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Windows 版物理生息場シミュレーションシステム PhabWin の 理論と応用 実習マニュアル Dr. Thomas B. Hardy Institute for Natural Systems Engineering Utah Water Research Laboratory Utah State University Logan, Utah 84322-4110 April 2003 抄訳 山口大学 関根雅彦 2006年9月 山口県

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  • Windows 版物理生息場シミュレーションシステム PhabWin の

    理論と応用

    実習マニュアル

    Dr. Thomas B. Hardy Institute for Natural Systems Engineering

    Utah Water Research Laboratory Utah State University

    Logan, Utah 84322-4110 April 2003

    抄訳 山口大学 関根雅彦 2006年9月

    山口県

  • i

    訳者まえがき

    このマニュアルは、The Theory and Application of the Physical Habitat Simulation System

    (PHABSIM) for Windows (PHABWin2002) Laboratory Manual (Dr. Thomas B. Hardy 著)を、演習

    における操作手順に重点をおいて章の構成は維持しつつ抄訳・意訳し、また訳者のコメン

    トを加えたものである。

    同時に配布する CD には、このマニュアルの原著の2つのバージョンが含まれている。1つ

    は、「PhabWin 旧バージョン」の Documentation フォルダに収められたもの、もう一つは、

    新版である「PhabWin060727」の Documentation フォルダに収められたものである。前者の

    表紙には、April 2003 の日付が記されており、後者には May 2002 の日付が記されていて、

    プログラムの新旧とドキュメントの新旧の順序が逆転している。前者は 2003 年 5 月に訳者

    がユタ州立大学で直接入手したもの。後者は最近 Hardy 教授からバグフィックス版として

    いただいた PhabWin に付属していたもので、なぜ日付が逆になっているかは Hardy 教授に

    聞かなければわからない。内容的にはインストール部分に小さな違いがあるだけのように

    思われるが、完全には比較していない。ページ数は冒頭のインストール部分の違いのため

    に後者の方が1ページ多くなっている。本書は、もっぱら April 2003 版を参考とし、訳者自

    身が PhabWin を操作し、記述を確認しながら抄訳を行った。日本語版作成の日程がタイト

    であったため、通常のパソコンの操作を知っていれば想像できると思われる操作や、詳し

    い説明が講義マニュアルに記されている事項については大胆に省略した。また、原著にな

    い図を必要に応じて追加したり、原著では古くなってしまっているのではないかと思われ

    る記述を改変したりもしている。従って、原著は April 2003 版か May 2002 版かということ

    を問題にする以前の隔たりが本書と原著の間には存在している。本書を読んで疑問に感じ

    た時には原著も参照していただきたい。参照の助けとするため、April 2003 版原著のページ

    を角括弧[xx]で章タイトルに付し、またより詳細な説明が記載されている講義マニュアル

    (日本語版)のページを波括弧{xx}で適宜記載した。また、原著 May 2002 版のページは

    April 2003 版に 1 を加えたものと思って間違いない。

    本書が PhabWin の理解の一助となれば幸いである。

    関根雅彦 2006 年 8 月 22 日

  • ii

    目次

    演習1 プログラムのインストールと基本操作[1] .................................................1

    目的[1] ..............................................................................................................................1 さあ、はじめよう。インストール[1] ................................................................................1 サンプルデータファイルの抽出[1]....................................................................................1 WinHabTime 時系列モジュールのインストール[1] .........................................................1 PhabWin のインストール[1].............................................................................................1 PhabWin の基本機能[2]....................................................................................................2 プロジェクトマネージャ[2]...........................................................................................2 プロジェクトを作成する[3]...........................................................................................2 プロジェクトの名前を変更する[3] ................................................................................2 プロジェクトを開く[3] ..................................................................................................3 プロジェクトをコピーする[3] .......................................................................................3 プロジェクトを削除する[3]...........................................................................................3 データベースを選択する[3]...........................................................................................3 IFG4 Data をインポートする[3]...................................................................................3 点データ、断面データをインポートする[6]..................................................................4

    モデリングウィザード[6] ..................................................................................................4 はじめに[6]....................................................................................................................4 ウイザード内の移動[7] ..................................................................................................4 モデリング[8] ................................................................................................................5 コントロール[8].............................................................................................................5 排他的チェックボックス[9]...........................................................................................5 排他的ラジオボタン[9] ..................................................................................................5 複数選択チェックボックス[10] .....................................................................................6 スピンコントロール[11] ................................................................................................6 タブページ[11] ..............................................................................................................6 その他の注意[11]...........................................................................................................7 断面(cross section)ウイザード[12] ................................................................................7

