| Project/Area Number |
20K20543
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
Yasuda Hiroyasu 新潟大学, 災害・復興科学研究所, 研究教授 (00399354)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村松 正吾 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30295472)
早坂 圭司 新潟大学, 自然科学系, 教授 (40377966)
大竹 雄 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90598822)
岡田 将治 高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 教授 (80346519)
萬矢 敦啓 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 主任研究員 (00314740)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥25,480,000 (Direct Cost: ¥19,600,000、Indirect Cost: ¥5,880,000)
Fiscal Year 2022: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
Fiscal Year 2020: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
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| Keywords | 洪水 / 水害 / マイクロ波 / 危機管理 / 流量 / 河川 / デジタルツイン / データ駆動 / 河川監視 / 信号処理 / データ科学 |
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| Outline of Research at the Start |
現在の洪水監視では,1)地区単位の越流破堤の危険箇所,2)沿川集落や並走道路を流失させる浸食破堤の危険箇所を把握できない.本研究は,まず,マイクロ波を用いた数m程度の高い空間分解能での水面計測を実証と精度検証を行う.つぎに,その高分解能な計測値のデータ駆動解析によって流路変動の危険箇所の把握に挑戦する.申請者らはデータ駆動解析の一つのEDMDの河川物理への適合性と数理的な弱点を確認している。本研究ではEDMD法の弱点を改善する.本研究は,不確実性の排除が難しいモデル駆動解析に代わり,水面の高分解能な計測とそのデータ駆動により,流路変動の推定も含む革新的な洪水監視法を開拓する.
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| Outline of Final Research Achievements |
CCTV cameras which are optical methods used for flood monitoring, are severely limited in their ability to observe at night, and it is difficult to observe large areas at high frequency. The μ-wave radar used in this study is capable of completely same observation during the day and night, and can observe an area of several km every few seconds with a resolution of about 10 m. Since μ-waves use flag scattering as their measuring principle, they are advantageous for observing large floods where the water surface fluctuates greatly. In this study, it was demonstrated that the μ-wave reflection strength can directly measure the deformation of the channel by using the property that the μ-wave reflection strength differs several times more than that of solid and fluids. It was also shown that the velocity can be estimated by image-analysis the μ-wave reflection intensity, and that the discharge can be estimated based on this velocity and the cross-sectional survey of the channel.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、昼夜を問わずに避難情報や河川と並走する道路と渡橋に対する交通規制の即時的な発令が可能となる。これは、安全な避難経路の選択を可能とし、近年の夜間の洪水における落橋の発見の遅れによる洪水中の河川への車両の転落事故を予防できるようにする。また、本研究により、誰も見たことがない洪水のピーク付近の河道の大規模な変形過程の観測事実を初めて蓄積でき、新たな河道の設計法や堤防の設計法を基礎資料を得ることができる。これらの技術が確立されれば、堤防が決壊した場合の人命の喪失と数千億円規模の経済損失の軽減、不可逆的な過疎化を予防が可能となる。
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