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2020 年度 実績報告書

寒冷地河川における実用的アイスジャム計算モデルの開発と陸面モデルによる広域展開

研究課題

研究課題/領域番号 18K04361
研究機関北見工業大学

研究代表者

吉川 泰弘  北見工業大学, 工学部, 准教授 (50414149)

研究分担者 朴 昊澤  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(北極環境変動総合研究センター), グループリーダー代理 (10647663)
大島 和裕  青森大学, ソフトウェア情報学部, 准教授 (40400006)
横山 洋  国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 主任研究員 (70442879)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード寒冷地河川 / 結氷河川 / アイスジャム / アイスジャムスケール / 河氷 / 氷板 / 晶氷 / iRIC
研究実績の概要

本研究の目的は.解氷現象における河氷融解破壊式の開発,アイスジャム洪水を考慮した氾濫解析手法の開発,北半球における気候変動が解氷現象に伴うアイスジャム洪水に与える影響の検討である.
解氷現象における河氷融解破壊式については,現地観測及び計算モデルを構築し検討した.融解による解氷は,河氷厚の計算値から解氷時期を推定できることを確認した.破壊による解氷は,降雨および融雪による水深変動の計算値から解氷時期を推定できることを確認した.計算水深はアイスジャム発生前にピーク値が現れるため事前に体制を組みやすい.天気予報データも利用可能であり汎用性が高い.
アイスジャム洪水を考慮した氾濫解析手法の開発について,河川の流れ・河床変動解析ソフトウェアiRICのうち「Nays2DH」を基本として,河氷の流下堆積・形成融解・河川水温移流拡散現象を再現できる計算モデルを導入して,平面2次元の河氷変動モデルを構築した.本計算モデルの動作確認を行い,アイスジャム実験の再現を試みた.河氷は橋脚位置で一時的に閉塞傾向となり,水位が上昇し,その後,徐々に閉塞が解消する傾向は概ね表現できた.一方で,実験結果と異なる結果が出ている箇所や解氷現象を考慮していないため,モデル改良が必要である.
気候変動がアイスジャム洪水に与える影響を検討するために,東シベリアのレナ川を対象に,過去60年間(1950~2011)の統計的データ解析を行った.解析の結果,融雪時期となる5月の気温には長期的な上昇傾向がみられ,この昇温トレンドに対応して流量増加のタイミングは早まる.流量増加のタイミングの年々変動はオホーツク高気圧と関係していた.5月にオホーツク海高気圧が発生すると,暖気移流によって東シベリア域の気温が上がり,積雪・河氷融解を促進することで,流量の増加が平年よりも早まる傾向があり,アイスジャム洪水発生へ影響を与える.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] 嶮淵川における背水の影響を考慮したアイスジャムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      伊波友生,吉川泰弘,横山洋,矢部浩規
    • 雑誌名

      河川技術論文集

      巻: 26 ページ: pp.175-180

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 結氷河川感潮域における河氷衝突現象を踏まえた河川構造物の外力評価手法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      横山洋,吉川泰弘,上野順基,山田嵩,伊波友生,矢部浩規
    • 雑誌名

      河川技術論文集

      巻: 26 ページ: pp.545-550

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2020年3月に発生したアイスジャムの現地調査および発生リスクの評価2020

    • 著者名/発表者名
      横山洋,吉川泰弘,伊波友生,矢部浩規
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.76, No.2 ページ: I_157 - I_162

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 2018年3月に常呂川で発生したアイスジャム現象の解明2020

    • 著者名/発表者名
      小池太郎,吉川泰弘,横山洋,伊波友生,川邊和人
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.76,No.2 ページ: I_163 - I_168

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 氷板と晶氷が混在した橋脚部におけるアイスジャム氾濫実験2020

    • 著者名/発表者名
      山田隆司,吉川泰弘,小池太郎,横山洋
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.76,No.2 ページ: I_169 - I_174

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Influence of springtime Okhotsk high on rapid discharge increase accompanied by river ice melt in eastern Siberia2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Oshima, Hotaek Park, Masatake E. Hori, and Yasuhiro Yoshikawa
    • 学会等名
      Arctic Science Summit Week 2021 (Online Science Conference)
    • 国際学会
  • [学会発表] アイスジャム発生予測プログラムの現地河川への適用性評価と課題について2021

