趣味で計算流砂水理

趣味で計算流砂水理 Computational Sediment Hydraulics for Fun Learning

数値計算とか河川工学とかプログラミングのことを書いています

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一次元混合粒径掃流砂河床変動計算の更新

いろいろ修正しました.

だいぶ計算も安定してきました.

今度はgithubに上げました.

ちょっとおしゃれな図化にしました.

nbviewerのリンクは以下です.

http://nbviewer.jupyter.org/github/computational-sediment-hyd/1DBedVariationMixed/blob/master/make_graph_case01.ipynb

計算時間は5分くらいだと思います.

github.com

札幌市清田区里塚の航空写真,古地図,地質図を並べてみた

2018/9/24追記

清田区里塚で液状化した場所と住所は?被災前後で画像を比較 | わしろぐtwitter画像の位置の住所がまとめられていたのでポップアップを作ってみました.

Leaflet Sync Demo


またまたLeaflet.syncです.ブログへの埋め込み方がわかりました.

今回の北海道の地震液状化が生じた清田区里塚の地形を分析してました.

北海道札幌市清田区里塚の地震の影響の被害画像がヤバい!液状化で里塚ヤバすぎ,清田区おわった便りTwitterから届く,,, | What a story!in my Book

こう見ると谷底で人が住むところじゃないですね.

大きい版はこちら

github.com

Leaflet.Syncで真備町の写真を並べてみました

地理院真備町の被災直後の写真を公開していたいので,Leaflet.Syncで被災前,被災後,地形分類図を並べてみました.

いつもどおり,ブログに埋め込みたかったのですが,駄目だったので,githubに上げました.

Leaflet Sync Demo - with three maps listening

github.com

  • 被災箇所には旧川があったようです.
  • 破堤箇所は,特別水位が上がる箇所というよりも,越水で危険な状態にたまたまその箇所が切れた感じです.支川合流部で若干の弱部であったかもしれないですが,どこが切れてもおかしくない感じです.

小田川は,合流点付替えという大事業が今年度より行われる予定でした.確かに,高梁川の背水影響を受けづらくなりますが,抜本的な対策とは言えません.

今回の災害から,高い堤防は破堤時の浸水深が大きくなり,人的被害のリスクが高まることが理解できます.

あまり誰も言わないですが,築堤によるリスクは大きいな思いました.

私の改修案は,引き堤および旧川の復元です.これしかサスティナブルな開発はないと思います.


CDN(Content delivery network)を初めて使いました

私が知識不足なだけですが,CDNを初めて知りました. かなり便利ですね.

本番環境では禁止されているようですが,テスト環境だとサーバを立てずにnpmを使えるは非常に役立ちます.

2種類使ったので書いておきます.

UNPKG

npmのCDN化用です.jsやcssを使うためにコードに埋め込んでます.

RawGit

githubCDN化するのに使ってます.今回はhtmlですが,textやjsonCDN化に使えそうです.

はてブロでbokeh

bokehWelcome to Bokeh — Bokeh 0.13.0 documentationというD3.jsのpythonラッパーで遊んでみました.

D3.jsよりは楽で,pythonで書いたものをhtmlで吐き出す形式です. Web上で解析結果をインタラクティブに表示するのに使えそうです.

これとは別にplotlyPython Graphing Library, Plotlyというのが並んで有名らしいです.

一次元河床変動計算,掃流砂のみ混合粒径:コードは世界最短?

やっとできました.

計算条件

  • 境界条件:周期境界条件
  • 平均河床勾配:1/500
  • 水深1.4m
  • 粒径:7粒径区分,うち2粒径が動かない粒径(コード参照)
  • dx:200m,dt:1sec
  • 初期条件:一部区間に最大粒径の2倍程度のマウンドを設ける

計算結果と考察

 計算があってると仮定します.

f:id:SedimentHydraulics:20180719190217g:plain

  • マウンド部分が粗粒化が進んで,動かなくなります.単一粒径では起こらない現象です.
  • マウンド以外は分級が生じないです.ほとんど初期材料と構成が変わりません.分級は流れを制限する要因(河床勾配の変化等)がないと生じないと言えます.
  • 粒径によって伝搬速度が異なる.

コード

  • こんなにスッキリ書けるとは思いませんでした.まだまだ短く書けますが,可読性を考えてこんなところにしておきました.
  • あまり自信がないです.チェックしてください.

1D-bed-variation-model-of-sediment-mixtures

gistにもライセンスを

以前何かで読んだので書いてみました.beautifulsoupでおしゃれに.

粒度分布

吸収境界

地震動の吸収境界は、次のものが多く使われていました。

http://www.gms.bosai.go.jp/GMS/doc/B5766511.pdf

吸収境界の起債はp655以降にあります。 基本的には平面方向の地震動については吸収してもらわないといけないので、 便宜上、減衰させる方法になっています。

検討されている問題に対しては、 可能であれば物理的に境界を設定する方がよいかと思います。

河床材料粒度分布の一般化

論文

情報ありがとうございます。粒度分布の一般化については、次のものがありました。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjseg1960/39/4/39_4_352/_pdf

河床材料ではありませんが、対数正規分布で近似していました。

水理公式集の例題プログラム集の北大の清水先生の1次元河床変動解析でも、 河床材料粒度分布を対数正規分布で近似してました。

藤田先生の論文「混合砂礫河床材料の空隙に関するシミュレーションモデル」でも、 対数正規分布で近似されていました(読んでるはずなのにすっかり忘れておりました)

https://www.jstage.jst.go.jp/article/prohe1990/50/0/50_0_1021/_pdf/-char/ja

こういった粒度分布を一般化することに意味があるかという疑問はありますが、 どうも対数正規分布であれば、平均と分散(3母数であれば、加えて下限)で概ね表現できるというのは、 面白いかなと思ってます。

課題

少し考えてみたのですが、次のようなものがあるような気がしています。

  • 対数正規分布として近似できるような状態とは?
  • 洪水中はどのようになっているのか?
  • 混合粒径で流砂量公式を適用した場合の流砂量の粒度分布(平衡給砂量)って?

河床材料粒度分布をパラメトリック(分布形を仮定してパラメータを推定)に決められるのならば、 意味があるのかなとは考えています。

粒度分布のタイプ

以前読んだ京大の論文を思い出しました.

http://www.dpri.kyoto-u.ac.jp/nenpo/no50/ronbunB/a50b0p64.pdf

分布系を決定するのはなかなか難しいかもしれないですね. 結構いろんな分布があるようです.

過去のデータより分布型を推定することが必要ですが,それが空間的に決めるのが良いか時期的に決めるのが良いのかよくわからないですね.

論文を見る限り,河川ごととか勾配ごととかに決めるのは難しそうです.