Improvement of the float measurement method using quasi-3d flood flow analysis

2020 Fiscal Year Annual Research 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 / 浮子法 / 数値解析 / DIEX法 / 更正係数

Outline of Annual Research Achievements

最終年度では，昨年度に引き続き，浮子解析の精度検証に利用する浮子の軌跡線を計測する水路実験を実施し，本提案モデルの精度検証および感度分析を行った．また，本研究で開発を進めてきた準三次元洪水解析モデル及び三次元洪水解析ソルバーであるNaysCUBEを用いた再現計算を行い，浮子の軌跡線の再現性について検討を行った．
本研究では，浮子法による実河川の洪水流量推定について，準三次元洪水流解析に基づく数値浮子モデルと断面内流速分布の高精度予測手法であるDIEX法をカップリングさせることで，新たな洪水流量算出手法の構築を行った．具体的な研究内容としては，農業用水路を用いた模型実験および数値実験と，実河川への本手法の適用性および再現性の検討を行った．本研究より得られた知見として，1)数値浮子モデルにより得られる流速の横断位置をDIEX法に内挿し，流速の鉛直位置を守勢することにより，流量の推定精度が約7%向上することが明らかとなった．2) 電磁流速計による実測値より水深平均流速の算出に必要な更正係数の修正値を算出した．修正値を用いることで，流量算定精度が向上することが明らかとなった．3) 横断位置の定義方法が流量算出結果の精度に大きな影響があることが明らかとなり，本研究で提案する浮子観測の高精度化手法は有効であることが示唆された．
浮子法の精度向上については，問題点について指摘されているものの，今後STIVやH-ADCPといった新たな流量観測手法にシフトするのが確実なため，近年は研究・技術開発は着目されていない．一方で，全国の河川において，完全に移行するにはまだかなりの時間が必要であり，今後も少なくとも浮子法を併用した流量観測に基づく河川管理が続けられると考えられる．したがって，従来の浮子観測方法に付加する形で適用できる本手法は，実務への適用性からも有用であると考えられる．