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地形アップスケーリングと解適合格子法を用いた全国的な高潮浸水リスクの長期評価

研究課題

研究課題/領域番号 19J22429
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
審査区分 小区分22040:水工学関連
研究機関京都大学

研究代表者

福井 信気  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード高潮 / 浸水 / 市街地 / 解適合格子法 / 津波 / 地形アップスケーリング / 抗力
研究開始時の研究の概要

高潮発生域のみを重点的に計算し,計算負荷を減らすことが可能にするため,時空間的に計算サイズを最適化する解適合格子法を用いた高潮モデルの開発を行う.一方,都市域の浸水については地形の粗視化手法を高度化し,格子解像度を1桁上げても計算精度を維持できるアップスケール手法の開発を行う.1mスケールの局所の情報を100mスケールの粗な格子に格納する際に,建物の水平的な配置と鉛直構造の効果を考慮し,計算格子サイズ依存性の解消を図る.以上で開発した高潮浸水計算手法と最新の全球大気モデルGCMや領域気候モデルによる気候変動予測結果を用い,全国スケールでの高潮の将来変化予測を行う.

研究実績の概要

項目(1)で都市浸水に適した数値モデルの開発(項目(1-A) 解適合格子法を用いた高潮浸水モデルの開発,項目(1-B) 都市域の浸水現象の粗視化手法の開発)を行う.項目(2)では,最新の気候予測計算を外力として,様々な温暖化シナリオのもと長期積分を実施し,全国スケールでの高潮浸水被害の将来予測を行う.計算結果をもとに,我が国の高潮災害の脆弱域および適応策について評価する.

今年度は,全体計画の中の項目(1-B)と(2-A)について研究を行った.
項目(1-B) 都市域の浸水現象の粗視化手法の開発:1-2年次に開発した都市域を対象とした津波浸水モデル,平均化建物抗力モデル(iDFM: individual Drag Force Model; 現在英文ジャーナルに投稿し,査読後修正中)を高潮モデルSuWAT(Kim et al., 2015)に適用し,実イベント検証として,2013年台風Haiyanによるレイテ島都市域の再現計算を行った結果,浸水範囲と浸水深について痕跡調査結果との再現性が良好でiDFMの高潮への適用可能性も示された.
項目(2) 高潮の全国評価:前述の高潮モデルSuWATとiDFMに解適合格子法(項目(1-A)にて検討)を用いた高潮モデルGeoClaw (Mandli et al., 2014)を単方向結合することにより,異なるスケールを持つ日本広域での高潮の発生から市街地の浸水までを効率的に計算する手法を確立し,全国スケールでの高潮浸水評価の基礎となるモデルを構築した.この手法に基づき,台風Hagibisの擬似温暖化実験による台風気象場(気圧・風速)を外力とし,日本の近海における高潮の発生から東京湾沿岸における高潮の浸水までの計算を行った.計算結果は,高解像度モデルを真値として比較検討を行い,大局的な浸水範囲の変化と最大値の再現性について概ね良好な結果が得られた.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Variations in Building-Resolving Simulations of Tsunami Inundation in a Coastal Urban Area2022

    • 著者名/発表者名
      Fukui Nobuki、Chida Yu、Zhang Zhongduo、Yasuda Tomohiro、Ho Tung-Cheng、Kennedy Andrew、Mori Nobuhito
    • 雑誌名

      Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering

      巻: 148 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1061/(asce)ww.1943-5460.0000690

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Uncertainty of storm surge forecast using integrated atmospheric and storm surge model: a case study on Typhoon Haishen 20202021

    • 著者名/発表者名
      Toyoda Masaya、Fukui Nobuki、Miyashita Takuya、Shimura Tomoya、Mori Nobuhito
    • 雑誌名

      Coastal Engineering Journal

      巻: 64 号: 1 ページ: 135-150

    • DOI

      10.1080/21664250.2021.1997506

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 都市地形を対象とした津波浸水時の陸域の流速場の比較検討2021

    • 著者名/発表者名
      福井信気、森信人、千田優、安田誠宏
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_211-I_216

    • DOI

      10.2208/kaigan.77.2_I_211

    • NAID

      130008113375

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 沿岸市街地模型を用いた津波・高潮浸水実験と解析2020

    • 著者名/発表者名
      福井 信気、森 信人、Che-Wei Chang、千田 優、安田 誠宏、山本 剛士
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_373-I_378