    可視化[13] .........................................................................................................................8 クリップボードとプリンタ[13] .....................................................................................8 可視化のコントロール[14] ............................................................................................9 ナビゲーション[14] .......................................................................................................9 データ値[14]..................................................................................................................9

  • iii

    データの型[15] ..............................................................................................................9 オーバーレイ[15].........................................................................................................10 可視化のタイプ[15] .....................................................................................................10

    S.I.曲線[22].....................................................................................................................12 可視化[23] ...................................................................................................................12 インポートとエクスポート[23] ...................................................................................12

    付録 A – 制限と注意事項[25] .........................................................................................13 IFG4 データ[25] .........................................................................................................13 モデル[25] ...................................................................................................................13

    付録 B – プロジェクトを別のコンピュータにコピー/移動する[26]............................13

    演習2 水理データのインポートテクニック[28] .................................................. 14

    目的[28]...........................................................................................................................14 はじめに[28] ...................................................................................................................14 スプレッドシートで作成された断面データ、ポイントデータのインポート[31]............14 既存の PHABSIM IFG データのインポート[28]............................................................15

    演習3 モデリングのためのデータ準備[32]........................................................ 16

    目的[32]...........................................................................................................................16 はじめに[32] ...................................................................................................................16 モデリングのために IFG4 データをインポートする[32]................................................16 すべてのキャリブレーションデータへの水面高と流量ゼロ時の水面高(SZF)の設定[33]16 キャリブレーションデータに対する流量の最良予想値の見積もり[34] ..........................17 シミュレーションで使用する流量範囲の設定[36] ..........................................................19

    演習4 水面形モデリング[39] ................................................................................... 20

    目的[39]...........................................................................................................................20 はじめに[39] ...................................................................................................................20 デフォルトのデータベースの設定と水面形(WSL)ウイザードの開始[39].......................20 全シミュレーション流量・全断面に対する水位-流量モデルの定義[40].......................20 各モデルへのキャリブレーション流量とシミュレーションパラメータの設定[42] ........22 全シミュレーション流量・全断面に対する MANSQ モデルの定義[48].........................26 全シミュレーション流量・全断面に対する単純な WSP モデルの定義[53]....................28 全シミュレーション流量・全断面に対するモデルの混合使用(ちょっとやってみるだけ)[63] .............................................................................................................................34 水面形データを含む IFG データのインポート[64] .........................................................35

  • iv

    演習5 流速モデリング[66] ........................................................................................ 36

    目的[66]...........................................................................................................................36 はじめに[66] ...................................................................................................................36 デフォルトのデータベースの設定と流速(VEL)ウイザード[66]......................................36 3つのキャリブレーション流速から回帰する方法[67] ...................................................36 高流速を使ったキャリブレーション法[71] .....................................................................39 複数のキャリブレーション流速を組み合わせて使用する方法[73] .................................41 個々のセルにマニングの粗度係数を設定する方法[74] ...................................................41

    演習6 PhabWin における SI 曲線、生息場モデリング、時系列モデリング

    [76]........................................................................................................................................ 43

    目的[76]...........................................................................................................................43 はじめに[76] ...................................................................................................................43 デフォルトデータベースの設定[76]................................................................................43 既存の FISHCRV データの PHABSIM からのインポート[76] ......................................43 HABTAE モデリングウイザード[78]..............................................................................43 HABEF モデリングウイザード[86] ................................................................................47

    演習7 WinHabTime 時系列モジュール[90] ........................................................ 49

    目的[90]...........................................................................................................................49 はじめに[90] ...................................................................................................................49 データツール群[90].........................................................................................................49 キーボードからの入力[91] ..........................................................................................49 PHABSIM の Zhaqf ファイルのインポート[92] .........................................................50 流量-WUA 表のインポート[93] ................................................................................50 有効生息場表(Effective Habitat Matrices)のインポート[93] .....................................50

    生物学的に重要な期間(Biological Significant Periods; BPS)の定義[94] .......................51 複合曲線の定義[96].........................................................................................................52 生息場時系列[98] ............................................................................................................53

