌 Atmosphere に公表した（Watanabe et al., 2023)．シベリアでは季節を問わず温度上昇が顕著であるものの，特に春季の昇温が顕著であり，かつ 4 月の降水量の変動が大きいため，将来的に融雪洪水が頻発する可能性を指摘した．

(2) トムスク市内における住民の避難行動シミュレーション: マルチエージェントシミュレーションを用いて
Python を使ってマルチエージェントシミュレーションを作成し，トムスク市内での避難者の行動に関するシミュレーションを行なった．避難場所と書かれているトムスク大学近くの緑地や大きなショッピングモールをゴールとし，これを含む市街地を網羅する範囲を分析対象とした．避難者エージェントは，避難所までの経路のコストが最小となるように動くようにしたところ，大きな通りから小さい路地を経由して避難所に行く際，入口となる交差点で人が詰まって混雑が発生し，避難に時間がかかってしまうことが明らかになった．これを解決するために，大通りからの動線を見直す必要があることが分かった．また，一本道（道に太さがなく行き違いができない）のシミュレーションで，複数の避難所を設定すると混乱するため，これはやるべきではないことが明らかになった．さらに，災害時に避難する場所を決めておくことは，ある程度避難効率に影響を与えることも明らかになった．

Research Products

• [Int'l Joint Research] トムスク国立大学(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] トムスク国立大学(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] トムスク国立大学(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] トムスク国立大学(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] トムスク国立大学(ロシア連邦)
• [Int'l Joint Research] トムスク国立大学(ロシア連邦)
• [Journal Article] Long-term trends of extreme climate indexes in the southern part of Siberia in comparison with those of surrounding regions (2023)
  • Author(s): Watanabe, T., Matsuyama, H., Kuzhevskaia, I., Nechepurenko, O., Chursin, V. and Zemtsov, V.
  • Journal Title: Atmosphere Volume: 14, Issue: 7 Pages: 1131-1131
  • DOI: 10.3390/atmos14071131
• [Journal Article] Extreme drought around Tomsk, Russia in summer 2012 in comparison with other regions in Western Siberia (2023)
  • Author(s): Matsuyama, H., Watanabe, T. and Zemtsov, V.
  • Journal Title: Water Volume: 15 Issue: 3 Pages: 388-388
  • DOI: 10.3390/w15030388
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 日露協働によるシベリアの環境変化研究 (2022)
  • Author(s): 飯島慈裕・松山 洋
  • Journal Title: E-journal GEO Volume: 17 Issue: 1 Pages: 165-168
  • DOI: 10.4157/ejgeo.17.165
  • ISSN: 1880-8107
  • Open Access
• [Journal Article] Experience of GIS modeling of extreme floods on Siberian rivers (2021)
  • Author(s): Khromykh, V., Khromykh, O. and Nakayama, D.
  • Journal Title: Ukrainian Journal of Ecology Volume: 11 Pages: 368-372
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] River flow hydrograph simulation using HBV-light model (an example of small rivers at Tomsk city, Western Siberia, Russia) (2021)
  • Author(s): Zemtsov, V. A., Kopysov, S. G., Matsuyama, H. and Negrul, S. V.
  • Journal Title: Ukrainian Journal of Ecology Volume: 11 Pages: 406-409
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 西シベリアで増加する極端気象－地球温暖化に関連して－ (2021)
  • Author(s): 渡邊貴典・松山 洋
  • Journal Title: 図説 世界の地域問題 100 Volume: なし Pages: 104-105
• [Journal Article] Application of Soil Water Index to landslide prediction in snowy regions: Sensitivity analysis in Japan and preliminary results from Tomsk, Russia－ (2021)
  • Author(s): Matsuyama, H., Saito, H. and Zemtsov, V.
  • Journal Title: Progress in Earth and Planetary Science Volume: 8(17) Issue: 1
  • DOI: 10.1186/s40645-021-00408-9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Report of Gorno-Altaisk, Russia in 2019 (2020)
  • Author(s): 松山 洋
  • Journal Title: JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY AND WATER RESOURCES Volume: 33 Issue: 1 Pages: 11-16
  • DOI: 10.3178/jjshwr.33.11
  • NAID: 130007795327
  • ISSN: 0915-1389, 1349-2853
  • Year and Date: 2020-01-05
  • Open Access
• [Journal Article] Analysis of climatic extremity since the 1950s in the mountain Altai territory (2020)
  • Author(s): Kuzhevskaia, I.V., Nechepurenko, O.E., Chursin, V.V. and Matsuyama, H.
  • Journal Title: Geosphere Research Volume: 2020(3) Issue: 3 Pages: 97-108
  • DOI: 10.17223/25421379/16/8
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] River flow hydrograph simulation in the western Siberia lowland north for the extreme flood flow prediction based on the HBV-light model (2020)
