浅海域・堤防・陸域における水理現象をシームレスに考慮した高潮浸水モデルの開発

开发风暴潮淹没模型，无缝考虑浅水区、堤坝和陆地区域的水力现象

基本信息

批准号：
22K20447
负责人：
福井信気
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20447/
关键词：
市街地浸水高潮建物モデル質量保存則浸水越流シームレス

项目摘要

当該年度では，支配方程式では表現不可能な建物の効果をサブモデルとして構築した．具体的には，運動量保存則において計算格子内の建物を抗力の反作用として流体場にフィードバックする建物モデルiDFM(Fukui et al., 2022)について質量保存則への建物情報のフィードバックを実施し，高度化を行った．まず，3D都市モデルPLATEAUにおける建物形状データおよび中央防災会議による地形データを用いて建物を含む高解像度地形を作成した．続いて，数値計算において高解像度地形をもとに計算格子内における水体積比率を毎計算ステップ求め，質量保存則へと反映させた．検証として，縮小市街地浸水実験によって得られた浸水範囲及び浸水深を検証データとして，実験結果及び高解像度地形を用いた浸水計算と改良後iDFMを用いた浸水計算を行い，建物による局所的な水位上昇を再現した．さらに，2019年台風19号擬似温暖化実験結果(Kawase et al.,2020)による気圧風速場の時系列を用いて東京都墨田区を対象とした高潮浸水計算を行い，高解像度地形を用いた計算を参照値として比較検討を行った．結果として，計算格子内の建物による水の排除が考慮されて水位が上昇し，従来のiDFMや一般的に用いられる領域粗度モデルよりも浸水深及び浸水範囲の精度が向上した．以上より，当該研究計画におけるサブモデルの一つである建物モデルの構築を達成することができた．次年度は，当初の予定であった支配方程式の統一及び堤防のサブモデル化を行い，iDFMと結合することで浅海域での高潮の発生から陸域浸水までシームレスに表現するモデルを構築予定である．

在本财年，我们构建了一个子模型来解决无法使用控制方程表达的建筑物的影响。具体来说，对于建筑模型 iDFM (Fukui et al., 2022)，它将计算网格中的建筑作为动量守恒定律下阻力的反作用反馈到流体场，我们实现了建筑信息的反馈质量守恒定律，以及。首先，使用 3D 城市模型 PLATEAU 的建筑物形状数据和中央防灾会议的地形数据创建了包括建筑物的高分辨率地形。接下来，在数值计算中，根据高分辨率地形确定每个计算步骤中计算网格内的水体积比，并将其反映在质量守恒定律中。为了验证，我们使用缩小城区淹没实验得到的淹没范围和淹没深度作为验证数据，并利用实验结果和高分辨率地形以及改进的iDFM进行淹没计算，计算出建筑物引起的局部水位。再现了崛起。此外，我们利用2019年第19号台风模拟全球变暖实验结果的压力风场时间序列（Kawase等，2020）对东京墨田区进行了风暴潮淹没计算，并计算了风暴潮以高分辨率地形图的计算结果为参考值进行了比较研究。因此，考虑了计算网格内建筑物的排水，水位上升，与传统的 iDFM 和常用的区域粗糙度模型相比，提高了淹没深度和淹没面积的精度。根据以上内容，我们能够构建一个建筑模型，这是本研究计划中的子模型之一。明年，我们计划按照原计划统一控制方程，并对堤坝进行子建模，并通过将其与 iDFM 相结合，我们计划建立一个模型，该模型可以无缝地表达从浅水区风暴潮的发生到陆地洪水的所有情况。。