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多様な気象・水文情報の階層的な利用による流域ダム群の多目的運用の高度化

研究課題

研究課題/領域番号 19K04616
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分22040:水工学関連
研究機関鹿島建設株式会社(技術研究所) (2021-2022)
京都大学 (2019-2020)

研究代表者

野原 大督  鹿島建設株式会社(技術研究所), サスティナブルソサエティラボ, 主任研究員 (00452326)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード気象・水文情報 / ダム統合操作 / アンサンブル予測 / 事前放流 / 洪水調節 / 利水 / 水力発電 / ダム操作 / 多目的運用 / 予測精度分析 / 治水 / 多目的ダム / 最適化 / 気象・水文予測情報 / 人工知能
研究開始時の研究の概要

多様な気象・水文予測情報や観測情報を階層的に活用しながら、治水・利水・発電といった異なる目的のために流域内に設置されているダム群を統合的かつ高度に運用する手法を開発する。レーダー観測雨量情報や短時間降雨予測情報、アンサンブル予測情報等を考慮しながら、流域内のダム群の操作をリアルタイムで最適化する手法を構築し、ダム群を高度に活用した適応的な水資源管理を支援するシステムを開発する。

研究成果の概要

長時間アンサンブル気象予測情報、短時間降水予測情報、レーダー観測雨量情報といった、近年整備が進んでいる多様な気象・水文情報を階層的に用いながら、流域内のダム貯水池の運用を一体的に高度化することを支援する方法論の構築を行った。現業の長時間アンサンブル気象予報やレーダー観測雨量情報等を利用して、各観測・予測情報の特性に応じて膨大な情報を集約しながら、平時と洪水時のシームレスなダム運用の鍵となる事前放流操作の最適化を通じて、流域ダム貯水池の多目的運用をリアルタイムで高度化することを支援する方法論を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多様な気象・水文予測情報の時空間解像度や予測リードタイムを勘案した上で、定量的な予測誤差解析結果を踏まえながら、平時から洪水時までの流域ダム貯水池の多目的運用をシームレスに高度化する体系的な方法論を構築した。特に、情報量が多い長時間アンサンブル予測を効果的に活用しながら、利水・発電機能を大きく損ねることなくダム治水機能を高める事前放流操作手法を明らかにしたことのダム適応操作分野での学術的意義は大きく、気候変動に伴う水害の激甚化への適応の観点から社会的意義も大きい。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Optimized reservoir prior release operation for flood control considering operational weekly ensemble hydrological forecast2022

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D.
    • 雑誌名

      Advances in Hydroinformatics

      巻: - ページ: 369-382

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中期アンサンブル降水予報と誤差特性を踏まえた多目的ダムの事前放流手法に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      野原大督
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 77(2)

    • NAID

      130008160242

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 利水ダムにおける事前放流の意思決定へのECMWF中期アンサンブル予報の利用性の分析2020

    • 著者名/発表者名
      野原大督・木谷和大・道広有理・角哲也
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 76(2)

    • NAID

      40022435016

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 令和元年台風第19号出水でのダム操作の状況と中期アンサンブル予報の事前放流への利用性2020

    • 著者名/発表者名
      野原大督・角哲也
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 76(1) ページ: 212-222

    • NAID

      130007958429

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-time flood management and preparedness: Lessons from floods across the western Japan in 20182020

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D., Takemon, Y. and Sumi, T.
    • 雑誌名

      Advances in Hydroinformatics - Models for Extreme Situations and Crisis Management

      巻: - ページ: 287-304

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超過洪水時のダム洪水調節手法に関する一考察ー平成30年7月豪雨災害を踏まえてー2020

    • 著者名/発表者名
      野原大督・竹門康弘・角哲也
    • 雑誌名

      京都大学防災研究所年報

      巻: 63B ページ: 320-327

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Real-time flood management and preparedness: Lessons from floods across the western Japan in 20182020

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D., Takemon, Y. and Sumi, T.
    • 雑誌名

      Advances in Hydroinformatics - SimHydro 2019 - Models for Extreme Situations and Crisis Management

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimized reservoir operation for flood control under extreme events based on rainfall-runoff-inundation analysis in the upper Katsura River basin, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D., Iwamoto, M., Takemon, Y. and Sumi, T.
    • 雑誌名

      Proc. 38th IAHR World Congress

      巻: - ページ: 1458-1465

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 中期アンサンブル予報を考慮したダム事前放流実施に伴う利水・発電への長期リスク評価2023

    • 著者名/発表者名
      野原大督
    • 学会等名
      第78回土木学会年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Optimized prior release operation of a multi-purpose reservoir considering medium-range ensemble hydrological forecast2022

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D.
    • 学会等名
      39th IAHR World Congress
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Expectations and challenges in smart rice terrace farming systems in remote rural areas for sustainable climate-resilient society2022

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D. and Yamada, Y.
    • 学会等名
      7th IAHR Europe Congress
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrated reservoir operation for sustainable water resources management under changing climate2022

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D.
    • 学会等名
      UNESCO-IAHR-World Water Council Online Youth Water Congress "Emerging water challenges since COVID-19"
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Integrated operation of reservoirs for sustainable water resources management under changing climate2021

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D.
    • 学会等名
      1st IAHR Online Forum
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Flood and mudflow disasters due to heavy rain induced by frontal system in Japan in summer 20212021

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D., Nakamoto, S., Suzuki, K., Nonaka, S., Shimbo, Y. and Yamada, Y.
    • 学会等名
      The 5th IWHR-UCA International Flash Flood Program Online Seminar
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Real-time reservoir operation for drought management considering operational ensemble predictions of precipitation in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D.
    • 学会等名
      Online Seminar on Dam Operation Improvement Through New Technologies: Sharing Knowledges, Innovation and Operational Practices between Japan and Thailand
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Current status and new challenges in operation of reservoir systems in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D.
    • 学会等名
      The 4th Online Workshop on UNESCO Catalogue of Hydrologic Analysis for Asia and the Pacific
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ECMWF中期アンサンブル降雨予測情報を活用した発電ダムの事前放流2021

    • 著者名/発表者名
      野原大督・木谷和大・道広有理・角哲也
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] Current status and new challenges in operation of reservoir systems in Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Nohara, D.
    • 学会等名
      The 3rd Workshop of UNESCO International Hydrological Programme Catalogue of Hydrological Analysis
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 感染症指定医療機関の浸水想定状況と上流ダムの治水機能向上のための事前放流技術2020

    • 著者名/発表者名
      野原大督
    • 学会等名
      科学技術振興機構研究開発戦略センター感染症問題と環境・エネルギー分野に関するエキスパートセミナー「水と感染症」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 現業週間アンサンブル予報を用いた事前放流時のダム貯水量の回復可能性2020

    • 著者名/発表者名
      野原大督・角哲也
    • 学会等名
      令和元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
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 大規模洪水時における多目的ダムの治水操作手法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      野原大督
    • 学会等名
      京都大学防災研究所特定研究集会2019C-01「下流域の洪水氾濫リスクに応じた多目的ダムの治水運用はどうあるべきか」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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