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2023 年度 実績報告書

自然法則に基づく安定性河道とデータ駆動型の河道の予知保全法による河川の多重性向上

研究課題

研究課題/領域番号 21H04596
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)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2025-03-31
キーワード交互砂州 / 河道 / 河床 / 定在波
研究実績の概要

2023年度は、以下の主たる3つの成果を得た。1つ目は、砂礫で構成された河道の河床に自発的に形成される河床波の発生の発端の特定である。模型実験において水面と河床の細密な測定を行い、河床波の発端は、従来からいわれてきた河床における不安定性ではなく、直線かつ一様勾配の水路においてさえ視認は難しいものの定在的な水面波が存在し、それが河床に転写されることであることを特定した。2つ目は、電磁波を用いて昼夜を問わずに24時間連続に実河川の水面の反射強度を測定し、その時系列データの画像解析を通して水面の流速の平面的な分布を推定する方法を構築した。この流速を用いて流量も推定し、従来手法で得た流量と対比したところ、その差は10%程度であることがわかった。3つ目は、水面流速を入力条件として流体力学の質量保存則を拘束条件とする変分法を計算することで水深を推定する方法を構築した。この方法により、砂礫河川に特有の河床形状である交互砂州上の水深の推定したところ数%内外での推定ができることがわかった。本研究課題の実施により、実河川と模型実験の各々での細密な定量化の手法の見通しが立ち、また、河川物理の機構解明のための新たな着眼点を得た。流体現象は同一地点における流速と水深の同時測定ができれば完全な説明ができるが、本研究から得た成果は、これまで難しかった洪水中の一連の河道の挙動の定量的な把握を初めて可能とし、河川において自発的に形成される河床や河道の機構解明を現実視できる状況に達しつつあると言えるものである。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (50件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (39件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 原子核乾板を用いた宇宙線イメージング技術による河川堤防の観測2024

    • 著者名/発表者名
      北川暢子, 森島邦博, 福元豊,安田浩保
    • 雑誌名

      地盤工学会地盤工学会誌 72

      巻: 72 ページ: 24-28

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 流速場に基づく流水深の平面分布の推定2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木朱音, 茂木大知, 安田浩保
    • 雑誌名

      土木学会論文集 (水工学)

      巻: 80 ページ: -

    • DOI

      10.2208/jscejj.23-16025

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 砂州の発生・発達の過程におけるPeclet数2024

    • 著者名/発表者名
      住谷翼, 関翔平, 茂木大知, 安田浩保
    • 雑誌名

      土木学会論文集 (水工学)

      巻: 80 ページ: -

    • DOI

      10.2208/jscejj.23-16018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 四分木構造格子を用いた 流出解析における地形解像度の影響の分析2024

    • 著者名/発表者名
      佐々木靖幸, 安田 浩保
    • 雑誌名

      土木学会論文集 (水工学)

      巻: 80 ページ: -

    • DOI

      10.2208/jscejj.23-16126

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel hypothesis on the occurrence of sandbars2023

    • 著者名/発表者名
      Shohei.Seki, Daichi.Moteki, Hiroyasu.Yasuda
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 35 ページ: 106611

    • DOI

      10.1063/5.0171731

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Realization Of Digraph Filters Via Augmented Gft2023

    • 著者名/発表者名
      Hotaka Kitamura, Hiroyasu Yasuda, Yuichi Tanaka, Shogo Muramatsu
    • 雑誌名

      IEEE ICIP 2023

      巻: 2877 ページ: -

    • DOI

      10.1109/ICIP49359.2023.10222618

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance Evaluation of MR-CSC-DMD in River Model Experiment with Groynes Proceedings of International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers, and Communications2023

    • 著者名/発表者名
      Chen ZHANG, Eisuke KOBAYASHI, Daichi MOTEKI, Hiroyasu YASUDA, KiyoshiHAYASAKA,Shogo MURAMATSU
    • 雑誌名

      Proceedings of International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers, and Communications (ITC-CSCC)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/ITC-CSCC58803.2023.10212932

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 地上マイクロ波レーダーのエコーデータ処理による洪水流量の推定2023

    • 著者名/発表者名
      大原 由暉, 茂木 大知, 村松 正吾, 早坂 圭司, 安田 浩保
    • 雑誌名

      河川技術論文集

      巻: 29 ページ: 7-12

    • DOI

      10.11532/river.29.0_7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-Resolution Convolutional Dictionary Learning For Riverbed Dynamics Modeling2023

