準三次元洪水流モデルを用いた浮子観測流量の高精度化に関する研究

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K14730
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 赤穂 良輔 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (90599333)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 流量観測 / 準三次元洪水流解析 / 浮子観測 / 数値浮子 / DIEX法

Outline of Annual Research Achievements

近年，我が国では観測機器の高度化に伴い高精度流量推定手法の開発が活発に行われている。しかし観測機器が高価なことや観測装置の設置の問題上，全国の河川に適用させることは困難であると考えられる。よって，浮子法による実用的な高精度流量推定手法の開発が，実務において非常に有用になりえると考えられる。
浮子法には，①更正係数の妥当性が低い，②浮子の軌跡と測線配置に差異が生じる，③流速の横断方向に対する空間解像度が低いといった問題点が挙げられており，流量推定精度の向上が望まれる。そこで，本研究では浮子を用いた新たな流量推定手法の構築を目的とし，既往の研究でそれぞれ②，③の問題点について流量推定精度の向上が明らかとされている数値浮子モデルとDIEX法を組み合わせたカップリング手法の検討を行った。
まず，数値浮子モデルによる複数の洪水を対象とした流量推定精度の検討を行い，定量的に測線の配置位置を決める手法を提案した。次に，DIEX法に数値浮子モデルで得られる流速の横断位置を内挿し，測線配置の修正による流速横断分布の修正効果を検討した。最後に，流速鉛直位置を浮子の観測結果から得られる水深平均流速を用いて算定し，流量の推定精度の検証を行い，本手法の妥当性を検討した。その結果，本手法は小規模洪水時，大規模出水時両ケースにおいて十分な流量推定精度を示した。本手法は，一般的な洪水流量解析に必要なデータ及び浮子による観測結果があれば容易に計算が可能なため，実務において非常に有用であると考えられる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

旭川と百間川を結ぶ水路にて、現地水路実験を実施する予定であったが、7月に発生した大規模な洪水により同水路が大きく変形してしまい、水路実験について再検討する必要が発生した。また、同洪水は旭川において水位が上昇し、浮子観測を行うには危険であったため、準三次元モデルの高精度化に必要な浮子の軌跡についての実験および現地観測データの収集は次年度に実施する予定である。

Strategy for Future Research Activity

当初旭川で実施を予定していた水路実験は、岡山大学構内を流れる座主川で実施することに変更する。５月に模型作成、6月に実施予定である。また、出水期には、旭川での浮子流量観測時の軌跡をビデオ撮影するとともに、CCTVカメラのデータからSTIV解析より表面流況を推定し、準三次元モデルの精度検証および高精度化を試みる。

Causes of Carryover

三次元解析用の計算機を購入予定であったが、当該年度で三次元解析まで研究が到達できなかったため購入を次年度以降に持ち越す。また、国際会議での発表についても次年度以降に変更する。