| 研究課題/領域番号 |
21H01436
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22040:水工学関連
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
大石 哲 神戸大学, 都市安全研究センター, 教授 (30252521)
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| 研究分担者 |
富田 浩文 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, チームリーダー (00399578)
竹山 智英 神戸大学, 工学研究科, 教授 (00452011)
梶川 義幸 神戸大学, 都市安全研究センター, 特命教授 (20572431)
山野井 一輝 京都大学, 防災研究所, 助教 (30806708)
大谷 英之 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(国際海洋環境情報センター), 副主任研究員 (80639584)
阿波田 康裕 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 施設部, 主任研究開発員 (80772615)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
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| キーワード | リアルタイム浸水・斜面災害発生予測 / 気象災害 / HPCシミュレーション / シミュレーション結合 / 複合災害 / リアルタイム浸水災害発生予測 / 気象・斜面観測実験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，洪水・土砂複合災害の結果としての浸水災害を対象にして，地域のリアルタイム浸水予測可能性を論じる．
具体的には，詳細な降雨分布や個別の斜面崩壊場所や河道の横断構造物に依存して浸水が発生する集落の浸水発生の予測可能性を主な研究対象とする．異なる研究分野で開発されたHPCシミュレーションの手法に観測情報を組み合わせて高度化した上で，河床断面形状や横断構造物情報を入力情報として，浸水域と入力情報の関係を得る．その関係を知識として蓄えることでリアルタイム浸水災害発生を予測する可能性を論じる．
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| 研究実績の概要 |
本課題では，洪水・土砂複合災害の結果としての浸水災害を対象にして，地域のリアルタイム浸水予測可能性を論じようとしている．具体的には，詳細な降雨分布や個別の斜面崩壊場所に依存して浸水が発生する集落の浸水発生の予測可能性を主な研究対象とし，異なる研究分野で開発されたHPCシミュレーションの手法に観測情報を組み合わせて高度化を実施している．その関係を知識として蓄えることでリアルタイム浸水災害発生を予測する可能性を論じる．具体的には，以下の項目を行ってきた．土砂洪水氾濫シミュレーションによる土砂災害起源の洪水災害の脆弱性(山野井)：「富岳」上に実装した土砂・洪水氾濫シミュレーションをアンサンブル実行し，被害発生確率の空間分布推定した．多数の斜面崩壊シミュレーションによる斜面崩壊時の不安定土砂の量と流下距離の計算(竹山・大石)：粒子法に基づく斜面崩壊シミュレーションプログラムに代表的な地盤材料の構成モデルであるカムクレイモデルを実装した．詳細な気象シミュレーション(富田・梶川・大石)：平成30年西日本豪雨を対象に大雨発生事例をスーパーコンピュータ「富岳」で詳細に再現して降雨情報の不確実性があっても地形情報によって同種の氾濫結果になることを示した．異なるHPCI-IDシミュレーションの連結(大谷・竹山・山野井・大石)：気象と洪水土砂氾濫解析のHPCIシミュレーションを疎結合するための基盤プログラムを整備するとともに，そのライブラリを作成するためのドキュメントを作成した．角田地区での斜面崩壊実験によるシミュレーション精度検証(阿波田・山野井)：角田宇宙センターの実斜面において斜面崩壊実験を実施した．斜面崩壊には至らなかったものの，必要なデータを得るとともに解析準備を行った．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
下記の6項目のうち，5項目が順調に進展した．1項目は実施しない．土砂洪水氾濫シミュレーションによる土砂災害起源の洪水災害の脆弱性:順調に進展．多数の斜面崩壊シミュレーションによる斜面崩壊時の不安定土砂の量と流下距離の計算:順調に進展．角田地区での斜面崩壊実験によるシミュレーション精度検証:2022年度に実施済み．詳細な気象シミュレーション:順調に進展．異なるHPCI-IDシミュレーションの連結:気象と洪水土砂氾濫解析および気象と地形を考慮した河川氾濫解析実施済み．リアルタイム浸水災害発生のためのデータストリームの実装：実施しない判断をした．
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| 今後の研究の推進方策 |
土砂洪水氾濫シミュレーションによる土砂災害起源の洪水災害の脆弱性(山野井)：土砂・洪水氾濫シミュレーションのパラメータ推定を高度化し，推定される被害情報の高精度化に取り組む．多数の斜面崩壊シミュレーションによる斜面崩壊時の不安定土砂の量と流下距離の計算(竹山・大石)：粒子法に基づく斜面崩壊シミュレーションプログラムをGPU並列化し，実斜面スケールでの計算を実施する．角田地区での斜面崩壊実験によるシミュレーション精度検証(阿波田・山野井・大石)：実験結果の解析を行う．詳細な気象シミュレーション(富田・梶川)：降雨情報の不確実性があっても地形情報によって同種の氾濫結果となることについて，論文化して世に問う．異なるHPCシミュレーションの連結(大谷・竹山・山野井・大石):高精細気象シミュレーション，斜面崩壊シミュレーション，洪水土砂氾濫解析プログラムをデー タ処理プラットフォームによって疎結合させる基盤プログラムの整備を進める．リアルタイム浸水災害発生のためのデータストリームの実装：実施せず，5項目の高度化と論文化によって研究目的が達成できると判断した．
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