2019 Fiscal Year Research-status Report
寒冷地河川における実用的アイスジャム計算モデルの開発と陸面モデルによる広域展開
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18K04361
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
吉川 泰弘 北見工業大学, 工学部, 准教授 (50414149)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
朴 昊澤 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), グループリーダー代理 (10647663)
大島 和裕 公益財団法人環境科学技術研究所, 環境影響研究部, 任期付研究員 (40400006)
横山 洋 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 主任研究員 (70442879)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | アイスジャム / 寒冷地河川 / 結氷河川 / 河氷 / 数値計算 / 現地観測 / 水理実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
A.水理条件と気象条件を考慮した解氷現象の解明
(1)2018年3月にアイスジャム現象が発生した石狩川水系辺別川上流部において実施された，結氷期から解氷期にかけての河道内の河氷挙動の観測結果を対象として，申請者らが提案した実務利用を考慮した河氷厚変動簡易予測モデルの現地適用性を検証した．本モデルは実測河氷厚を良好に再現した．また河氷厚予測値の急減時期と，解氷の進行には関連が伺え，本モデルによる河氷厚急減がアイスジャム発生リスク増の予測につながる可能性を示すことができた．
B.アイスジャム洪水を対象とした氾濫解析手法の開発
(1)橋脚部におけるアイスジャム現象の解明を目的に，低水路と高水敷を設けた複断面水路を用いた実験を実施した．実験に用いた氷模型は，ポリプロピレンおよび実氷を用いた．本実験結果より以下の知見が得られた．・アイスジャムにより氷模型の速度は減少し氷模型枚数は増加する．・アイスジャムにより氷模型は橋脚を迂回して高水敷へと流れて下流の低水路へと流下する．・アイスジャム発生後に，上流で氾濫が始まり，その後下流へと氾濫が始まる．・氾濫速度は，流量が大きいほど速い．・上流では氾濫速度はゼロに近づき，氾濫範囲は一定値となる．・アイスジャム発生地点の上流では水位が上昇し，直下流では水位が下降する．・アイスジャム決壊後の直下流では水位が急激に上昇する．
(2)橋梁の橋脚部におけるアイスジャム現象を解明するために，アイスジャム計算モデルを構築した．アイスジャム現象による上記実験の水位上昇を本計算モデルで再現することを試みた．アイスジャム計算モデルによる計算水位と実験水位の比較から，橋脚なしのケースでは，本計算モデルは氷の流下現象による水位変化を再現できることを示した．橋脚ありのケースでは，本計算モデルでアイスジャム発生箇所より上流の水位上昇と下流の水位下降を再現できることを示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度は，当初計画していた研究内容の内，河氷融解破壊式の開発やアイスジャム現象の陸面モデルへの取り込みなど遅れている項目があるが，式の開発やモデルへの取り込みを行うための基礎資料は揃っており，おおむねの研究項目は実施しており順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
A.水理条件と気象条件を考慮した解氷現象の解明
2020年度計画：「融解による解氷」と「破壊による解氷」の解氷現象を再現できる河氷融解破壊式を，水位上昇量に着目して開発する．
B.アイスジャム洪水を対象とした氾濫解析手法の開発
2020年度計画：アイスジャム洪水の氾濫解析手法の開発および計算値の妥当性の確認を行う．妥当性の確認は，平面形状を考慮したアイスジャム実験結果を用いる．
C.気候変動がアイスジャム洪水に与える影響
2020年度計画：既存の陸面モデルに，本研究で開発するアイスジャム洪水の氾濫解析手法を組み込み，近年の気候変動により，北極陸域の広域でのアイスジャム洪水の規模，発生時期と発生地点，発生頻度がどのように変化しているかを明らかにする．
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| Causes of Carryover |
当初，アイスジャム計算モデルを開発するための計算機器を購入予定であったが，他の研究費で購入したものを流用したため，当該助成金が生じた．
当該助成金の次年度の使用計画は，計算機器の購入や研究協力者への謝金などを計画している．
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Research Products
(8 results)
