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

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02248
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22040:Hydroengineering-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Sayama Takahiro 京都大学, 防災研究所, 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 / クリーガ曲線 / パラメータ地域統合化

Outline of Final Research Achievements

This study developed a nationwide Rainfall-Runoff-Inundation (RRI) model with a spatial resolution of approximately 150 m in Japan. It developed a parameter regionalization method that utilizes soil or geological distribution information. In addition, based on data from approximately 26,000 river cross-sections, the standard settings for the channel cross-section model of small and medium-sized rivers were determined. Subsequently, simulations were conducted recent major floods to verify the improvement of flood runoff and inundation reproducibility.
The nationwide RRI model, which incorporates the distribution of parameters reflecting soil maps, demonstrated improved accuracy in runoff prediction, with a median Nash coefficient of 0.87. Furthermore, the inclusion of numerous river cross-sections led to enhanced reproducibility of water level changes, particularly during flood events.

Free Research Field

水工学・水文学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の洪水予測モデルは、特定の流域を対象に河川の流量を予測するものが一般的であった。それに対して、本研究では日本全国を対象に、河川流量・水位・浸水までを一体的に予測するモデルを構築した。とくに、そのパラメータの推定法について、土壌や地質の空間分布情報を用いたパラメータの地域統合化手法を提案した。本研究で用いたRRIと呼ばれる洪水予測モデルは、国や都道府県の洪水予測の実務でも利用されており、地域統合化や河道断面導入のためのアルゴリズムなどの開発技術は実務にも応用できる。また、モデル・観測比較を広域・多地点で評価することにより、水文現象、特に日本全国の降雨流出過程の解明にも結び付く。