2021 Fiscal Year Annual Research Report
降雨パターンの膨大さと降雨流出-氾濫過程の不確実性を考慮した水災害リスク評価手法
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19H02241
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
山田 朋人 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (10554959)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
泉 典洋 北海道大学, 工学研究院, 教授 (10260530)
清水 康行 北海道大学, 工学研究院, 教授 (20261331)
星野 剛 北海道大学, 工学研究院, 博士研究員 (40750625)
久加 朋子 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50751236)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 気候変動 / 降雨 / 氾濫 / 情報量 / 複合確率 / 河川整備計画 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は大量の降雨パターンと降雨流出から氾濫に至るまでの物理過程の不確実性を考慮した水災害リスクの評価手法を構築するものである．本研究で得られた成果は以下に列挙する．
1) 極端降雨の要因を気温と飽和水蒸気量の関係であるClausius-Clapeyron関係を用いて力学と熱力学の要因に分類する手法を提案した．将来における降雨の増加要因が平野部においては気温に対する飽和水蒸気量の増加率(熱力学的要因)に従うが，山地においてはその増分以上に増加する(力学的要因)ことを明らかにした．2) 気候システムが有する年最大雨量の自由度を情報理論の導入によりエントロピーとして定量化し，確率雨量の将来変化の予測手法を提案した．これにより得られる確率分布の更新を逐次的に行った確率雨量の時系列は，段階的な洪水対策の整備を検討する上で現実の時間軸を踏まえた事業の選択を検討に資する指標となりうる．3) 降雨継続時間内降雨と洪水到達時間内雨量の生起確率を掛け合わせた複合確率を算出し，降雨継続時間における総雨量と短時間降雨の総雨量の双方から降雨の生起確率を評価する手法を提案し，これにより実績の総雨量のみによる確率評価では把握できなかった高頻度・高浸水リスクが想定される降雨の存在を示した．4) 河川整備の被害軽減効果が降雨時空間分布に起因する不確実性を有する中で，同不確実性に対して現代ポートフォリオ理論を適用することにより降雨時空間分布を用いた流域内における効率的な投資比率の議論を可能とした．これにより長期的な投資による河川整備と整備の途中段階でも効率的な河川整備求められる検討に資する指標を提案した．
本研究で得られた成果により，物理上生起しうる極端降雨現象の振れ幅と，時空間分布を組み込んだ洪水リスク評価手法を構築した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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