    • 著者名/発表者名
      横山洋,伊波友生,吉川泰弘
    • 学会等名
      第64回(令和2年度)北海道開発技術研究発表会
  • [学会発表] アンカーアイス厚の簡易的な計算式の検討2021

    • 著者名/発表者名
      奥野翔也,吉川泰弘,横山洋,橋場雅弘
    • 学会等名
      土木学会北海道支部,年次技術研究発表会論文報告集,第77号,B-19
  • [学会発表] 寒冷地河川における水深上昇に基づいた簡易的な解氷時期予測手法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      寺崎海斗,吉川泰弘,横山洋
    • 学会等名
      土木学会北海道支部,年次技術研究発表会論文報告集,第77号,B-20
  • [学会発表] 2020年3月に網走川で発生したアイスジャム現象の観測2021

    • 著者名/発表者名
      小池太郎,高花清美,吉川泰弘,横山洋,川邊和人
    • 学会等名
      土木学会北海道支部,年次技術研究発表会論文報告集,第77号,B-21
  • [学会発表] Observation and simplified simulation of ice melting process in ice covered river2020

    • 著者名/発表者名
      Yokoyama, H.,Yoshikawa, Y., Inami, Y., Yabe, H.
    • 学会等名
      Proceedings of The 25th IAHR International Symposium on Ice, online
    • 国際学会
  • [学会発表] Simple ice jam simulation around bridge piers2020

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro YOSHIKAWA, Hiroshi YOKOYAMA, Yu INAMI
    • 学会等名
      Proceedings of The 25th IAHR International Symposium on Ice, online
    • 国際学会
  • [学会発表] Ice jam flood experiment using real ice around bridge piers2020

    • 著者名/発表者名
      Taro KOIKE, Yasuhiro YOSHIKAWA, Hiroshi YOKOYAMA
    • 学会等名
      Proceedings of The 25th IAHR International Symposium on Ice, online
    • 国際学会
  • [学会発表] EXTRACTION OF HAZARDOUS LOCATIONS IN MARCH, 2018 HOKKAIDO ICE JAM FLOOD2020

    • 著者名/発表者名
      TARO KOIKE, YASUHIRO YOSHIKAWA, HIROSHI YOKOYAMA
    • 学会等名
      Proceedings of The 25th IAHR International Symposium on Ice, online
    • 国際学会
  • [図書] Cold Region Hydrologic Models and Applications ( Arctic Hydrology, Permafrost and Ecosystems; eds. Yang, D. and Kane D. )2020

    • 著者名/発表者名
      Hotaek Park, Yones Dibike, Fengge Su, John Xiaogang Shi
    • 総ページ数
      31pages ( pp.763-794 )
    • 出版者
      Springer
  • [図書] River ice processes and changes across the northern regions ( Arctic Hydrology, Permafrost and Ecosystems; eds. Yang, D. and Kane D. )2020

    • 著者名/発表者名
      Daqing Yang, Hotaek Park, Terry Prowse, Alexander Shiklomanov, Ellie McLeod
    • 総ページ数
      27pages ( pp.379-406 )
    • 出版者
      Springer
  • [図書] River heat flux into the Arctic Ocean ( Arctic Hydrology, Permafrost and Ecosystems; eds. Yang, D. and Kane D. )2020

    • 著者名/発表者名
      Daqing Yang, Shaoqing Ge, Hotaek Park, Richard L. Lammers
    • 総ページ数
      23pages ( pp.739-761)
    • 出版者
      Springer
  • [図書] Arctic River Water Temperatures and Thermal Regimes ( Arctic Hydrology, Permafrost and Ecosystems; eds. Yang, D. and Kane D. )2020

    • 著者名/発表者名
      Daqing Yang, Hoteak Park, Amber Peterson, Baozhong Liu
    • 総ページ数
      26pages ( pp.287-313 )
    • 出版者
      Springer

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公開日: 2021-12-27  

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