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2015 年度 実施状況報告書

効率的な河道管理を目指した,河道内植生の動態に関する水理学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 26820203
研究機関岡山大学

研究代表者

吉田 圭介  岡山大学, その他の研究科, 准教授 (50436721)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード植生消長モデル / データ同化モデル / 植生の流水抵抗
研究実績の概要

(1)昨年度とほぼ同様の現地調査を行った.具体的には,植生の特性量(草本,木本類の高さ, 密生度,繁茂状況など),河床変動,河床粒径を年3回計測した.近年の洪水規模は小さいため,植生の倒伏や流出,また大きな河床変動は観察されていない.またこれに加えて,ドローンによる空撮を行い,植生繁茂状況を確認している.

(2)これまでに構築した植生消長モデルと,iRICのNays2DHソルバをカップリングし,過去8年間の研究対象箇所(祇園地区)における植生と土砂の動態に関して再現計算を行った.既往記録と比較したところ,現地の植生繁茂状況,土砂動態は定性的には良好に再現できることが分かった(この成果を論文にまとめた).ただし,定量的には再現性に課題があり,今後検討していく考えである.

(3)これまでは変分法に基づくデータ同化手法を検討していたが,同化モデルを粒子フィルタに置き換え,またGPGPUによる並列計算を行った.既往研究と同一条件で解析を行ったところ,2000m3/sと3000m3/s規模の洪水では,抵抗モデルの定数(マニング粗度係数)はほぼ同じ値を示した(この成果を論文にまとめた).つまり,解析時間の短縮が達成できた.粒子フィルタでは粗度の時間変化までも解析できるが,時間変化の要因を特定できるまでには至っていない.今後,流量誤差も視野に入れて,モデルの高度化とデータの収集を行っていきたいと考えている.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実績と研究計画(交付申請書)を比較すると,以下の通り整理できる.
(1) ドローン,トータルステーションを導入し,観測計画の通り,概ね問題なく現地の植生・土砂動態を効率的に調査できている.
(2) 現地調査内容に関して,概ね問題なく実行できているが,本年度も大きな洪水がなかったため,洪水の影響を検討できていない.
(3) 植生消長モデルはiRICを併用することで定性的には問題なく,現地の土砂動態の検討が可能となっている.ただし,定量的には課題があり,検討が必要である.
(4) データ同化手法に粒子フィルタを導入し,改善を図った.今後,現地データの収集とその活用について検討,および解析結果を吟味する必要がある.

今後の研究の推進方策

現在までの達成度と研究過程で得られた知見に基づき,次の通り推進法策を検討した.
・調査内容の検討(規模の大きな洪水が生じない場合に備えて)
・小スケールの水理現象の検討(新たな流路が生じた理由の検討)
・土砂動態,植生動態の定量的な検討,解析と現地調査の差異の原因の特定
・データ同化解析手法の検討:データの収集方法,活用方法の検討.

次年度使用額が生じた理由

本年度は規模の大きな洪水はなかったため,観測計画と実際にやや違いが生じた.そのため,使用額に変更が生じた

次年度使用額の使用計画

計画を修正し,検討する.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件)

  • [雑誌論文] 植生消長モデルを用いた礫河原再生後の物理環境変化の検証2016

    • 著者名/発表者名
      平井康隆,前野詩朗,吉田圭介,藤田駿佑,赤穗良輔
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 72 ページ: 1063-1068

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 旭川祇園地区における経年変化を考慮した礫河原再生効果の検討2016

    • 著者名/発表者名
      前野詩朗,吉田圭介,平井康隆,岩城智大,山口華穂,藤田駿佑
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 72 ページ: 1069-1074

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 洪水時の河道内植生による流水抵抗の逆推定手法の検討,2016

    • 著者名/発表者名
      吉田圭介,前野詩朗
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 72 ページ: 1075-1080

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flood hydrograph estimation using an adjoint shallow-water model2015

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Yoshida and Tadaharu Ishikawa
    • 雑誌名

      Journal of Hydro-environmental Research

      巻: 9 ページ: 429-440

    • DOI

      10.1016/j.jher.2014.12.003.

    • 査読あり

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公開日: 2017-01-06  

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