| 研究課題/領域番号 |
21K20451
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0303:土木工学、社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
柏田 仁 東京理科大学, 理工学部土木工学科, 助教 (10774549)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | スーパー台風 / 気候変動 / 氾濫リスク / 三次元河川流計算モデル / 吹送流 / 風影響 / 乱流モデル / LES / 河川洪水流 / 暴風 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，気候変動に伴い予測されるスーパー台風襲来時の河川洪水・暴風同時生起時において，暴風条件が河川洪水流に及ぼす影響を明らかにする．そのため，計算効率性の高い三次元河川流モデルと一般的な気象モデルをカップリングし，実地形を考慮して河川の長区間解析が可能な「大気―河川結合モデル」を新たに構築する．現地観測データに基づく検証を経た本モデルを用い，暴風条件下の河川洪水流特性（吹送流の三次元構造の時空間発展過程，流下・横断方向の水面勾配等）を明らかにし，洪水流水理に対する風影響の重要性を示す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，スーパー台風襲来時の洪水・強風同時発生時の河川洪水流の水理特性の解明を行った．風が洪水流に及ぼす影響を精緻に評価するために，理想的な仮想水路と実河道を対象に，河川自流方向に対して順風・逆風・横断方向の風が作用した場合における吹送流の発達や吹き寄せに関する三次元流動計算を行った．実河道において，現況の風でも流速および水位に影響を及ぼし，さらに，風速の増大によって増水期に生じた水位上昇が水面波として伝播し，洪水ピーク時まで影響を残す可能性が示唆された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
気候変動の影響予測は水工学における重要なテーマの一つである．将来の洪水氾濫リスクを評価する研究では，降水量の増大はモデル上流端流量の増大として，河口部における気圧低下や風の作用はモデル下流端水位（潮位）の上昇として，境界条件を見直す形で考慮されているが，河川水表面への風応力の作用について考慮した研究例はない．すなわち，既往研究では風影響を無視しており，気候変動影響下における風の取扱いの妥当性には自ずと疑問が生じる．本研究では，洪水流と暴風の同時生起を想定した三次元流動計算を行うことで，風が流動に与える影響を定量的に評価した．その結果は，今後の河川流計算における風影響の考慮の重要性を示唆した．
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