    Habitat Time Series (生息場時系列)[98] ....................................................................53 生息場時系列から特徴を引き出す[99].........................................................................55 時系列要約表を比較する[100].....................................................................................55

  • 1

    演習1

    プログラムのインストールと基本操作[1]

    目的[1]

    PhabWin の概略を説明する。

    さあ、はじめよう。インストール[1]

    CD の PhabWin060727 フォルダに必要なファイルが収められている。

    サンプルデータファイルの抽出[1]

    CD の PhabWin060727¥SampleFiles フォルダに自己解凍形式で圧縮されたサンプルファイル

    SampleFiles.exe が収められている。C ドライブのルートに Example フォルダを作成し、サン

    プルファイルをここに解凍する。

    訳者注:十分確認できているわけではないが、PhabWin は日本語フォルダ名を扱えない場合

    があるように思われる。PhabWin の挙動について経験を積むまでは、ルートフォルダに英語

    名のフォルダを作って作業するのが無難である。

    WinHabTime 時系列モジュールのインストール[1]

    PhabWin060727¥PinHabTim フォルダの setup.exe を実行することで、時系列解析モジュール

    がインストールされる。なお、日本語版 Windows XP にインストールするとき、システムフ

    ァイルに関する Version Conflict のメッセージが数件現れる場合があるが、すべて Yes(現在

    のファイルを保持する)で答えればよい。

    訳者注:配布 CD に収められたバージョンでは、CD から直接インストールするとインスト

    ールの最終段階で「パスが無効」とのエラーが発生し、ユーザの応答によってはインスト

    ールされたファイルが削除されたり、その過程でフリーズしたりすることがある。いった

    んフォルダごとハードディスクにコピーしてからインストールするのが安全である。

    PhabWin のインストール[1]

    CD の PhabWin060727¥PhabWin2002Installフォルダの PHABWinSetup.exe を実行することで、

    PhabWin 本体がインストールされる。インストール後は、テンプレートとなるデータベース

    の設定をすることで使用可能になる。

    エクスプローラで PhabWin がインストールされたフォルダ(通常、Program Files¥Utah State

    University)を開き、その中の Database フォルダを開く。そこに BaseModel2000.mdb というフ

  • 2

    ァイルがある。これと同じものが、先に作成した Example フォルダにも含まれている。こ

    の BaseModel2000.mdb は Microsoft Access 形式のデータベースファイルであり、PhabWin は

    この中に必要なデータを保存する。また、あらかじめ必要なテーブル定義が保存されてい

    る重要なファイルである。このファイルが壊れると PhabWin が動作しなくなるので、常に

    オリジナルの BaseModel2000.mdb は安全な場所に保管しておく必要がある。

    PhabWin の基本機能[2]

    プロジェクトマネージャ[2]

    Windows のスタートメニュー-すべてのプログラム-Habitat Modeling から HabModel を起

    動する。ファイルメニューの Project Manager を選ぶと、以下のダイアログが開く。(新規の

    場合はダイアログ内には何も表示されない。)

    この最下部に、使用するデータベースは表示されている。オリジナルのデータベースを壊

    さないよう、Browse ボタンを使って先ほどコピーした Example フォルダ内のデータベース

    ファイルに切り替えておく。

    プロジェクトを作成する[3]

    New ボタンを押すと”New Project”という名前の新しいプロジェクトが生成される。

    プロジェクトの名前を変更する[3]

    プロジェクト名を選択して、さらに1回クリックすれば名前を変えることができる。

  • 3

    プロジェクトを開く[3]

    プロジェクト名を選択して、Open ボタンを押す。

    プロジェクトをコピーする[3]

    プロジェクト名を選択して、Copy ボタンを押す。

    プロジェクトを削除する[3]

    プロジェクト名を選択して、Delete ボタンを押す。何も聞かれずいきなり削除されるので注

    意!