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_373

    • NAID

      130007935799

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 漂流物と流れ場の時空間計測データを用いた複雑流れ場における津波漂流物挙動の解析2020

    • 著者名/発表者名
      千田 優、福井 信気、森 信人、安田 誠宏、山本 剛士
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_313-I_318

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.2_I_313

    • NAID

      130007935765

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact Assessment of Climate Change on Storm Surge and Sea Level Rise Around Viti Levu, Fiji2020

    • 著者名/発表者名
      Sabunas Audrius、Mori Nobuhito、Fukui Nobuki、Miyashita Takuya、Shimura Tomoya
    • 雑誌名

      Frontiers in Climate

      巻: 2 ページ: 1-14

    • DOI

      10.3389/fclim.2020.579715

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 気候変動を考慮した我が国の三大湾の高潮最大潮位偏差についての研究レビュー2020

    • 著者名/発表者名
      森 信人・福井 信気・志村 智也
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 号: 1 ページ: 1-6

    • DOI

      10.2208/kaigan.76.1_1

    • NAID

      130007787603

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical modeling of tsunami inundation using upscaled urban roughness parameterization2019

    • 著者名/発表者名
      Fukui, N., Prasetyo, A., & Mori, N.
    • 雑誌名

      Coastal Engineering, Elsevier

      巻: 152 ページ: 103534-103534

    • DOI

      10.1016/j.coastaleng.2019.103534

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 市街地を対象とした津波遡上計算のためのSGS建物抗力モデルの開発2019

    • 著者名/発表者名
      福井信気・森信人・Katsuichiro GODA
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_391-I_396

    • DOI

      10.2208/kaigan.75.I_391

    • NAID

      130007730259

    • ISSN
      1883-8944, 1884-2399
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] サブグリッドスケール建物情報を考慮した台風Haiyanによる高潮浸水計算2022

    • 著者名/発表者名
      福井信気、森信人、金洙列、志村智也、宮下卓也
    • 学会等名
      令和3年度京都大学防災研究所年次講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 都市地形を対象とした津波浸水時の陸域の流速場の比較検討2021

    • 著者名/発表者名
      福井信気、森信人、千田優、安田誠宏
    • 学会等名
      第77回海岸工学講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 市街地を対象とした津波浸水シミュレーションの不確実性評価2020

    • 著者名/発表者名
      福井信気、千田 優、Zhongduo Zhang、安田 誠宏、Andrew Kennedy、Tung-Cheng Ho、森 信人
    • 学会等名
      令和2年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 沿岸市街地模型を用いた津波浸水実験 Part1 流れ場の計測と流体モデルの検証2020

    • 著者名/発表者名
      福井信気、千田 優、Zhongduo Zhang、安田 誠宏、Andrew Kennedy、Tung-Cheng Ho、森 信人
    • 学会等名
      第10回巨大津波災害に関する合同研究集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 沿岸市街地模型を用いた津波・高潮浸水実験と解析2020

    • 著者名/発表者名
      福井 信気、森 信人、Che-Wei Chang、千田 優、安田 誠宏、山本 剛士
    • 学会等名
      第67回海岸工学講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Physical and Numerical Modeling of Tsunami Inundation in Coastal Urban Area2020

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Fukui、Nobuhito Mori、Che-Wei Chang、Yu Chida、Tomohiro Yasuda、Takashi Yamamoto、Andrew Kennedy、Zhongduo Zhang、Andrew Copp
    • 学会等名
      Virtual International Conference of Coastal Engineering (vICCE) 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 沿岸市街地模型を用いた津波・高潮浸水実験とその数値解析2019

    • 著者名/発表者名
      福井信気
    • 学会等名
      京都大学防災研究所研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 沿岸域の市街地模型を用いた津波浸水実験とその解析2019

    • 著者名/発表者名
      福井信気
    • 学会等名
      巨大津波災害に関する合同研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 市街地を対象とした津波遡上計算のためのSGS建物抗力モデルの開発2019

    • 著者名/発表者名
      福井信気
    • 学会等名
      海岸工学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 津波遡上計算のためのSGS建物抗力モデルの開発2019

    • 著者名/発表者名
      福井信気
    • 学会等名
      日本地球惑星連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Modeling of Tsunami Inundation in Urban Area using Sub-Grid Scale Drag Force Model2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuki Fukui
    • 学会等名
      Asia Oceania Geosciences Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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