| 研究課題/領域番号 |
20K06298
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
工藤 亮治 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (40600804)
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| 研究分担者 |
近森 秀高 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (40217229)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | アンサンブル予測 / アンサンブル流況予測 / 水文モデル構築 / パターン認識法 / 中長期河川流況予測 / アンサンブル気象予測 / 予測の不確実性 / 機械学習 / 事前放流 / 中長期気象予報 / 水循環モデル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では事前放流における適切なダム放流量の決定などのダム運用支援を目指し，気象庁の週間アンサンブル予報を水文モデルに入力することで，5日程度先までのダム流入量や河川流況のアンサンブル予測システムの構築を目的とする．具体的には，1）週間アンサンブル予報を用いた確率的流況予測システムの構築と予測精度の吟味，2）予測システムの不確実性低減に向けた水文モデルパラメータの不確実性の分析，3）機械学習を用いた中長期河川流況予測について検討する．本研究により，これまで有効利用されていないアンサンブル予報の利用可能性を明らかにし，アンサンブル流況予測システムの構築に向けた基礎的な情報を得ることができる．
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| 研究実績の概要 |
アンサンブル予測システム構築に向けて岡山県全域を対象に構築した農業水利用を導入した水循環モデルにおいて，流域外からの導水の影響を大きく受ける中規模河川（笹ヶ瀬川流域）において，動作確認を行うとともに農業用水の導水が河川流況に与える影響を分析した．その結果，流域外導水による河川流量の増加がモデルでも表現できていること，その影響は少雨年ほど大きく，全流量のおよそ5割が流域外からの農業用水となっていることを確認した．
次に，洪水時における最適パラメータの不確実性について分析した．ここでは，ある基準以上の再現精度を持ったパラメータセットを多数発生させその分布を分析することで，表層地質の異なる2流域（火山性地質の流域，古生代）において，分布型の長短期流出両用モデルのパラメータの不確実性を考慮し，地質とパラメータの関係について吟味した．その結果，異なる出水間のみならず，同じ出水でもパラメータがばらつくこと，パラメータのばらつきはあるものの両流域において浸透に関するパラメータに明確な差が現れることが分かった．
パターン認識法の1 つであるNearest-Neighbor 法（以下NN 法）を用いた流量予測で，2019 年3 月より配信が開始されたメソアンサンブル予報（以下MEPS）を導入して実時間洪水予測を行い，MEPS の利用可能性を吟味した．その結果，６時間先では高水部を過少推定する傾向が認められたが，台風による出水では出水の立ち上がり（出水開始のタイミング）は予測できており，12 時間先の予測でも同様に予測できていた．このことから，高水部全体の予測は困難であるものの，MEPS を用いることで出水開始のタイミングは12 時間先でも予測できる可能性が示された．また，出水をもたらした気象現象によって予測精度に差が出る可能性が示唆された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
アンサンブル河川流況システムに必要となる水循環モデルの構築はおおむね終了したが，新しい週間アンサンブル予報の処理プログラム（バイアス補正含む）にやや時間を有した．
これは，新しいMEV分布を用いたバイアス補正法の実装を吟味したためである．
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| 今後の研究の推進方策 |
岡山県全域に適用した水循環モデルにバイアス補正を施した週間アンサンブル予報を入力することで予測システムの精度の吟味を行う．また，メソアンサンブル予報を用いた実時間予測システムについて，出穂のサンプルを増やすことで予測精度の吟味，とくに気象現象別の予測精度の吟味を行う．
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