革新的な水中音響技術を用いた河川流量観測法の高度化

• 研究課題/領域番号: 26289165
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 水工学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 川西 澄 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40144878)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円); 2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: 河川流量 / 洪水 / 水資源 / 水循環 / 音響トモグラフィー法 / 水工学 / モニタリング / 減災 / 水工水理学

研究成果の概要

本研究は、申請者が開発した河川音響トモグラフィーシステム（FATS）を改良し、河川流量の長期連続観測を実現したものである。高感度・高精度タイミングGPSモジュールを用いて改良したFATSの性能試験を、江の川（川幅110 m、平均水深0.8～2.5 m）で行った。GPSモジュールが出力する正確な10 MHz信号をFATSのベースクロックとして使用した。258日間の連続観測から、FATSの信頼性と良好な観測精度を確認した。さらに、河川の両岸に4個ずつのトランスデューサーを配置して音線網を形成し、インバース解析による河川蛇行部における水深平均流速ベクトルの水平分布を連続的に推定することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Monitoring tidal bores using acoustic tomography system (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawanisi, K., Zhu, X.-H., Fan, X., and Nistor, I.
  • 雑誌名: Journal of Coastal Research 巻: 33 ページ: 96-104
  • DOI: 10.2112/jcoastres-d-15-00172.1
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel hydro-acoustic system for automated streamflow acquisition with high temporal resolution (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawanisi, K., Al Sawaf, M. B., Kagami, J., Danial, M. M., and Okuda, S.
  • 雑誌名: Proc. HydroSenSoft, International Symposium and Exhibition on Hydro-Environment Sensors and Software 巻: - ページ: 25-31
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A mountainous river flow fluctuation analysis using shallow-water acoustic tomography system (2017)
  • 著者名/発表者名: Al Sawaf, M. B., and Kawanisi, K.
  • 雑誌名: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser.B1 (Hydraulic Engineering) 巻: 73 ページ: 19-24
  • NAID: 130006406187
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Investigation of flow velocity and salinity behaviour in ota river estuary using acoustic tomography method and numerical modeling (2017)
  • 著者名/発表者名: Danial, M. M., Kawanisi, K., Bahrainimotlagh, M., Al Sawaf, M. B., and Wakabayashi, T.
  • 雑誌名: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser.B1 (Hydraulic Engineering) 巻: 73 ページ: 1033-1038
  • NAID: 130006406135
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Application of shallow-water acoustic tomography to measure flow direction and river discharge (2016)
  • 著者名/発表者名: Bahreinimotlagh, M., Kawanisi, K., Danial, M. M., Al Sawaf, M. B., and Kagami, J.
  • 雑誌名: Flow Measurement and Instrumentation 巻: 51 ページ: 30-39
  • DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2016.08.010
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High-frequency streamflow acquisition and bed level/flow angle estimates in a mountainous river using shallow-water acoustic tomography (2016)
  • 著者名/発表者名: Kawanisi, K., Bahrainimotlagh, M., Al Sawaf, M. B., and Razaz, M.
  • 雑誌名: Hydrological Processes 巻: 30 号: 13 ページ: 2247-2254
  • DOI: 10.1002/hyp.10796
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gauging river discharge with acoustic tomography system (2016)
  • 著者名/発表者名: Al Sawaf, M. B., Kagami, J., Bahrainimotlagh, M., and Kawanisi, K.
  • 雑誌名: Proc. 20th Congress of the Asia Pacific Division of the International Association for Hydro Environment Engineering & Research 巻: -
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Estimation of suspended sediment concentration by acoustic tomography system (2016)
  • 著者名/発表者名: Bahrainimotlagh, M., Kagami, J., and Kawanisi, K.
  • 雑誌名: Proc. 20th Congress of the Asia Pacific Division of the International Association for Hydro Environment Engineering & Research 巻: -
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Preliminary results of applying a shallow acoustic tomography system to monitor tidal currents in Grand Passage, Nova Scotia (2016)
  • 著者名/発表者名: Razaz, M., Hay, A., Zedel, L., and Kawanisi, K.
  • 雑誌名: Proc. 50th CMOS Congress & joint CGU Annual Meeting Monitoring of and Adapting to Extreme Events and Long-Term Variations 巻: -
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Application of acoustic tomography to reconstruct the horizontal flow velocity field in a shallow river (2015)
  • 著者名/発表者名: Razaz, M., K. Kawanisi, A. Kaneko, and I. Nistor
  • 雑誌名: Water Resources Research 巻: 51 号: 12 ページ: 9665-9678
  • DOI: 10.1002/2015wr017102
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Acoustic investigations of unsteady salinity intrusion in a diversion channel (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawanisi, K. and Razaz, M.
  • 雑誌名: Proc. UA 2014 巻: 1 ページ: 101-108
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] A mountainous river flow fluctuation analysis using shallow-water acoustic tomography system (2017)
  • 著者名/発表者名: Al Sawaf, M. B.
  • 学会等名: The 61th Conference on Hydraulic Engineering, JSCE
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] Investigation of flow velocity and salinity behaviour in ota river estuary using acoustic tomography method and numerical modeling (2017)
  • 著者名/発表者名: Danial, M. M.
  • 学会等名: The 61th Conference on Hydraulic Engineering, JSCE
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] A novel hydro-acoustic system for automated streamflow acquisition with high temporal resolution (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawanisi, K.
  • 学会等名: HydroSenSoft, International Symposium and Exhibition on Hydro-Environment Sensors and Software
  • 発表場所: IFEMA, Madrid, Spain
  • 年月日: 2017-03-01
  • 国際学会
• [学会発表] Gauging river discharge with acoustic tomography system (2016)
  • 著者名/発表者名: Al Sawaf, M. B.
  • 学会等名: 20th Congress of the Asia Pacific Division of the International Association for Hydro Environment Engineering & Research
  • 発表場所: Colombo, Sri Lanka
  • 年月日: 2016-08-28
  • 国際学会
• [学会発表] Estimation of suspended sediment concentration by acoustic tomography system (2016)
  • 著者名/発表者名: Bahrainimotlagh, M.
  • 学会等名: 20th Congress of the Asia Pacific Division of the International Association for Hydro Environment Engineering & Research
  • 発表場所: Colombo, Sri Lanka
  • 年月日: 2016-08-28
  • 国際学会
• [学会発表] Monitoring flow rate and salinity intrusion in a tidal floodway using fluvial acoustic tomography (2015)
  • 著者名/発表者名: Kiyosi Kawanisi
  • 学会等名: The 36th IAHR World Congress
  • 発表場所: The Hague, the Netherlands
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Energy flux measurement of tidal stream in a strait using two crossing ultrasonic transmission lines (2015)
  • 著者名/発表者名: Kiyosi Kawanisi
  • 学会等名: The 36th IAHR World Congress
  • 発表場所: The Hague, the Netherlands
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] Acoustic investigations of unsteady salinity intrusion in a diversion channel (2014)
  • 著者名/発表者名: Kiyosi Kawanisi
  • 学会等名: Foundation for Research & Technology-Hellas
  • 発表場所: Rhodes, Greece
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/kiyosi/index.html