  • Author(s): Kopysov, S. G., Zemtsov, V. A., Matsuyama, H. and Eliseev, A. O.
  • Journal Title: Geosphere Research Volume: 2020(4) Issue: 4 Pages: 108-120
  • DOI: 10.17223/25421379/17/9
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Comparison of precipitable water via JRA-55 and GPS in Japan considering different elevations (2020)
  • Author(s): Matsuyama, H., Flores, J., Oikawa, K. and Miyaoka, K.
  • Journal Title: Hydrological Research Letters Volume: 14 Issue: 1 Pages: 9-16
  • DOI: 10.3178/hrl.14.9
  • NAID: 130007786740
  • ISSN: 1882-3416
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Report of Tomsk, Russia in 2018 (2019)
  • Author(s): 松山 洋
  • Journal Title: JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY AND WATER RESOURCES Volume: 32 Issue: 2 Pages: 103-108
  • DOI: 10.3178/jjshwr.32.103
  • NAID: 130007655389
  • ISSN: 0915-1389, 1349-2853
  • Year and Date: 2019-03-05
  • Open Access
• [Journal Article] 書評（永山ゆかり・吉田 睦編: アジアとしてのシベリア ロシアの中のシベリア先住民世界） (2019)
  • Author(s): 松山 洋
  • Journal Title: 地理学評論 Volume: 92 Pages: 194-195
• [Journal Article] 書架（Pyak, A. I. et al. Endemic plants of the Altai mountain country） (2019)
  • Author(s): 松山 洋
  • Journal Title: 地理 Volume: 64(8) Pages: 120-120
• [Presentation] 河川氾濫時の避難行動シミュレーション～ロシア・トムスク市を事例に～ (2022)
  • Author(s): 稲垣京佑・中山大地・松山 洋・Khromykh, V.・Khromykh, O.
  • Organizer: 日本地理学会 2022 年春季学術大会
  • Invited
• [Presentation] シンポジウム「日露協働によるシベリアの環境変化研究」趣旨説明 (2022)
  • Author(s): 松山 洋
  • Organizer: 日本地理学会 2022 年春季学術大会
  • Invited
• [Presentation] ロシア・トムスク地域における 2000 年以降の土地被覆変化 (2022)
  • Author(s): 中山大地・舘野水希・Khromykh, V.・Khromykh, O.
  • Organizer: 日本地理学会 2022 年春季学術大会
  • Invited
• [Presentation] 洪水氾濫シミュレーションを用いたトムスク市街地におけるアイスジャム洪水の推定 (2022)
  • Author(s): 根元裕樹・松山 洋・Zemtsov, V.・Vershinin, D.・Tarasov, A.
  • Organizer: 日本地理学会 2022 年春季学術大会
  • Invited
• [Presentation] 西シベリアにおける極端現象指標の長期トレンド (2022)
  • Author(s): 渡邊貴典・松山 洋・Kuzhevskaia, I.・Nechepurenko, O.・Chursin, V.・Zemtsov, V.
  • Organizer: 日本地理学会 2022 年春季学術大会
  • Invited
• [Presentation] 趣旨説明. 日本地理学会2022年春季学術大会シンポジウム「日露協働によるシベリアの環境変化研究」 (2022)
  • Author(s): 松山 洋
  • Organizer: 日本地理学会 2022 年春季学術大会
  • Invited
• [Presentation] The application of Soil Water Index to landslide prediction in snowy regions－Sensitivity analysis in Japan and preliminary results at Tomsk, Russia－ (2019)
  • Author(s): Matsuyama, H.
  • Organizer: Life and Earth Sciences and Sustainable Global and Regional Development (AKTRU2019) International Symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ロシア・トムスク市における洪水避難シミュレーション (2019)
  • Author(s): 中山大地・Khromykh, V.・Khromykh, O.・松山 洋
  • Organizer: 日本地理学会秋季学術大会
• [Presentation] The system for flood monitoring on the Ob River (within the Tomsk Region) (2019)
  • Author(s): Khromykh, V. and Khromykh, O.
  • Organizer: General Meeting of the Association of Japanese Geographers Autumn Meeting
• [Presentation] JRA-55 と GPS による可降水量の比較－両者の地形の差異を考慮して－ (2019)
  • Author(s): フローレス慈英・松山 洋・宮岡健吾
  • Organizer: 日本気象学会春季大会
• [Presentation] エージェントベースモデルを用いた避難行動シミュレーション－阿蘇市内牧地域を対象に－ (2019)
  • Author(s): 安元愛里菜・堀井洋輔・石川和樹・中山大地
  • Organizer: 東京大学空間情報科学研究センター第 22 回年次シンポジウム（CSIS DAYS 2019）「全国共同利用研究発表大会」
• [Presentation] The application of Soil Water Index to landslide prediction－Toward its usage to snowmelt-driven landslides－ (2018)
  • Author(s): Matsuyama, H.
  • Organizer: TSU-TMU Joint Symposium 2018 “The Natural and Artificial Environments. The Cultural Trends”
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Feasibility study of landslide and flood prediction using GIS and machine learning (2018)
  • Author(s): Nakayama, D.
  • Organizer: TSU-TMU Joint Symposium 2018 “The Natural and Artificial Environments. The Cultural Trends”
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 東京都立大学 地理情報学研究室
  • URL: https://www.comp.tmu.ac.jp/lagis/