ＤＩＡＳシンポジウム2017

地球環境情報プラットフォーム構築推進プログラム基幹アプリケーションFS

自治体向けリアルタイム浸水ハザードマッピング実現に向けた共通プラットフォームの開発
代表機関： 京都大学防災研究所 実施責任者：佐山敬洋
1. 解決を目指す社会的課題

2. 本課題の特徴

各地で頻発・激甚化している豪雨災害に対し、自治体の緊急対応や住民の安全な避難を実現するために、洪水予測は最も基本的な対策の一つとなる。豪雨が発生した際に、いま・どこで・どの程度の浸水が発生しているかをリアルタイムで把握し、予測するリアルタイム浸水ハザードマッピングを実現するためのフィジ
ビリティを調査する。

従来の降⾬流出モデル：
降⾬から河川流量を予測する。
（空間分布型のモデルも氾濫の解析は対象外であった。）

現⾏の洪⽔予測：河川⽔位予測（指定河川洪⽔予報）
観測⽔位のある地点で今後どのように⽔位が変化するかを予測する。

従来の洪⽔氾濫モデル：
破堤地点での流⼊量境界条件をもとに氾濫原の浸⽔を詳細に解析。
→ 浸⽔想定域の計算に利⽤。

本課題で利⽤するRRIモデル
Rainfall-Runoﬀ-Inundation Model1), 2)
降⾬流出から洪⽔氾濫までを流域全体で⼀体的に解析
⼟壌への浸透や地中流など、
降⾬流出モデルの特性も備える。

問題点
浸⽔の状況を把握・予測できない。
とくに中⼭間地を含む⾃治体では、
豪⾬時に孤⽴集落が多発し、浸⽔被害の状況を把握することも困難。

⼟⽊研究所ICHARMのHPで公開
http://www.icharm.pwri.go.jp/research/rri/rri_top.html

実現の⽅法
レーダ⾬量や気象予測情報を活⽤して降⾬流出と洪⽔氾濫を⼀体的に予測する。

⽬指す⽅向：「いま・どこで・どの程度浸⽔しているか？」
⾃治体向けの⾼解像度 リアルタイム浸⽔ハザードマップ
à 豪⾬時における被害状況の迅速な把握と安全な住⺠避難

3. 本FSの実施内容

4. DIASを活用した事業化のイメージと波及効果

DIAS上にアーカイブされている気象データを活用して、RRIモデルをリアルタイムで実行する。RRIモデルは対象流域の標高、土地利用、河道断面などの情報を入力地形情報として読み込み、浸水深、河川流量、河川水位の分布を出力する。

現行の洪水予測は指定河川の水位予測が中心であり、国や県の河川管理者が各河川管理事務所に設置したサーバを用いて洪水を予測している。本FSが目指すのは、地先レベルの浸水予測であり、中山間地域における中小河川なども対象に含む。その場合、都道府県や市町村などが事業主体となることが想定されるが、必ずしも各自治体で独自のシステムやサーバを管理することは容易ではない。モ
デル適用は専門家(建設コンサル・気象情報会社など)が請負い、DIASにアーカイブされる気象情報を活用することで、効率的に大容量のデータを利用した浸水予測の実現を目指す。

⼊⼒地形情報 出⼒情報

浸⽔深分布

⼟地利⽤

標⾼

河道断⾯

⾃治体

河川流量

⼊⼒情報
(DIASデータ)

建設コンサルタンツ・気象情報会社
予測システム
構築委託

降⾬観測・
予測情報

共通プラットフォーム活⽤河川⽔位

研究機関

計算条件の設定

共通プラットフォーム

⼊⼒情報

RRIモデル
基盤モデル改良①千種川流域を対象にしたRRIモデル適⽤とリアルタイム運⽤FS検証- 中⼭間地域を含む兵庫県千種川流域(777.6 km2)：100 m分解能
- XRAIN(250 m分解能, 1分配信)を⼊⼒- DIAS上でRRIモデルのリアルタイム実装を⽬指す- ⼊⼒情報の更新間隔を検討する- ニーズ把握・社会実装に向けた要件抽出② リアルタイム浸⽔ハザードマッピング共通プラットフォーム開発- 任意の河川流域を対象に整備したRRIモデルの条件設定ファイルを読み込み- ⼊⼒情報(XRAIN)の加⼯・リアルタイム運⽤に必要なバッチファイル作成

DIASを⽤いることの有効性■ ⾼速な計算
⾃治体全体で⾼分解能(50~100 m)のリアルタイム浸⽔予測を⽬指す■ ⼤容量気象データのリアルタイム活⽤
レーダ⾬量・気象予測情報などDIAS上の⼤容量データを利⽤できる■ 堅牢な地球環境情報統融合サーバ
インターネット上で安定的なシステム基盤を構築できる
1
モデル改良など研究成果を反映しやすい