    データベースを選択する[3]

    先に行ったように、Browse ボタンで選択する。

    IFG4 Data をインポートする[3]

    この機能は、USGS 版 PHABSIM などの旧バージョンで作成したデータをインポートするた

    めのものである。今後はあまり必要ではないだろう。

    Step 1) 新しいプロジェクトを開き、名前をつける。

    Step 2) Data-Import IFG4 を実行してファイルを選択する。サンプルファイルには

    IFG4DataSet.ifg と IFG4WSLDataFile.ifg が含まれているが、前者は断面データや

    キャリブレーション流量などのデータを含むもの、後者は、それに加えて旧

    PHABSIM で計算ずみの水面形データを含んでいる。以下は、前者を読み込ん

    だ様子。詳細は演習2で。

  • 4

    点データ、断面データをインポートする[6]

    Excel などで作成されたデータの入力法であり、今後はこれが主要なデータ入力法となるだ

    ろう。データは断面と点について別々に作成し、それぞれ Data-Import Point File、Data-

    Import Xsec File で読み込む。読み込む順序はこの通りでないといけない。点データは、上

    図の右側の表の中のデータで、断面データは左側の Hydraulic Parameters を表すデータであ

    る。構造の詳細は{23-26}参照。

    サンプルとして point.pnt, xsec.xsec が付属。

    モデリングウィザード[6]

    はじめに[6]

    解析は、水面形→流速→生息場の順に実行するので、ウイザードも Cross Section→WSL→

    Velocity→Habtae→Habef の順に実行する必要がある。Wizard メニュー、あるいはツールバ

    ーから実行する。なお、メニューには Time Series ウイザードがあるが、これは使用せず、

    別途 WinHabTime を用いて実行する。

    ウイザード内の移動[7]

    ウイザードの一般的な外観は上図のようなものである。下部の Back、Next、Exit ボタンで

  • 5

    ウイザード内を移動する。ウイザードに従って順番にデータを整えていく。

    ウイザードの最終ページに到達すると、Finish ボタンが現れる。

    モデリング[8]

    いくつかのウイザードでは、下図のような信号つきのボタンがある。

    このボタンは、その時点でなんらかの計算を行わないと先に進めないことを示している。

    ボタンを押して計算が実行されると、信号は青になる。

    一度信号が青になっても、データを再編集したりすると赤に戻って再計算を促す。

    コントロール[8]

    排他的チェックボックス[9]

    複数の選択肢から1つしか選べないもの。

    排他的ラジオボタン[9]

    前項と同様

  • 6

    複数選択チェックボックス[10]

    複数選択できるもの。

    スピンコントロール[11]

    矢印のクリックで調節できるもの。

    タブページ[11]

    タブのクリックで選択するもの。

  • 7

    その他の注意[11]

    データは、上図のように選択して、 ボタンを押せばクリップボードにコピーできる。

    断面(cross section)ウイザード[12]

    Wizards メニューから起動する。

    下のようなダイアログが開く。断面の追加などを行う。Distance は最下流断面からの距離。

    Insert で選択した断面の前に挿入、Append で最後に追加、Delete で選択した断面を削除。

    Append や Insert で追加した断面の Distance はデフォルトでゼロになっているが、きちんと

    値を設定しないで OK を押すとバグるので注意。断面の削除程度に止めたほうがよい。ウイ

    ザードでデータ入力するより、Excel で作成したデータをインポートする方が安全である。

  • 8

    可視化[13]

    View メニューの下に、いろいろなデータ可視化法がまとめられている。例えば、IFG4 デー

    タを読み込んだ状態で、View-Long Profile を実行してみると、縦断形状を表示する以下の

    ウインドウが開く。

    クリップボードとプリンタ[13]

    表示ウインドウの左上には、クリップボードとプリンタボタンがあり、それぞれ表示され

    ている画像をクリップボードに取り込んだり印刷したりできる。

  • 9

    可視化のコントロール[14]

    設定変更したあと、グラフ上で右クリックして Update を選ぶと設定変更が反映される。

    シフトキーを押しながら図上をドラッグすることで、選択した部分を拡大表示できる。拡

    大した表示は”r”キーで解除できる。

    ナビゲーション[14]

    上図は、View-Bed Profile で表示される断面図である。上部左の-ボタン、+ボタンで表示

    する断面を変更できる。

    データ値[14]

    ウインドウの下部にはマウス位置の値が表示されている。マウスを図にあてることでおよ

    そのデータ値を読み取ることができる。

    データの型[15]

  • 10

    左側のラジオボタンで、表示する要素を選択できる。上図では、観測値、キャリブレーシ

    ョンでの計算値、計算値を選択できる。Flows ボタンを押せば、計算ずみの値のうち必要な

    ものだけを選択できる。

    オーバーレイ[15]

    先の横断面図の左下のチェックボックスを選ぶと、複数の断面について重ねて表示するこ

    ともできる。

    可視化のタイプ[15]