    • 著者名/発表者名
      E.Kobayashi, H.Yasuda, K.Hayasaka, Y.Otake, S.Ono, S.Muramatsu
    • 雑誌名

      Proc. of 2023 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP)

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1109/ICASSP49357.2023.10096452

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of cosmic-ray imaging with nuclear emulsion films for safety assessments of levees2023

    • 著者名/発表者名
      Kitagawa, N Morishima, K Fukumoto, Y Yasuda, H Imanishi, T Kishimoto, K Kodama, H Miyata, F Morii, K Nakano, K Nishigaki, T Shimizu, K
    • 雑誌名

      Proc. 38th International Cosmic Ray Conference

      巻: 444 ページ: 1-7

    • DOI

      10.22323/1.444.0540

    • 査読あり
  • [学会発表] データ駆動型動力学モデリングにおける分析・合成システム-河川モニタリングへの応用-2024

    • 著者名/発表者名
      村松正吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会アンテナ・伝播研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 時間遅延グラフ動的モード分解による河道網水位分布予測の検討2024

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆人,内藤翼, 北村帆高,安田浩保 ,永原正章 村松正吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] Flow-Path Fitting Simulation with Gaussian Process Regression for River Health Assessment2024

    • 著者名/発表者名
      Phonepaserth Sisaykeo1 Yuki Takahashi1 Hiroyasu Yasuda2 Kiyoshi Hayasaka3 Shogo Muramatsu
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] Leveraging Locally-structured Unitary Networks for Modeling Non-linear Autonomous Dynamical Systems2024

    • 著者名/発表者名
      Yasas Godage・Hayato Obara・Yu Otake・Masaaki Nagahara・Shogo Muramatsu
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
  • [学会発表] 気象庁の地上観測値に基づく過去 140 年の気候状態の考察2023

    • 著者名/発表者名
      安田浩保
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 砂州の物理的性質の捕捉のための空間解像度2023

    • 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
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 砂州の波形形状が流れの鉛直分布に及ぼす影響2023

    • 著者名/発表者名
      田所祐輝, 茂木大知, 安田浩保
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 時空間画像の縞模様角度の調整を目的とした時間方向の伸張処理に関する検討2023

    • 著者名/発表者名
      大原由暉, 安田浩保
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 矩形断面水路における側壁近傍の流速分布2023

    • 著者名/発表者名
      関翔平, 茂木大知, 安田浩保
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 堤体裏法面における水理構造の解明のための鉛直方向流速の定量化2023

    • 著者名/発表者名
      仮澤広晃, 茂木大知, 安田浩保
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 堰上げ背水と低下背水の要因ごとの水理構造2023

    • 著者名/発表者名
      塩谷翼, 茂木大知, 安田浩保
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 実河川の流速場に基づく水深の推定2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木朱音, 大原由暉, 茂木大知, 安田浩保
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 砂州の非発生条件におけるPeclet数2023

    • 著者名/発表者名
      住谷翼, 関翔平, 茂木大知, 安田浩保
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 開水路水理のビッグデータからのモデル方程式の抽出2023

    • 著者名/発表者名
      清水啓太, 茂木大知, 村松正吾, 早坂圭司, 安田浩保
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] マイクロ波レーダーを用いた荒川の河口砂州の変形過程の把握2023

    • 著者名/発表者名
      大川原大智, 大原由暉, 安田浩保
    • 学会等名
      第41回土木学会関東支部新潟会研究調査発表会
  • [学会発表] 越流時に堤体裏法面上に作用するせん断力の分布特性2023

    • 著者名/発表者名
      仮澤広晃, 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] 砂州の発生の仮説の検証2023

    • 著者名/発表者名
      関翔平, 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] 交互砂州上の幾何学形状が規定する水面形の定量化2023

    • 著者名/発表者名
      大原由暉, 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] 浅水流を仮定した数値解析における砂州の発生・発達の物理機構の記述の適正性2023

    • 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] 流速場に基づく水深の平面的な分布の推定2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木朱音, 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] 固定床の等流における流れの安定性2023

    • 著者名/発表者名
      齊藤浩輝, 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] 不等流における表面流速と鉛直方向流速分布の対応関係2023

