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観測研究とモデル研究の融合で導く降雨流出過程のスケール問題のブレイク・スルー

研究課題

研究課題/領域番号 16K06501
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 水工学
研究機関福島大学

研究代表者

横尾 善之  福島大学, 共生システム理工学類, 准教授 (90398503)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード逆推定 / 成分分離 / 河川流量 / スケール依存性 / 空間代表性 / 時定数 / 流域面積 / 流量変動 / 降雨流出 / モデル / データ / 貯留量 / 浸透量 / 流出量 / スケール / 観測データ / 流域 / 水工水理学 / 水循環 / 水資源 / 水圏現象
研究成果の概要

本研究は降雨流出過程の「スケール依存性」と「空間代表性」の発現過程を明らかにするため,まず,流量データに基づく主要な降雨流出過程の逆推定とモデリング手法を開発した.これを利用して日米の97流域に分布する合計148地点の毎時の河川流量データを解析し,「スケール依存性」の発現過程を調べた.その結果,流域面積の大きな大陸河川では降雨に対する応答が速い成分が消失し,河川流量が平均化されるメカニズムを明らかにすることができた.「空間代表性」の発現過程については,まだ解析中である.なお,降雨流出過程は時空間スケールよりも気候条件の影響を大きく受けていることも分かった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,流域面積に依存して降雨流出過程が変化する「スケール依存性」と,流域内の空間的多様性が下流では消失する「空間代表性」の発現過程を明らかにすることを目的として実施した.本研究は「空間代表性」の発現過程は明らかにしていないが,「スケール依存性」の発現過程を初めて明らかにするという,流域水文学における画期的成果を得ている.なお,「スケール依存性」の影響は集水面積が10,000km2以上の流域を境に発現することを確認したため,日本の流域の場合は「空間代表性」の問題を主に対象とすればよいことが分かる.これらの知見は,河川管理に役立てることができると考えられる.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] デルフト工科大学(オランダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] デルフト工科大学(オランダ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Delft University of Technology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 山地流域の水・土砂流出における空間スケールの影響(1):流域面積に対する水・土砂流出量の応答に関する観測例2018

    • 著者名/発表者名
      浅野友子、内田太郎、五味高志、水垣滋、平岡真合乃、勝山正則、丹羽諭、横尾 善之.
    • 雑誌名

      水文・水資源学会誌

      巻: 31 号: 4 ページ: 219-231

    • DOI

      10.3178/jjshwr.31.219

    • NAID

      130007481578

    • ISSN
      0915-1389, 1349-2853
    • 年月日
      2018-07-05
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 山地流域の水・土砂流出における空間スケールの影響(2):集中的な観測が行われた流域の事例2018

    • 著者名/発表者名
      浅野友子、内田太郎、勝山正則、平岡真合乃、水垣滋、五味高志、丹羽諭、横尾善之
    • 雑誌名

      水文・水資源学会誌

      巻: 31 号: 4 ページ: 232-244

    • DOI

      10.3178/jjshwr.31.232

    • NAID

      130007481577

    • ISSN
      0915-1389, 1349-2853
    • 年月日
      2018-07-05
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 山地流域の水・土砂流出における空間スケールの影響(3):数値解析モデル上の取り扱い事例2018

    • 著者名/発表者名
      横尾善之、丹羽諭、内田太郎、平岡真合乃、勝山正則、五味高志、水垣滋、浅野友子
    • 雑誌名

      水文・水資源学会誌

      巻: 31 号: 4 ページ: 245-261

    • DOI

      10.3178/jjshwr.31.245

    • NAID

      130007481580

    • ISSN
      0915-1389, 1349-2853
    • 年月日
      2018-07-05
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Estimating flow duration curve in the humid tropics: a disaggregation approach in Hawaiian watersheds2017

    • 著者名/発表者名
      Leong Chris, Yokoo Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Hydrological Research Letters

