RRI on iRIC: とりあえず雨を降らせて水を流してみよう

iRIC上のRRIは雨が降って洪水が起こるプロセスをできるだけ簡単にシミュレーションするソルバーです。まずは難しいことを考えず、できるだけ簡単な模擬流域を作って雨を降らせ、水を流してみましょう。なお、2023年7月現在、無料で利用できるRRIはiRIC v3でのみ動作します。iRIC v4用のRRIは企業会員への限定公開となっているようです。

単純な地形データを作成する

標高データ

テキストエディタで以下のようなファイルを作成しましょう。Excelで作成してテキスト形式で保存しても良いでしょう。ファイル名をdem.txtとします。

1,2行目は、標高データの列数、行数です。3,4行目は、標高データの領域の左下（南西）の角の十進緯度経度、5行目は１つ１つの標高データが占めるセル（正方形の領域）の幅（単位は度）、6行目はデータがない場所に設定する値です。6行目以下に標高値(単位はm)が3列50行並んでいます。セルの幅が0.01度（約1.1km）ですから、東西に0.03度（3km）、南北に0.5度（55km）の南に向かって少しづつ低くなる中央部がわずかに窪んだ浅い谷状の地形です。

ncols	3
nrows	50
xllcorner 	0
yllcorner	0
cellsize	0.01
NODATA_value	-9999
99 98 99
98 97 98
97 96 97
96 95 96
95 94 95
94 93 94
93 92 93
92 91 92
91 90 91
90 89 90
89 88 89
88 87 88
87 86 87
86 85 86
85 84 85
84 83 84
83 82 83
82 81 82
81 80 81
80 79 80
79 78 79
78 77 78
77 76 77
76 75 76
75 74 75
74 73 74
73 72 73
72 71 72
71 70 71
70 69 70
69 68 69
68 67 68
67 66 67
66 65 66
65 64 65
64 63 64
63 62 63
62 61 62
61 60 61
60 59 60
59 58 59
58 57 58
57 56 57
56 55 56
55 54 55
54 53 54
53 52 53
52 51 52
51 50 51
50 49 50

集水セル数データ

標高データと同様、以下のファイルを作成しましょう。ファイル名をacc.txtとします。最初の6行は標高データと同じです。7行目以降は、そのセルを含む、上流にあるセルの数です。

ncols   3
nrows   50
xllcorner   0
yllcorner   0
cellsize    0.01
NODATA_value    -9999
1 1 1
1 4 1
1 7 1
1 10 1
1 13 1
1 16 1
1 19 1
1 22 1
1 25 1
1 28 1
1 31 1
1 34 1
1 37 1
1 40 1
1 43 1
1 46 1
1 49 1
1 52 1
1 55 1
1 58 1
1 61 1
1 64 1
1 67 1
1 70 1
1 73 1
1 76 1
1 79 1
1 82 1
1 85 1
1 88 1
1 91 1
1 94 1
1 97 1
1 100 1
1 103 1
1 106 1
1 109 1
1 112 1
1 115 1
1 118 1
1 121 1
1 124 1
1 127 1
1 130 1
1 133 1
1 136 1
1 139 1
1 142 1
1 145 1
1 148 1

落水方向データ

あるセルからどちらの方向に水が流れているかを示すデータで、E: 1, SE: 2, S: 4, SW: 8, W: 16, NW: 32, N: 64, NE: 128です。標高データと同様の構造をしています。ファイル名をdir.txtとしましょう。

ncols   3
nrows   50
xllcorner   0
yllcorner   0
cellsize    0.01
NODATA_value    -9999
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8
2 4 8

単純な降雨データを作成する

以下のデータをテキストエディタで作成しましょう。ファイル名をpre.txtとします。

経過時間[sec]、列数、行数を示す行の下に、列数×行数の降雨データ[mm/hr]が続く形式です。この例では1行1列なので、2行目には１つ0があるだけです。この0は、計算開始以前は雨が降っていなかったことを示しています。同様に、4行目の30は、0～3600[sec]の間は30[mm/hr]の雨が降り続いたことを示しています。このファイル全体として、86400秒（1日）の間、30mm/hrの強い雨が降り続いたことを表しています。

地形データと異なり、降雨データには位置情報が含まれていません。降雨データの位置は計算条件の降雨データグループで設定します。

0 1 1
0
3600 1 1
30
7200 1 1
30
10800 1 1
30
14400 1 1
30
18000 1 1
30
21600 1 1
30
25200 1 1
30
28800 1 1
30
32400 1 1
30
36000 1 1
30
39600 1 1
30
43200 1 1
30
46800 1 1
30
50400 1 1
30
54000 1 1
30
57600 1 1
30
61200 1 1
30
64800 1 1
30
68400 1 1
30
72000 1 1
30
75600 1 1
30
79200 1 1
30
82800 1 1
30
86400 1 1
30

上記4つのデータファイルをc:\RRIonIRIC\testDataフォルダに入れておきます。

iRIC v3を起動しRRIソルバーを選択する

下図のようにRRIを選択し、警告が出ても無視してOKします。RRIが含まれていない場合、別途インストールする必要があります。

計算条件の設定

iRIC/RRIが起動したら、まず計算条件①を設定します。基本条件②では、実行モードを「格子・格子属性作成」にし、データファイル設定では１で作成したデータを設定します。

続いて降雨データ①をクリックし、作成した降雨データファイルを指定②し、降雨データの位置③を設定します。この例では、左下（南西）の角の緯度経度が0,0で、経度方向に0.03度、緯度方向に0.5度の標高データと同じ領域を設定しています。

時間管理①ではシミュレーション時間②と出力回数③を指定しました。

残りのグループは以下の通りデフォルトのままとしましょう。計算条件を保存して閉じましょう。

ここでプロジェクトを保存すると良いでしょう。c:\RRIonIRIC\testフォルダを作成して保存します。

格子・格子属性の作成

計算実行①します。すると、格子がないと言われますが、無視②して進みます。プロジェクトの保存③は先ほど行っているのでどちらでも良いです。すぐにソルバーの計算が終わります。ここで一旦プロジェクトを保存⑤し、改めて同じプロジェクトを開き⑥なおしましょう。

計算実行

開きなおすと下図左のように格子ができています。計算条件①を開き、基本設定②の実行モード③を「計算実行」に変更します。保存して閉じる④をクリックします。

計算実行①をクリックするとソルバーコンソールに計算過程が表示され、本例程度ならすぐに終了します。

計算結果の表示

斜面上の水深hsと河川の水深hrを表示してみました。

設定項目が多くて難しそうだけど、ただ動かすだけなら簡単だと思いませんか？ Have fun!