2021 Fiscal Year Research-status Report
シームレス広域土砂輸送－地形変動モデルの構築と流域内の水土砂災害への脆弱性評価
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20K14831
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
岩崎 理樹 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70727619)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 適合細分化格子法 / 河床変動モデル / 数値計算 / 洪水氾濫 / 土砂供給 / HLL-WAFスキーム / アンサンブル計算 / 河道脆弱性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今後予期される気候変動を踏まえた河道の脆弱性を評価するために，北海道を対象とした大量サンサンブル降雨―流出計算データを解析し，移動床計算に重要と考えられるハイドログラフパターンについて，K-shapeクラスタリング手法により検討した．これにより，数百という多数の流量データから，重要と考えられる十数の流量ハイドログラフのパターンとして特徴化することが可能となった．クラスタリングから得られた代表ハイドログラフを移動床計算の境界条件として用い，河床－河岸侵食に関しても起こりうる可能性をより網羅的な外力条件から評価可能な手法について開発できた．
上記，短期的河道脆弱性評価に使用可能な1洪水データに加えて，より中長期的な河道脆弱性を検討するために，アンサンブルメンバーごとの連続流量ハイドログラフを確率水文統計し，長期的に起こりうる条件をより網羅的に検討した．急流河川を対象とした移動床計算の結果，現在気候条件においては平均的な外力条件において，比較的堤防内で流路変動が収まる状態であっても，気候変動後の条件においては，最小流量シナリオにおいても，堤防が高い割合で流路変動に伴う侵食の影響を受けることを明らかにした．
昨年度検討した給砂条件の影響について，代表的な沖積河道地形の一つである交互砂州へ与える影響を二次元移動床計算から検討した．その結果，給砂条件の違いが下流に与える影響は比較的給砂条件を変化させた境界付近に強く表れる一方で，その領域より下流に形成される交互砂州へ与える影響は小さいことが明らかとなった．
高精度で安定的な移動床計算を実現するための計算スキームとして，近似リーマン解法の一つであるHLL系のスキームを浅水流モデルと河床変動モデルを合わせたシステム方程式に適用したモデルを構築し，自由砂州の実験結果と比較することでその精度について検証した．
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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
アンサンブル降雨流出データを解析する手法について提案するとともに，この結果を踏まえた起こりうる可能性を網羅的に考慮した河道内脆弱性評価手法の基礎について構築することができ，当初の研究目的を順調に達成していると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
大量アンサンブルデータを用いた河道内脆弱性評価に関する多数の移動床計算を多数の北海道内河川で実施し，流域内の脆弱性について検討を行う．
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| Causes of Carryover |
出張を要する学会等がオンラインで開催されたため，旅費に相当する部分に未使用分が発生しているが，今後，研究成果を国内外の論文誌に投稿予定であり，それに関する経費に使用する予定である．
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Research Products
(7 results)