    View メニューには13項目があるが、いくつか代用的なものを以下に示す。ただし、計算

    が終わっていないと表示できないものは空白のグラフになる。

    縦断図

    横断図

  • 11

    水位流量

    Q-WUA

    種の競合

  • 12

    Habef3D 表示

    S.I.曲線[22]

    可視化[23]

    View-S.I.Curves で表示できる。

    インポートとエクスポート[23]

    旧 PHABSIM で作成された S.I.曲線をインポートする機能である。S.I.曲線グラフの右下の

    Inport ボタンを押すと、下のダイアログが開くので、ファイルを選び、必要な魚種にチェッ

    クをつける。エクスポートも同様である。

  • 13

    S.I.曲線の編集は左上の表で行う。

    付録 A – 制限と注意事項[25]

    IFG4 データ[25]

    1行の文字数は500字まででなければならない。

    5つ以上のキャリブレーションデータを含んではならない。

    モデル[25]

    水面形、流速シミュレーションでは STGSQ、MANSQ などの組み合わせが20を越えては

    ならない。

    付録 B – プロジェクトを別のコンピュータにコピー/移動する[26]

    基本的に、データベースファイルをコピーすればよい。不要なプロジェクトを消去してか

    らコピーする場合には、Microsoft Access を使ってデータベースを圧縮した方が良いかもし

    れない。Access のバージョンは97である。

  • 14

    演習2

    水理データのインポートテクニック[28]

    目的[28]

    はじめに[28]

    スプレッドシートで作成された断面データ、ポイントデータのインポート[31]

    新しいプロジェクトを作り IFG4DataSet.ifg をインポートする。

    上端の Xsec0.00、XSec60.00 などのタブはそれぞれ断面を表しており、数値は下流端からの

    距離である。

    表の X は断面の一方の基準点からの距離、Y は下流端からの距離、Z は河床高、Channel Index

    は河道指標である。次の2つの Vel は流速の測定値だが、もし一点で平均流速を測定してい

    るなら Vel(0.2/Mean)のカラムのみに値を入力し、2割水深と8割水深の2箇所で流速測定

  • 15

    しているなら2つのカラムに入力する。次のカラムはマニングの粗度係数。以下、別の流

    量に対する実測流速と粗度係数の繰り返しとなる。

    表の中でセルを選択し、右ボタンクリックすることで、行を追加したり消したりできる。

    左側の Hydraulic Parameters は河川屈曲形状を決めるもの、Habitat Parameters は生息場評価

    のときに必要になる値。詳細は{25, 29-34}など参照。

    Edit WSLsボタンを押すと、キャリブレーションのための水面高データが表示される。右

    岸と左岸、別々に入力できるようになっている。また、キャリブレーション流量として最

    大で5流量分が入力できる。

    既存の PHABSIM IFG データのインポート[28]

    point.pnt, xsec.xed をインポートすることで同じことができる。別のプロジェクトに読み込ん

    でみよ。

  • 16

    演習3

    モデリングのためのデータ準備[32]

    目的[32]

    はじめに[32]

    モデリングのために IFG4 データをインポートする[32]

    Step 1) IFG4DataSet.ifg を読み込んだプロジェクトを開く。

    すべてのキャリブレーションデータへの水面高と流量ゼロ時の水面高(SZF)の設定[33]

    Step 1) WSL ウイザードを開く

    Comp. Q カラムは、各キャリブレーションデータを用いて計算された各断面の

    流量。

    次の3つは、キャリブレーションデータに入力されている右岸、左岸の水面高

    と、その平均値。あらかじめ平均値にチェックがついている。その右は、ユー

    ザが任意に入力可能な水面高。チェックボックスをクリックすることで、キャ

  • 17

    リブレーションに使用する水面高を簡単に切り替えることができるようになっ

    ている。

    Step 3) スライダーを右に動かして、SZF の設定表を表示する。Comp SZF は、断面デ

    ータのうち最も低い値(いわゆる Thalweg)。User SZF はユーザーが任意に入力

    可能な値。SZF は STGQ を用いた水面形計算で有効。SZF が適切かどうかは、

    Thalweg の縦断面図を表示してみればわかる。下流より上流の Thalweg が低く

    なっている場合は、下流の Thalweg を上流の SZF にすればよい。

    この事例では、第 3 断面、第4断面の Thalweg が第2断面より低くなっている

    ため、第 3 断面、第4断面の SZF は第2断面の Thalweg 値とする。

    Step 4) Next ボタンで次にすすむ。

    キャリブレーションデータに対する流量の最良予想値の見積もり[34]