    • 著者名/発表者名
      塩谷翼, 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] マイクロ波の反射強度における砂州の輪郭線の機械的抽出2023

    • 著者名/発表者名
      大川原大智, 大原由暉, 茂木大知, 村松正吾, 早坂圭司, 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] 砂州の発生・発達の過程におけるPeclet数2023

    • 著者名/発表者名
      住谷翼, 関翔平, 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] 自発的に形成される澪筋の長期的な安定性2023

    • 著者名/発表者名
      田所祐輝, 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] 水位の時系列データに基づく河道の変動傾向の評価2023

    • 著者名/発表者名
      永田海雅, 田所祐輝, 早坂圭司, 村松正吾, 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] ミュオンイメージングによる河川工学の課題解決への期待2023

    • 著者名/発表者名
      安田浩保
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 全変動正則化によるマイクロ波レーダ河川観測画像復元2023

    • 著者名/発表者名
      岡本充生,大原由暉,村松正吾,安田浩保,早坂圭司
    • 学会等名
      映像情報メディア学会メディア工学研究会
  • [学会発表] 河道能動制御サイバーフィジカルシステムのためのプラントモデルの検討2023

    • 著者名/発表者名
      二村碩哉, 村松正吾, 安田浩保, 早坂圭司
    • 学会等名
      映像メディア学会技術報告
  • [学会発表] Performance Evaluation of MR-CSC-DMD in River Model Experiment with Groynes2023

    • 著者名/発表者名
      Chen ZHANG、Eisuke KOBAYASHI, Daichi MOTEKI, Hiroyasu YASUDA, Kiyoshi HAYASAKA, Shogo MURAMATSU
    • 学会等名
      The 38th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers, and Communications (ITC-CSCC)
    • 招待講演
  • [学会発表] 河川流路変動メカニズム解明のための水制再配置システムの構築2023

    • 著者名/発表者名
      張晨, 高橋勇希, 茂木大知, 安田浩保, 早坂圭司, 村松正吾
    • 学会等名
      電子情報通信学会
  • [学会発表] 流域治水のための時間遅延埋め込み動的モード分解による河道網水位分布予測2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆人,内藤翼,北村帆高,安田浩保村松正吾
    • 学会等名
      2023年IEICE信越支部大会
  • [学会発表] AuGFT による有向グラフフィルタリングの性能評価2023

    • 著者名/発表者名
      北村帆高, 村松正吾,田中 雄一
    • 学会等名
      第38回信号処理シンポジウム
  • [学会発表] 時空間全変動正則化によるマイクロ波レーダ河川観測動画像復元2023

    • 著者名/発表者名
      岡本充生, 大原由暉, 村松正吾, 安田浩保, 早坂 圭司, 小野 峻佑
    • 学会等名
      映像情報メディア学会メディア工学
  • [学会発表] Inter-scale SURE-LET Denoise with Structured Deep Image Prior: Interpretable Self-supervised Learning2023

    • 著者名/発表者名
      Jikai Li・Shogo Muramatsu
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Acoustics,Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-resolution Convolutional Dictionary Learning for Riverbed Dynamics Modeling2023

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Kobayashi・Hiroyasu Yasuda・Kiyoshi Hayasaka・Yu Otake・Shunsuke Ono・Shogo Muramatsu
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Acoustics,Speech and Signal Processing (ICASSP)
    • 国際学会
  • [学会発表] Inter-Scale SURE-LET Restoration with Deep Unrolled Image Prior2023

    • 著者名/発表者名
      Jikai LI・Shogo MURAMATSU
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • 国際学会
  • [学会発表] Realization of Digraph Filters via Augmented GFT2023

    • 著者名/発表者名
      Hotaka Kitamura・Hiroyasu Yasuda・Yuichi Tanaka・Shogo Muramatsu
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Image Processing (ICIP)
    • 国際学会
  • [学会発表] Tangent Space Sampling of Video Sequence with Locally Structured Unitary Network2023

    • 著者名/発表者名
      Godage Yasas・Shogo Muramatsu
    • 学会等名
      2023 IEEE International Conference on Visual Communications and Image Processing
    • 国際学会
  • [備考] http://rde.nhdr.niigata-u.ac.jp/lab/

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公開日: 2024-12-25  

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