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陸水貯留を適切に表現する陸面水文モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 09J07789
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 水工学
研究機関東京大学

研究代表者

山崎 大  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2009年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード全級河川モデル / 衛星DEM / 水面標高 / 衛星高度計 / 並列化 / 全球河川氾濫原モデル / 拡散波方程式の計算安定性 / 衛星デジタル地形モデル / データ同化 / 全球河川流下モデル / 氾濫原 / DEM / 衛星観測 / 背水効果 / アマゾン川 / メコン川
研究概要

本年度は、(1)全球河川モデルによる水動態シミュレーションの精度向上に必要な衛星DEMの誤差解析と修正、(2)全球河川モデルによる水面標高の予測可能性の検証、(3)計算コードの並列化などによるシミュレーションの高速化、を実施した。(1)衛星DEMには種々の誤差が含まれており、そのままでは水動態シミュレーションに適応することができない。本研究では、河道位置を示した表面流向データを参照しながら水の流れを遮るピットを除去する新たなアルゴリズムを開発し、『流れの連続性』と『現実的な標高』の双方を満足する修正DEMを作成した。実際に氾濫解析モデルで計算を行うことで、修正により河道と氾濫原を接続する細いチャネルを表現するこが、水動態シミュレーションの精度に重要であることを突き止めた。(2)全球河川モデルでは、これまで河川流量・水深・浸水域の再現に焦点が当てられていたが、本研究では絶対的な水面標高の予測精度を議論した。アマゾン川を対象にケース・スタディを行い、開発した全級河川モデルは衛星高度計と直接比較が可能な精度で絶対的な水面標高を予測可能であることがわかった。また、水面標高に駆動されているアマゾン川の内陸部における潮汐変動の再現にも成功し、モデル内部においても水面標高が変動するメカニズムが適切に表現されていることを確かめた。(3)また、ECMWFと協力してモデルの高速化に取組んだ。ここでは配列の1次元化およびMPIとOpenMPを用いた並列化にを行うことで、シミュレーションに必要な時間を従来の10分の1まで短縮することができた。モデルの高速化により、高度なパラメータ調整やアンサンブル計算が可能になった。

報告書

(3件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (12件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Adjustment of a spaceborne DEM for use in floodplain hydrodynamic modeling2012

    • 著者名/発表者名
      Dai YAMAZAKI, Calum A.Baugh, Paul D.Bates, Shinjiro KANAE, Douglas E.Alsdorf, Taikan OKI
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology

      巻: (In Print) ページ: 81-91

    • DOI

      10.1016/j.jhydrol.2012.02.045

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A physically based description of floodplain inundation dynamics in a global river routing model2011

    • 著者名/発表者名
      Dai YAMAZAKI, Shinjiro KANAE, Hyungjun KIM, Taikan OKI
    • 雑誌名

      Water Resources Research

      巻: 47 号: 4

    • DOI

      10.1029/2010wr009726

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A physically-based description of floodplain inundation dynamics in a global river routing model2011

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki
    • 雑誌名

      Water Resources Research

      巻: 47(in Print 掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 全球超高解像度水文地形データを利用した河川氾濫原シミュレーション2010

    • 著者名/発表者名
      山崎大
    • 雑誌名

      土木学会水工学論文集 54

      ページ: 463-468

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deriving a global river network map and its sub-grid topographic characteristics from a fine-resolution flow direction map2009

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki
    • 雑誌名

      Hydrology and Earth System Science 13

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 全球河川氾濫原モデルによる大陸河川の水位変動の予測可能性:アマゾン川流域における潮汐現象を対象としたケース・スタディ2011

    • 著者名/発表者名
      山崎大, 沖大幹, 鼎信次郎
    • 学会等名
      水文・水資源学会2011研究発表会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2011-08-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Toward global-scale data assimilation using SWOT : Requirements for golbal hydrodynamics models2011

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki, Douglas Alsdorf, Shinjiro Kanae, Taikan Oki, Konstantinos Andreadls
    • 学会等名
      IEEE IGARSS 2011
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2011-07-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 河川・氾濫原モデリングのための「河道網」と「氾濫原地形」データセットの構築2011

    • 著者名/発表者名
      山崎大, 鼎信次郎, 沖大幹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2011年度大会
    • 発表場所
      幕張
    • 年月日
      2011-05-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Impact of climate change on the flood risks in the Mekong River basin : prediction of future flooding extent using a continental-scale hydrodynamics model2011

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki, Yadu Pokhrel, Hyungjun Kim, Shinjiro Kanae, Taikan Oki
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2011
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2011-04-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Improvement of streamflow prediction skill in large catchments : the effect of floodplain parameterization using a spaceborne DEM2011

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki, Doug Alsdorf, Shinjiro Kanae, Taikan Oki
    • 学会等名
      EGU General Assembly 2011
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2011-04-03
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal water storage on the Amazon floodplain : a comparison between satellite measurement and model simulation2010

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki
    • 学会等名
      AGU 2010 Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Prediction of water surface elevation by a global river model : a case study for tidal effect in the Amazon River2010

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki
    • 学会等名
      Altimetry for Oceand and Hydrology
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Representation of floodplain inundation dynamics in a global river routing model2010

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki
    • 学会等名
      2nd Hydrology delivers Earth System Science to Society
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 潮汐がアマゾン川の地表水動態に及ぼす影響:広域氾濫原モデルによる解析2010

    • 著者名/発表者名
      山崎大
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2010年連合大会
    • 発表場所
      千葉県・幕張
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Duffisive modeling of global river and floodplian dynamics using 1km-resolution DEM2009

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki
    • 学会等名
      American Geophysical Union, 2009 Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 年月日
      2009-12-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of Floodplain Inundation Dynamics with a Hihg Resolution Global River Routing Model2009

    • 著者名/発表者名
      Dai Yamazaki
    • 学会等名
      6th International Scientific Confference on Global Energy and Water Cycle (GEWEX)
    • 発表場所
      Melbourne, Autsralia
    • 年月日
      2009-08-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 超高解像度水文地形データを用いた全球河川流下モデルへの氾濫原浸水過程の導入2009

    • 著者名/発表者名
      山崎大
    • 学会等名
      水文・水資源学会2009研究発表会
    • 発表場所
      石川県金沢市
    • 年月日
      2009-08-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考] 個人のWebpageにて、研究成果のまとめを公表している。

    • URL

      http://hydro.iis.u-tokyo.ac.jp/~yamadai/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hydro.iis.u-tokyo.ac.jp/~yamadai/cv.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2024-03-26  

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