    これは初心者には難しいステップである。特定の断面で実測した流量が、モデル化したい

    区間を代表する流量と言えるかどうか、という問題である。一般に、あまりに遅い流れや

    河床が不整な断面で測定した流量の精度は悪い。サンプルデータの断面毎の Comp. Q の値

    を比べても、かなりの違いがある。もっとも正しそうな流量を見積もる必要がある。また

    別の局面として、精度の問題ではなく、実際に断面間で流量が違う場合がある。例えば、

    1日では調査が終わらず、2日目には流量がやや変わってしまった、といった場合である。

    そうした場合にも、1日目と2日目の流量をあわせて、「渇水時の流量」といったカテゴリ

    でひとくくりのキャリブレーションデータにしたい場合はよくある。

    このような状況に対応するため、PhabWin では、Cal Set という概念を導入している。

  • 18

    Step 1) WSL モデリングウィザードの2画面目(前図)で、Add/Edit Best Q Groups ボタ

    ンを押す。すると、次のダイアログが開く。

    左側には、既にグループ1から4まで表示されているが、これは現在のデータ

    に断面が4つあるからである。そして、デフォルト値としてはグループ1には

    断面1の計算流量、グループ2には断面2の計算流量が設定されている。つま

    り、断面ごとに異なる流量の最良予想値を設定することも想定している、とい

    うことである。さらに、グループ毎に最良流量予想値を、ユーザ入力、全断面

    の平均、選択した断面の平均のいずれかから選択することもできる。各断面の

    計算流量のどの値も最良予測値として受け入れ難ければ、いくつかの断面だけ

    を選択して平均をとったり、User Input で適切な値を設定したりすればよい。

    この操作で、WSL ウイザード2画面目で指定された Cal Set(これがすなわち、

    「渇水時の流量」、「平水時の流量」etc.に相当する単位)別に、複数の最良予測

  • 19

    値のグループを設定することができる。どの断面がどのグループの最良予想値

    を使用するかは、WSL ウイザード2画面目のドロップダウンリストで指定する。

    もちろん、最も単純なデータは、Cal Set 毎に1つのグループしかないデータで

    ある。

    シミュレーションで使用する流量範囲の設定[36]

    Step 1) Next ボタンで次の画面に進む。

    ここでは、シミュレーション流量を入力する。左側の表において、数値を選択

    し、キーボードの数値キーで数字の入力、Delete キーで削除、Insert キーで挿入

    するのが基本的な操作である。

    一方、右側の Multiplier タブでは、実測流量に基づいてシミュレーション流量を

    自動的に生成する。例えば上図では、55.08 という最低流量の 0.5 倍から、265.14

    の 2.5 倍までの範囲のシミュレーションを行う設定になっている。ただし Num

    Flows がゼロのままではいけない。ここに、何段階の流量を生成するかという

    正数を入力する。そして Generate ボタンを押すと、生成された流量が左の表に

    追加される。

    一方、Range タブでは、最低値、最高値、増分を入力してシミュレーション流

    量を生成する。

    Use Calibration Flows In Production Run は、キャリブレーション後のシミュレー

    ションの実行段階にキャリブレーションに用いた流量を含ませるかどうかを指

    定する。キャリブレーション中は、ユーザはこの Flows リストに、キャリブレ

    ーション流量をマニュアル操作で入力しておくことを薦める。その方が観測値

    と計算値の比較がやりやすくなる。

  • 20

    演習4

    水面形モデリング[39]

    目的[39]

    はじめに[39]

    デフォルトのデータベースの設定と水面形(WSL)ウイザードの開始[39]

    Step 1) 演習3に続けて、Next ボタンを押すと、次のダイアログボックスが開く。

    このダイアログを使って、すべての断面、すべての流量に対して何種類かの異

    なった水面形シミュレーションモデルを割り当てることができる。

    全シミュレーション流量・全断面に対する水位-流量モデルの定義[40]