      巻: 11 号: 4 ページ: 175-180

    • DOI

      10.3178/hrl.11.175

    • NAID

      130006900069

    • ISSN
      1882-3416
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identifying dominant runoff mechanisms and their lumped modeling: a data-based modeling approach2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Yokoo, Takahiko Chiba, Yudai Shikano, Chris Leong
    • 雑誌名

      Hydrological Research Letters

      巻: 11 号: 2 ページ: 128-133

    • DOI

      10.3178/hrl.11.128

    • NAID

      130006900021

    • ISSN
      1882-3416
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Applicability of the Curve Number Method for estimating flow duration curves in the Humid Tropics2017

    • 著者名/発表者名
      Chris Leong, Yoshiyuki Yokoo
    • 雑誌名

      Tohoku Journal of Natural Disaster Science

      巻: 53 ページ: 107-112

    • NAID

      40021123805

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Runoff estimation in a 3-part disaggregated flow duration curve2019

    • 著者名/発表者名
      Chris Leong, Yoshiyuki Yokoo
    • 学会等名
      平成30年度 土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 降雨流出過程のスケール依存性および空間代表性に関する検討2019

    • 著者名/発表者名
      横山康平, 横尾善之
    • 学会等名
      平成30年度 土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A data-based modeling of dominant rainfall-runoff mechanisms: application to snowy watershed2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Yokoo, Kaoru Yoshida, Kaede Suzuki, Chris Leong
    • 学会等名
      Asia Oceania Geoscience Society 15th Annual Meeting (AOGS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Estimating runoff in perennial and ephemeral catchments: a disaggregated flow duration curve approach2018

    • 著者名/発表者名
      Chris Leong, Yoshiyuki Yokoo
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Water Environment Systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 降雨流出過程のスケール依存性の発生機構に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      本田樹, 横尾善之
    • 学会等名
      平成29年度 土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 降雨流出過程の逆推定法を利用した全日本水源涵養マップの作成2018

    • 著者名/発表者名
      松本進, 横尾善之, 別生奈津子
    • 学会等名
      平成29年度 土木学会東北支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Identifying dominant storage-runoff processes to constrain structures and parameters of rainfall-runoff models: moving from model calibration to custom-made modeling2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Yokoo, Chris Leong
    • 学会等名
      European Geoscience Union General Assembly 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Estimating flow duration curve in the humid tropics: A disaggregation approach in Hawaiian catchments2017

    • 著者名/発表者名
      Chris Leong, Yoshiyuki Yokoo
    • 学会等名
      European Geoscience Union General Assembly 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Applicability of the Curve Number Method for Estimating Flow Duration Curves in the Humid Tropics2016

    • 著者名/発表者名
      Chris Leong, Yoshiyuki Yokoo
    • 学会等名
      平成28年度 東北地域災害科学研究集会
    • 発表場所
      陸前高田市コミュニティホール(岩手県陸前高田市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 土砂災害発生時の流域スケールの雨水貯留量のマッピング2016

    • 著者名/発表者名
      長谷川永刀,横尾善之
    • 学会等名
      平成28年度 東北地域災害科学研究集会
    • 発表場所
      陸前高田市コミュニティホール(岩手県陸前高田市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 流域の主要な降雨流出機構と河川水質の関係2016

    • 著者名/発表者名
      長野秀則,横尾善之
    • 学会等名
      平成28年度 東北地域災害科学研究集会
    • 発表場所
      陸前高田市コミュニティホール(岩手県陸前高田市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Estimating Flow Duration Curve in the Humid Tropics: A Disaggregation Approach in Hawaiian Watersheds2016

    • 著者名/発表者名
      Chris Leong, Yoshiyuki Yokoo
    • 学会等名
      水文・水資源学会2016年度総会・研究発表会
    • 発表場所
      コラッセふくしま(福島県福島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 九州の流域における雨水貯留量推定値と流量の比較2016

    • 著者名/発表者名
      千葉宇彦,横尾善之
    • 学会等名
      水文・水資源学会2016年度総会・研究発表会
    • 発表場所
      コラッセふくしま(福島県福島市)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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