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2022 Fiscal Year Research-status Report

データ同化を導入した不飽和浸透特性推定方法の確立

Research Project

Project/Area Number 22K14326
Research InstitutionKagoshima University

Principal Investigator

伊藤 真一  鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (20825690)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywordsデータ同化 / 不飽和浸透特性
Outline of Annual Research Achievements

土中の水分状態を適切に把握するためには,不飽和浸透特性(保水性を表す水分特性曲線,透水性を表す不飽和透水係数の関数)の推定が重要である。不飽和浸透特性の推定は,試験に要する時間が長いことや試験装置が複雑であることなどが従来から課題として指摘されてきた。本研究では,データ同化を導入することで不飽和浸透特性を簡易かつ短時間で推定できる様々な方法を確立し,それらの異なる方法によって推定された不飽和浸透特性の違いについて考察することを目的としている。具体的には,研究期間内に「テーマ1:簡易現場透水試験の計測データに基づく水分特性曲線のデータ同化方法の確立」,「テーマ2:加圧板法とデータ同化を組み合わせた不飽和浸透特性推定方法の確立」,「テーマ3:異なる方法によって推定された不飽和浸透特性の違いに関する考察」の三つに取り組む。
当該年度では,主に「テーマ1:簡易現場透水試験の計測データに基づく水分特性曲線のデータ同化方法の確立」に取り組んだ。その結果,室内試験において簡易現場透水試験の計測データに基づいて水分特性曲線を推定することができ,データ同化によって得られたその水分特性曲線は他の保水性試験(加圧板法)によって得られた水分特性曲線と概ね一致することを明らかにした。また,「テーマ2:加圧板法とデータ同化を組み合わせた不飽和浸透特性推定方法の確立」に関しても,加圧板法の実験は多数実施しており,データ分析を行うための試験データは十分に蓄積した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

研究はおおむね順調に進んでいると判断している。
その理由は本研究の最も難易度が高いと考えられた「テーマ1:簡易現場透水試験の計測データに基づく水分特性曲線のデータ同化方法の確立」の方法論を確立できたためである。今後は土の種類を変えた場合の検証や現場での適用性を確認する必要はあるが,実験の方法や解析のプログラムを確立できたことは重要である。また,「テーマ2:加圧板法とデータ同化を組み合わせた不飽和浸透特性推定方法の確立」についても試験データは蓄積していることからデータ同化のプログラムを改良することで方法論の妥当性の評価ができると考えられる。「テーマ3:異なる方法によって推定された不飽和浸透特性の違いに関する考察」に関しても,現地計測システムは既に構築し現地での計測データを蓄積していることから,テーマ1とテーマ2の結果が出れば様々な比較を行うことが可能である。

Strategy for Future Research Activity

今後は「テーマ1:簡易現場透水試験の計測データに基づく水分特性曲線のデータ同化方法の確立」は土の種類を変えた場合の検証や現場での適用性を確認する予定である。「テーマ2:加圧板法とデータ同化を組み合わせた不飽和浸透特性推定方法の確立」に関しては,データ同化のプログラムを改良して方法論を確立する予定である。これらの方法を確立した後に最後の「テーマ3:異なる方法によって推定された不飽和浸透特性の違いに関する考察」に取り組む予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] RNNによる地下水位回帰モデルの構築と入力データの影響度に関する考察2022

    • Author(s)
      笛田泰成,伊藤真一,酒匂一成,小田和広
    • Journal Title

      第11回土砂災害に関するシンポジウム論文集

      Volume: 11 Pages: 83-88

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] データ同化によって推定された浸透解析モデルによる地下水位変動図の作成と降雨指標の考察2022

    • Author(s)
      水島隆志,伊藤真一,酒匂一成,小泉圭吾,小田和広
    • Journal Title

      第11回土砂災害に関するシンポジウム論文集

      Volume: 11 Pages: 233-238

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 加圧板法とマルコフ連鎖モンテカルロ(MCMC)法を組み合わせた水分特性曲線推定手法の提案2022

    • Author(s)
      高田雄大,伊藤真一,酒匂一成,佐藤伸,森岩寛稀
    • Journal Title

      Proceedings of the Kansai Geo-Symposium 2022 地下水地盤環境・防災・計測技術に関するシンポジウム論文集

      Volume: 1 Pages: 214-219

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Physics-Informed Neural Networksによる不飽和浸透シミュレーションに関する基礎研究2022

    • Author(s)
      伊藤真一,酒匂一成
    • Journal Title

      AI・データサイエンスシンポジウム論文集

      Volume: 3 Pages: 56-64

    • DOI

      10.11532/jsceiii.3.J2_56

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 携帯型ミニディスクインフィルトロメータを用いた一次元流れにおける現場飽和透水係数の算出方法の提案2022

    • Author(s)
      福留勘太,伊藤真一,酒匂一成,高田雄大
    • Organizer
      土木学会西部支部研究発表会
  • [Presentation] 加圧板法におけるマルコフ連鎖モンテカルロ(MCMC)法を用いた水分特性曲線推定手法の提案2022

    • Author(s)
      髙田雄大,伊藤真一,酒匂一成,中島亮輔,石大地,佐藤伸,森岩寛稀
    • Organizer
      令和4年度土木学会全国大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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