    ここでは水位流量曲線を用いるモデル STGQ だけを使ったモデルを構成してみる。

    Step 1) まず、New ボタンを押す。すると、Add A Model ダイアログが開く。

  • 21

    Step 2) モデルタイプを STGQ、Cross Section(s)では断面1をチェックし、流量範囲を入

    力する。OK を押すと・・

    断面1の全流量範囲に対して STGQ モデルその1が割り当てられる。モデルの

    適用断面や適用流量範囲はこの画面上でも変更することができる。また、Delete

    ボタンを使えばモデルを削除することもできる。

    同じ操作を全断面に対して実行しよう。すると、以下のようになる。

  • 22

    各モデルへのキャリブレーション流量とシミュレーションパラメータの設定[42]

    続いて、キャリブレーションに進む。

    Step 1) キャリブレーションをしたいモデルを選択すると、そのモデルがフラッシュす

    る。その状態で Next ボタンを押すと、次のダイアログが現れる。

    このダイアログは、Cal Set ごとの流量に対して適切な水面高の組み合わせを選

    択することで、水位流量曲線を完成させるようになっている。デフォルトでは、

    入力されているすべてのキャリブレーション流量を用い、最良予想流量と平均

    水面高を用いて水位流量曲線を作成する。水面高についてはユーザが任意の数

    値を入力することもできる。

    Step 2) Next タブを押すと、次の画面に進む。

  • 23

    Modeling タブでは、先に定義したシミュレーション流量に対する計算を行うか、

    キャリブレーション流量に対する計算を行うか、それとも改めてここで指定す

    る流量範囲に対して計算を行うかを決める。

    Optionsタブでは、STGQの計算過程の詳細を出力ファイルに書き出すかどうか、

    回帰式に SZF を含むかどうか、回帰する値として Log を使うか使わないか、設

    定する。

    出力ファイル名は STGSQ.ZOUT であり、PHABSIM がインストールされれいる

    フォルダの Scratch フォルダに出力される。これは、PHABSIM の旧バージョン

    との互換性のために残されている機能である。

    ここで Next を押すと、右下の赤信号が明滅して先に進めない。これは、この段

    階で計算を実行する必要があることを示している。Compute を押して計算を実

    行する。すると、すぐに信号が青に変わる。

    もし Back で前の画面に戻ってデータを変更すると、この画面に戻ったとき信号

    は赤に戻っている。これは、再計算が必要だからである。

    信号が青の状態で Next を押すと、次の画面に進む。

  • 24

    この画面では、水面高の観測値と計算値、そしてそれらの差が表示されている。

    Simulation Flow タブは、まだシミュレーション流量に対する計算(Production

    Run)を行っていないので、空白になっている。

    Back で戻ってパラメータを変更しても良いし、Next を押してモデル選択画面に

    戻っても良い。

    後は、同じ操作を断面2~4に対して繰り返す。

    Step 3) すべての断面のモデルの設定が終われば、モデル選択画面から Finish ボタンを

    押す。すると次のダイアログが開く。

    Step 4) ここで Production Run ボタンを押すと、(うまくいけば)あらかじめ設定されて

    いるシミュレーション流量に対する水面高が計算され、信号が青になる。

    注:エラーメッセージがポップアップした場合は、STGSQ.ZOUT ファイルをチ

    ェックすること!データの整合性がとれていなかったり、不適切な断面配置や

  • 25

    流量選択でシミュレーションが難しかったりすると、この信号を越えるのに手

    こずることになる。PhabWin の作業自体は簡単だが、しっかりデータを見る目

    は必要!

    無事青信号が出れば、Next で断面ごと流量ごとの水面高が確認できる。

    ここまでくれば、View メニューから計算水面高を確認することができる。以下

    は、縦断図を表示したものである。

    この図を見れば、実はこの計算がうまくいっていないことがわかる。つまり、

    この図の左側が下流であるにもかかわらず、高流量時に下流の断面2の水面高

    がその上流に位置する断面3の水面高より高くなってしまっている。

    水面形計算を実行したあと真っ先に確認しなければならないのが、下流の水面

    が上流の水面より低いかどうか、という点である。このような問題の発生への

  • 26

    対応が、PhabWin にいくつか異なるモデルが組み込まれている理由の一つであ

    る。

    全シミュレーション流量・全断面に対する MANSQ モデルの定義[48]