5. 本FSプロジェクトの結果/dias/data/XRAIN./kick.sh./rri-run.sh

本FSで開発中のスクリプト

起動

⾬量データの切り出し
RRIモデルの実⾏./0_rri_1_4_2.exe

⽔分量(モデル状態量)
河川流量、浸⽔深分布等の出⼒
モデル時刻の更新

内部計算

状態量の設定./mkImage.sh

降⾬分布・
河川流量、
浸⽔深分布
の描画処理
HTML更新

出力

2017年
2月3日
4時
11分

XRAIN
データ
(1分
毎)

RRI降雨
1分デー
タ
(1分毎)

RRI計算 RRI結果
データ(1分毎) (1分毎)Rename

RRI表示

(1分毎)

(11分
毎)

hs000001等 hs1702030411等

2017年
2月3日
4時

XRAIN RRI降雨
データ 1分デー(1分
タ毎)(10分毎)

RRI計算 RRI結果
データ
(10分
(10分
毎)
毎)

：
：
：
：
：
：

hs000001等 hs1702030420等

21分

：
：
：
：
：
：

hs000001等 hs1702030421等

hs000001等 hs1702030430等

DIASでの計算時間

280
260

240

Rename

RRI表示

(10分
毎)

(10分
毎)

220
200
180

計算遅れ時間計算時間
計算時間（欠測時）
上郡計算水深
佐用計算水深

7.0
6.5

6.0
5.5
5.0
4.5

160

4.0

140

3.5

120

3.0

100

2.5

80

2.0

60

1.5

40

1.0

20

0.5

0

0.0

11分

DIAS上で1分毎に計算。1分の計算を平均13秒で完了。
突発的に計算が遅くなって、1分を超過する場合でも、最大4分で回復する。

12分
hs000001等 hs1702030412等

30分

ケース④

1分更新
1分出力
10分出力
1分降雨(元のXRAINのまま)10分降雨
10分更新に比較すると1010分毎の起動で若干の時間短縮はあり得る。
倍の起動回数で、時間増。
入力降雨の１分ピッチの計算で、内部的に実施する計算自体は 10分ピッチの計算で計算時
どのケースでも変わらない。
間の短縮。
10分出力に比較すると10倍のファイル数とな
出力ファイルが少なく、出力・描画の時間短縮。
り、出力・描画の時間増。

12分

20分

ケース③

計算時間・計算遅れ時間（秒）

XRAIN

更新
出力
降雨

ケース②
10分更新

2013/9/1 00:00
2013/9/1 03:00
2013/9/1 06:00
2013/9/1 09:00
2013/9/1 12:00
2013/9/1 15:00
2013/9/1 18:00
2013/9/1 21:00
2013/9/2 00:00
2013/9/2 03:00
2013/9/2 06:00
2013/9/2 09:00
2013/9/2 12:00
2013/9/2 15:00
2013/9/2 18:00
2013/9/2 21:00
2013/9/3 00:00
2013/9/3 03:00
2013/9/3 06:00
2013/9/3 09:00
2013/9/3 12:00
2013/9/3 15:00
2013/9/3 18:00
2013/9/3 21:00
2013/9/4 00:00
2013/9/4 03:00
2013/9/4 06:00
2013/9/4 09:00
2013/9/4 12:00
2013/9/4 15:00
2013/9/4 18:00
2013/9/4 21:00
2013/9/5 00:00
2013/9/5 03:00
2013/9/5 06:00
2013/9/5 09:00
2013/9/5 12:00
2013/9/5 15:00
2013/9/5 18:00
2013/9/5 21:00
2013/9/6 00:00
2013/9/6 03:00
2013/9/6 06:00
2013/9/6 09:00
2013/9/6 12:00
2013/9/6 15:00
2013/9/6 18:00
2013/9/6 21:00
2013/9/7 00:00
2013/9/7 03:00
2013/9/7 06:00
2013/9/7 09:00
2013/9/7 12:00
2013/9/7 15:00
2013/9/7 18:00
2013/9/7 21:00

ケース①

DIAS上でRRIモデル実行に要する RRIモデルの出力結果を簡易描画するツールを開発した。
処理時間 à ケース①で運用可：
1分に要する計算時間は平均13秒

水深（m）

下図のフローチャートに示すデータ処理とモデルランをリアルタイムで実行するスクリプトを開発し、DIAS上に実装した。
入力・出力データの更新間隔(1分、10分)を、下表のような組み合わせで検討し、2013年9月出水時のXRAINデータを用いて計算時間とリアルタイム運用が実行可能であることを明らかにした。

：
：

20分

hs000001等 hs1702030420等

参考文献
佐山敬洋・建部祐哉・藤岡 奨・牛山朋來・萬矢敦啓・田中茂信, 2011年タイ洪水を対象にした緊急対応の降雨流出氾濫予測, 土木学会論文集B1(水工学), Vol. 69, No. 1, 14-29, 2013.
Sayama, T., Ozawa, G., Kawakami, T., Nabesaka, S., Fukami, K.: Rainfall-Runoff-Inundation Analysis of Pakistan Flood 2010 at the
Kabul River Basin, Hydrological Sciences Journal, 57(2), pp. 298-312, 2012.

21分

：
：

30分

hs000001等 hs1702030430等