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2020 Fiscal Year Annual Research Report

A nation-wide flood prediction modeling by reflecting regional characteristics of rainfall-runoff and river channels

Research Project

Project/Area Number 19H02248
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

佐山 敬洋  京都大学, 防災研究所, 准教授 (70402930)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 竹林 洋史  京都大学, 防災研究所, 准教授 (70325249)
寶 馨  京都大学, 総合生存学館, 教授 (80144327)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords洪水予測 / 水文モデル / 降雨流出特性 / 河道地形 / RRIモデル / 土壌 / 地質
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、観測水位の無い中小河川も含めて、日本全国の洪水を統一的に予測する技術を開発する。2020年度は、研究実施計画に基づいて、以下の二つの項目について研究を実施した。
1)土壌マップ、地質マップを反映した全国版RRIモデルのパラメータ同定法を提案した。この推定手法は、まず全国約120の国交省・水機構管理のダムを対象に、土壌と地質分布の占有率に応じてダム流域を階層的クラスタリングによって分類する。一方、事前に用意した40組のモデルパラメータセットも流出計算の結果に応じて階層的クラスタリングで分類する。流域、パラメータセットのグループに応じた対応表を作成し、どのグループの流域で、どのグループのパラメータセットが適するかを明らかにする。これにより、土壌、地質の区分に応じて妥当なパラメータセットを選択することができる。そのうえで、最初に用意した全国の土壌マップ、地質マップに対応した全国版RRIモデルのパラメータ分布を推定し、デフォルト設定の結果や各ダムで準最適化した結果(40組のうち最も適合したパラメータの結果)と比較した。その結果、上記の手法で選定したパラメータ分布によって準最適化と概ね同等の結果が得られることを確認した。
2)河道の断面推定に関しては、昨年度提案した中小河川の断面推定法の式を全国モデルに適用して検証を進めるとともに、国土交通省が管理する河川区間については、断面情報の提供を受けてRRIモデルに反映する作業を進めた。それにより、断面情報を反映した場所で特に水位の予測精度が向上することを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

パラメータ同定については、昨年度提案した手法を改良することによって、全国版RRIモデルのパラメータの第一推定を実現した。この方法をさらに改良することによって、当初予定していたベイズ推定に基づいてパラメータを更新する形式に発展できる目途が立っており、順調に研究が進んでいるものと判断している。また、全国版RRIモデルを用いたアンサンブル洪水予測への適用事例として、平成30年7月豪雨、令和元年東日本台風を対象にした予測実験の検証を国際誌で論文発表した。

Strategy for Future Research Activity

今年度考案した階層的クラスタリングに基づくパラメータの同定法をさらに改良して、新しい出水イベントで計算を実施することで、推定パラメータを逐次更新する方法を考案する。また、全国の多数の地点で計測されている流量、水位の情報をもとに、全国版RRIモデルの精度を検証して、その特性を統計指標で明示する。さらに、今年度の研究で全国版RRIモデルに反映した河道断面の情報を分析することによって、流出特性と流下能力の関係等を明らかにして、モデルに直接反映することができない中小河川の断面形状(幅や深さ)を推定する。これらの検討を進めることで、本研究の目標である全国を対象にした洪水予測の実現を目指す。

  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] アンサンブル予測を活用した長時間/広域洪水予測と社会実装2021

    • Author(s)
      立川康人、中安正晃、佐山敬洋
    • Journal Title

      河川

      Volume: 1月号 Pages: 86-92

  • [Journal Article] Ensemble flash flood predictions using a high-resolution nationwide distributed rainfall-runoff model: case study of the heavy rain event of July 2018 and Typhoon Hagibis in 20192020

    • Author(s)
      Sayama Takahiro、Yamada Masafumi、Sugawara Yoshito、Yamazaki Dai
    • Journal Title

      Progress in Earth and Planetary Science

      Volume: 7 Pages: 75

    • DOI

      10.1186/s40645-020-00391-7

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 令和元年度台風19号による洪水災害と降雨流出特性2020

    • Author(s)
      佐山敬洋
    • Journal Title

      京都大学防災研究所年報

      Volume: 63A Pages: 82-90

    • Open Access
  • [Presentation] 日本全国を対象とした高解像度広域RRIモデルの開発と2020年台風10号を対象としたリアルタイムアンサンブル洪水予測への適用2021

    • Author(s)
      佐山敬洋・山北文登・山田真史・菅原快斗
    • Organizer
      京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] 日本全国を対象とした高解像度広域RRIモデルの開発と2020年台風10号を対象としたリアルタイムアンサンブル洪水予測への適用2021

    • Author(s)
      山田真史・佐山敬洋
    • Organizer
      京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] 日本全国を対象にした150 m分解能の降雨流出氾濫モデリング2021

    • Author(s)
      佐山敬洋
    • Organizer
      実践水文システム研究会
    • Invited
  • [Presentation] 長期洪水予測/広域洪水予測システムの研究紹介2020

    • Author(s)
      佐山敬洋
    • Organizer
      危機管理産業展2020
    • Invited
  • [Remarks] 2020年9月台風10号を対象にした長時間アンサンブル広域洪水予測:予測と検証結果のまとめ

    • URL

      https://www.dpri.kyoto-u.ac.jp/news/14391/

URL: 

Published: 2021-12-27  

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