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2022 年度 実績報告書

Xバンドレーダとデータ駆動の融合による高分解能かつ多元的な洪水モニタリングの創出

研究課題

研究課題/領域番号 20K20543
研究機関新潟大学

研究代表者

安田 浩保  新潟大学, 災害・復興科学研究所, 研究教授 (00399354)

研究分担者 村松 正吾  新潟大学, 自然科学系, 教授 (30295472)
早坂 圭司  新潟大学, 自然科学系, 教授 (40377966)
大竹 雄  東北大学, 工学研究科, 准教授 (90598822)
岡田 将治  高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 教授 (80346519)
萬矢 敦啓  国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 主任研究員 (00314740)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
キーワード洪水 / 流量 / マイクロ波
研究実績の概要

本課題の実施以前に、昼夜連続して洪水中の広範囲を同時かつ時空間的に細密に観測する手法は未確立であった。このため、洪水中の広い範囲での流速と河道の変形などの挙動は全く不明である。現在の科学技術の中で洪水中の一連の挙動の観測に適した機材は地上マイクロ波レーダーが唯一となる。マイクロ波を測定原理とすることで、水面が大きく揺動する大洪水ほど有利となる観測が期待できる。しかし、地上マイクロ波レーダを沿岸域の観測に用いた先行例 (Takewaka, 2005) があるが、洪水時の観測例は世界的にない。同測定から得られるのは反射強度データだけで、流速や水深は直接的には観測できない。採択者らは、一台のマイクロ波レーダの反射強度の信号処理により数 平方km の範囲における流速を推定できることを実証した。また、模型実験での実証に留まるが、その流速の平面的な分布に基づく水深の平面的な分布の推定法も構築した。洪水中の水深の時系列的な変化の観測は世界でも例はない。また、マイクロ波は液体と固体とで反射強度が大きく異なる性質があり、この性質を利用して河道の変形を把握できることも明らかにした。これらの定量化により、以下が可能となる。まず、観測事実に基づく避難情報や河川と並走する道路と渡橋に対する交通規制の発令が可能となる。次に、流域治水の基本量となる流量の定量化も可能となり、現行の流域治水においていつどこからどれだけ河道外へ排水すれば良いかの正確な計画も可能となる。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] On the occurrence of sandbars2023

    • 著者名/発表者名
      Moteki D.、Seki S.、Muramatsu S.、Hayasaka K.、Yasuda H.
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 35 ページ: 016608~016608

    • DOI

      10.1063/5.0128760

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the Migrating Speed of Free Alternate Bars2022

    • 著者名/発表者名
      Ishihara Michihide、Yasuda Hiroyasu
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Earth Surface

      巻: 127 ページ: 1-21

    • DOI

      10.1029/2021jf006485

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flow-Path Fitting from Images with Fourier Basis for River Health Assessment2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Yuki、Muramatsu Shogo、Yasuda Hiroyasu、Hayasaka Kiyoshi、Otake Yu
    • 雑誌名

      2022 IEEE International Conference on Image Processing

      巻: 1 ページ: 3687-3691

    • DOI

      10.1109/ICIP46576.2022.9897196

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 交互砂州の形成過程におけるDMDモードの識別2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤浩輝, 安田浩保, 早坂圭司, 村松正吾
    • 学会等名
      第40回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 流速場に基づく水深の平面的な推定2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木朱音, 大泉尚紀, 安田浩保
    • 学会等名
      第40回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 砂州の安定性解析の妥当性検証2022

    • 著者名/発表者名
      茂木大知, 関翔平, 安田浩保, 早坂圭司
    • 学会等名
      第40回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] UAVの内蔵センサーによる幾何補正と画像解析による流速の推定の試行2022

    • 著者名/発表者名
      大原由暉, 安田浩保, 村松正吾, 早坂圭司
    • 学会等名
      第40回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 令和4年8月豪雨による荒川流域の応答2022

    • 著者名/発表者名
      田所祐輝, 大泉尚紀, 茂木大知, 安田浩保
    • 学会等名
      第40回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 等流仮定の摩擦損失モデルが河床波曲面上の流れで有する適用性の検証2022

    • 著者名/発表者名
      大泉尚紀, 安田浩保
    • 学会等名
      第40回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 制御付きグラフ動的モード分解による河川水位分布予測2022

    • 著者名/発表者名
      北村帆高, 村松正吾, 安田浩保, 早坂圭司
    • 学会等名
      電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)
    • 招待講演
  • [学会発表] 畳み込みスパース符号化動的モード分解の多重解像度化とその河床状態推定への応用2022

    • 著者名/発表者名
      小林栄裕, 村松正吾, 安田浩保, 早坂圭司
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術研究報告(Web)
    • 招待講演
  • [学会発表] 河川の平面形状の特徴量の抽出2022

    • 著者名/発表者名
      田所祐輝, 安田浩保, 村松正吾, 早坂圭司
    • 学会等名
      土木学会年次学術講演会概要集
  • [学会発表] 安定川幅条件における河床波の発生と発達2022

    • 著者名/発表者名
      村井剛徳, 安田 浩保
    • 学会等名
      土木学会年次学術講演会概要集
  • [学会発表] 交互砂州が誘発する洪水時の危険箇所及びその危険度の推定2022

    • 著者名/発表者名
      黛由季, 茂木大知, 安田浩保
    • 学会等名
      土木学会年次学術講演会概要集
  • [学会発表] 数値解析による河床波の形成・発達過程における不確実性について2022

    • 著者名/発表者名
      茂木大知, 安田浩保, 早坂圭司, 村松正吾
    • 学会等名
      土木学会年次学術講演会概要集
  • [学会発表] 交互砂州上の平面二次元流速場の決定手法の構築2022

    • 著者名/発表者名
      大泉尚紀, 安田浩保
    • 学会等名
      土木学会年次学術講演会概要集
  • [学会発表] マイクロ波の反射強度に基づく実河川の水理量の定量化2022

    • 著者名/発表者名
      大原由暉, 茂木大知, 安田浩保, 村松正吾, 早坂圭司
    • 学会等名
      土木学会年次学術講演会概要集
  • [学会発表] 移動床水理の時系列解析に対するDMDの適用性2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤浩輝, 安田浩保
    • 学会等名
      土木学会年次学術講演会概要集
  • [学会発表] 交互砂州の形成初期における底面の移動速度2022

    • 著者名/発表者名
      関翔平, 石原道秀, 安田浩保
    • 学会等名
      土木学会年次学術講演会概要集
  • [学会発表] 畳み込みスパース符号化動的モード分解の多重解像度化とその河床状態推定への応用2022

    • 著者名/発表者名
      小林栄裕, 村松正吾, 安田浩保, 早坂圭司
    • 学会等名
      情報通信学会技術研究報告
    • 招待講演
  • [学会発表] 河川流路制御CPSのためのフーリエ基底による河川健全性評価法2022

    • 著者名/発表者名
      高橋勇希, 安田浩保, 早坂圭司, 大竹雄, 村松正吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会大会講演論文集(CD-ROM)
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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