2015 Fiscal Year Annual Research Report
洪水リスク時空間的相関性と治水安全度階層性を考慮した流域一体河川計画手法の構築
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25289150
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
木村 一郎 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60225026)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 浩保 新潟大学, 災害・復興科学研究所, 准教授 (00399354)
清水 康行 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20261331)
渡部 靖憲 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20292055)
赤堀 良介 愛知工業大学, 工学部, 准教授 (50452503)
内田 賢悦 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90322833)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 洪水 / 河川 / 数値解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究目的達成ﾂｰﾙとしての洪水個別要素モデル開発を平成26年度から引き続き継続するとともに，これらを統合する河川計画法を具体化を目指す検討を実施した．
要素モデルのうち洪水物理モデルについては実河川スケール現象への適用性検証に取り組んだ．また浸透流を考慮した破堤現象予測モデル構築，X-RainMPデータを直接反映された氾濫ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝﾓﾃﾞﾙ構築，高解像度地形データを直接考慮するﾊｲﾊﾟｰ格子型平面二次元モデル構築も実施した．また自由水面流3次元乱流計算にmoving contact接触角モデルを導入，遡上波先端の理を流体計算に反映させた新たなモデルを開発した．開発したモデルを2011年東北津波による釜石市をモデルとする不透過街区への防潮堤からの越流，浸水流れに適当し，街区内へ一様な越流下において越流水の路地内貯留と合流に伴い間欠的段波生成が継続する都市型浸水特性を明示した．さらに洪水時流砂現象に着目，洪水に伴う河床波動的挙動と流れ抵抗と水位に及ぼす影響の予測モデル構築と現象解明を実施した．
一方，氾濫経済モデルとそれに関連する事項については，ベクトル自己回帰モデルを適用して河川水位予測モデルの構築を行い，実データを用いたモデルの実用性に関する検証を行った．この結果，１時間先までの河川水位を精度良く予測できることが確認された．さらに，このモデルから予測される将来の河川水位情報の提供が住民の避難行動に与える影響を評価可能なモデル構築も行っている．また，不確実な局所的降雨を想定した河川構造物の最適修繕計画立案モデルの構築も行った．このモデルでは，不確実性を伴う局所的降雨と河川構造物の状態によって発生する水災害が道路ﾈｯﾄﾜｰｸに与える影響を表現している．こうした影響は，交通量や交通容量の不確実性を表現可能な交通ﾈｯﾄﾜｰｸﾓﾃﾞﾙによって表現する必要があるが，そうした交通ﾈｯﾄﾜｰｸﾓﾃﾞﾙに関する基礎的研究も進めてきた．
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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
各個別課題について，概ね予定通りのペースで作業を進めることができたと考える．最近の話題性のある取り組みとして，X-Rain MPデータの有効活用についても研究に取り入れることができた点は，時宜を得た対応であったと判断された．なお，X-rain関係については研究開始時には特に触れていなかった研究項目である．一方，洪水物理モデルと洪水経済モデルの連携については，若干作業に手間取ったが，連携の基礎は構築できたので，研究全体に遅延や大きな変更が生じることは無いと思われる．
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| Strategy for Future Research Activity |
洪水物理モデル，洪水経済モデルのパーツである要素モデルについては，前年度までにほぼその構築が完了している．このため，最終年度である平成２８年度は，要素モデル間の連携，結合と，それを用いた河川治水計画へのフローの構築に重点を置いて検討を進める．一方で，本年度の後半においてはケーススタディに取り組んでいく．国内外のなるべく多くの事例について，災害の特性，現象のスケール，流域の状況などの多様性に留意しながら抽出する．これらに本研究による手法の適用を試み，その妥当性を観測結果や災害記録データ，当時の衛星画像などを通じて検証する．これらと平行して，研究成果の公開についても注力していくが，これには，河川共通プラットフォームiRIC上へのソルバーの登載，およびその無償公開がメインとなる．これに併せて，和文英文の学術論文発表，国内外での学会での口頭発表などを鋭意進めていき，研究成果の迅速な波及を促す．
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| Causes of Carryover |
物品費用について，数値解析エンジンとして別予算で購入したパーソナルコンピュータを活用できたため，経費を節減できた．また，旅費については，格安航空券の利用などにより予定よりも航空券代金が少なくて済んだ．以上のような理由により，次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額の主な使途は，計算結果後処理（主に可視化）用のパーソナルコンピュータの購入と，計算結果記憶媒体の購入に充当する．これにより，これまで蓄積されてきた研究成果が合理的かつ有効に活用可能となる．旅費については，ケーススタディ用現地調査と，研究成果公開のための学会参加旅費に充当することで，有効活用する．
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[Journal Article] The International River Interface Cooperative: Public Domain Flow and Morphodynamics Software for Education and Applications2015
Author(s)
Jonathan M. Nelson, Yasuyuki Shimizu, Takaaki Abe, Kazutake Asahi, Mineyuki Gamou, Takuya Inoue, Toshiki Iwasaki, Takaharu Kakinuma, Satomi Kawamura, Ichiro Kimura, Tomoko Kyuka, Richard R. McDonald, Mohamed Nabi, Makoto Nakatsugawa, Francisco R. Simões, Hiroshi Takebayashi and Yasunori Watanabe
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Journal Title
Advances in Water Resources
Volume: 2015
Pages: 1-13
DOI
Peer Reviewed
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