2018 Fiscal Year Annual Research Report
Probabilistic and the largest-class evaluation of water-related disaster risk using large ensemble of future climate projections
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17H01294
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
立川 康人 京都大学, 工学研究科, 教授 (40227088)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
市川 温 京都大学, 工学研究科, 准教授 (30293963)
Kim Sunmin 京都大学, 工学研究科, 准教授 (10546013)
萬 和明 京都大学, 工学研究科, 助教 (90554212)
田中 智大 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (20793798)
椎葉 充晴 京都大学, 工学研究科, 名誉教授 (90026352)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 気候変動 / 河川流量 / 水災リスク / 洪水 / 確率評価 / 最大クラス評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で対象とする4つのサブ課題について、平成30年度の研究成果の概要をまとめる。
1)d4PDFデータへのバイアス補正適用の有無の検討と降水極値の変化分析：日本全国の一級河川109水系を対象とし、d4PDF過去実験データと観測データ（解析雨量）の降水極値の頻度分布の違いを統計的に分析した。その結果、109水系のうち47水系では両者の頻度分布が同じという仮説が棄却された。特に九州および四国の河川流域ではd4PDF過去実験データによる極値降水量が観測値によるそれよりも小さな値を示すことが分かった。
2)日本列島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析：日本全域109水系流域を対象とする1km空間分解能の分布型降雨流出モデルを構築し、それぞれの流域における代表的な既往洪水を再現できるようモデルパラメータを同定した。
3)インドシナ半島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析：GCMsによる流出発生量のバイアス補正の開発に取り組むため、チャオプラヤ川流域を対象として、河川流量を再現できるように陸面モデルのパラメータを調整し、それによって20年分の流出発生量を参照流量として得た。次に、この陸面水文モデルによる流出発生量と気象庁気象研究所の20km分解能AGCMの流出発生量を用いてクオンタイルマッピングによるバイアス補正の対応関係を得た。
4) 日本および東南アジアの大都市圏流域における水害リスクの分析：レッドリバーを対象として分布型降雨流出モデルを構築し、d4PDFを用いて地球温暖化による河川流量極値および最大規模洪水の変化を分析した。その結果、4度上昇実験のもとでレッドリバーの年最大流量が過去実験よりも大きく増加することがわかった。一方で、現状のハノイ市でのレッドリバーの流下能力を調査した結果、現状の流下能力は高く水害リスクは低いことがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1)d4PDFデータへのバイアス補正適用の有無の検討と降水極値の変化分析：d4PDと観測値の極値降水量の頻度分布の比較を、日本全国の一級河川109水系を対象に実施することができた。その結果、特に九州および四国の河川流域では、d4PDF過去実験データによる極値降水量が観測値によるそれよりも小さな値を示すことが分かり、降雨流出計算のためにはバイアス補正が必要であることを確認した。また、ハノイを流れるレッドリバーに着目し、d4PDFの4度上昇実験による降水極値が大きく増加することを確認した。
2)日本列島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析：日本全国109水系流域を対象とする1km空間分解能の分布型降雨流出モデルの構築を完了することができた。
3)インドシナ半島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析：観測データが豊富なチャオプラヤ川流域を対象として河川流量を再現できるように陸面モデルのパラメータを調整し、それによって20年分の流出発生量を参照流量として得た。この参照データを用いて、気象庁気象研究所の20km分解能AGCMの流出発生量のバイアス補正手法を検討することができた。
4)日本および東南アジアの大都市圏流域における水害リスクの分析：ハノイを流れるレッドリバーの河川流量が地球温暖化時に大きく変化する可能性があることが分かった。そこでレッドリバーに着目し、より精度の高い流量計算を実現するために分布型降雨流出モデルを構築して、d4PDFを用いて地球温暖化による河川流量極値および最大規模洪水の変化を分析した。その結果、4度上昇実験のもとでレッドリバーの年最大流量が過去実験よりも大きく増加することがわかるとともに、ハノイ市の治水レベルは高く、水害リスクは低いことがわかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
1)d4PDFデータへのバイアス補正適用の有無の検討と降水極値の変化分析：年最大日降水量など日本全国の一級河川109水系でd4PDF過去実験データと観測データを比較分析した結果、特に九州および四国の河川流域ではd4PDF過去実験データによる極値降水量が観測値によるそれよりも小さな値を示した。今年度は、d4PDF降水量のバイアス補正手法を検討し、補正した雨量を降雨流出計算に用いる。
2)日本列島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析：日本全国109水系の分布型降雨流出モデルが完成した。この分布型降雨流出モデルを用い、d4PDFの過去実験・4度上昇実験の降水データを入力データとして全国109水系流域の洪水流出計算を実施し、流量極値の変化と最大規模洪水の変化を分析する。
3)インドシナ半島全域における河川流量極値の確率分布と最大規模洪水の変化の分析：チャオプラヤ川流域を対象として、独自に構築した陸面水文モデルによる流出発生量と気象庁気象研究所の20km分解能AGCMの流出発生量の20年間の流況曲線を土地利用ごとにまとめて比較したところ、それらは違いが見られ、バイアス補正の必要性が明らかとなった。また、土地利用だけでなく流域ごとにも両者の特性が異なることが分かった。これらの情報をもとに、土地利用や標高などを利用してAGCMの流出発生量のバイアスを補正する手法の開発に取り組む。
4)日本および東南アジアの大都市圏流域における水害リスクの分析：レッドリバーにおいて4度上昇時に予測される河川流量は増大することが分かったが、現地調査により現状のハノイ市でのレッドリバーの現状の流下能力は高く水害リスクは低いことがわかった。そこで今年度はチャオプラヤ川流域とバンコク市周辺を対象とし、同様の分析を実施する。そのための共同研究をチュラロンコン大学と実施する。
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