    この節では、MANSQ による水面高の計算を試みる。MANSQ については{44-}参照。

    Step 1) WSL ウイザードから、Delete ボタンを使って先に定義した STGQ モデルを削除

    する。

    Step 2) 次に、MANSQ モデルを同じ流量範囲で各断面に対して定義する。

    Step 3) Next を押すと STGQ とほとんど同じ次の画面が現れる。使い方も同じ。

    Next で次に進む。

  • 27

    Step 4) この画面の左側は STGQ と同じである。右側では、キャリブレーションにおけ

    る流量の使用方法を設定する。First の列には1つだけチェックを入れることが

    できる。Use の行は、任意の数チェックを入れることがでくる。MANSQ では、

    First にチェックを入れた Cal Set を使って粗度係数を求め、Use にチェックを入

    れた Cal Set を使ってβを求める。{44-45}

    Step 5) Next を押すと次の画面が現れるので、ベータの値を入力して Compute ボタンを

    押すことを繰り返すことで、モデルのキャリブレーションを行う。

    ベータの初期値は 0.035 くらいが良い。実行してみると、以下のようになる

  • 28

    まず、高流量時にはぴったりの値になっていることに注意する。高流量で粗度

    係数を求めるために、完全に合致する結果になっている。一方、低流量時にや

    や計算値のほうが大きくなる

    できるだけ誤差が小さくなるようにβの値を変更してみよ。(おそらく 0.009 あ

    たりが最適値になる。)

    他の断面についても同様にキャリブレーションを行う。いずれにせよ、適当な

    ところで手を打たねばならない。

    Step 6) Production Run まで実行し、縦断図を調べてみよう。きちんと下流に行くほど水

    面が低下しているだろうか?たぶんそうできなかっただろう。この計算区間は、

    上流ほど河床が下がっていることからわかるように、背水部になっている。そ

    のような場所では、1つの断面だけに注目して水位と流量の関係を求めようと

    する STGQ や MANSQ では対応できないことが多い。そろそろ WSP の出番で

    ある。

    全シミュレーション流量・全断面に対する単純な WSP モデルの定義[53]

    注目する断面の情報だけから水位と流量の関係を導こうとする STGQ や MANSQ に対し、

    WSP は、他の断面との関係を考慮しながら水面高を求める。

    Step 1) WSL ウイザードで MANSQ モデルを削除し、WSP モデルを適用してみよう。

    WSPは STGQやMANSQと違い、複数の断面に対して適用しなければならない。

    次の図では、4つの断面全体に1つの WSP モデルを適用している。

  • 29

    Step 2) Next を押して次に進む。WSP では区間内で流量変化はないと考えるので、流量

    を指定する断面は1つだけである。一方、水面高のキャリブレーションデータ

    に何を選ぶかは、全断面の全流量に対して指定する必要がある。

    Step 3) Next で次に進む。

  • 30

    この画面では、まず粗度係数を求めるための初期 Cal Set を選択する。ここでは、

    高流量時に問題があることがわかっているので、高流量でキャリブレーション

    することにしよう。

    Step 4) Next を押して次の画面(WSP Modeling Options)では、計算のオプションが設定で

    きるが、このオプションは十分経験を積むまではさわらない方がよい。デフォ

    ルトのまま Next を押す。

    Step 5) この画面では、試行錯誤で粗度係数の値を求めてゆく。粗度係数にはデフォル

    トで 0.045 という値が入っている。手順としては、まず、最下流の2断面につ

    いて注目し、どちらも同じ値を保ったまま変化させて、Compute を繰り返すこ

  • 31

    とで、第2断面の誤差を小さくしていく。0.057 まであげると第2断面の誤差は

    ゼロになるだろう。次は、第3断面の粗度係数だけを変化させて第3断面の誤

    差をゼロに・・、という作業を全断面に対して繰り返していく。常流の水面形

    は下流で決まるため、このように下流側からキャリブレーションしていく。第

    1断面については自動的に誤差はゼロになるので、第2断面と同じ値にしてお

    くのである。

    Step 6) 最終的に、すべての断面の誤差がゼロになれば、Next ボタンで次に進む。次の

    画面では、他のCal Setの誤差を小さくするため、粗度修正子(Roughness Modifier)

    を調整することになる。

    この画面では、最初のタブは先ほどキャリブレーションした最高流量の結果が

    表示されており、誤差もゼロになっている。次のタブを開くと、Roughness

    Modifier の数値と、Include チェックボックスがある。今度は Roughness Modifier

    を少しずつ変更して、全断面に対してもっともよく水面高が合致するようにす

    る。この例では、1.1 程度が最も良い。Include チェックボックスは、この粗度

    修正子を使用するかどうかを指定するものである。

    最終的には、Q139 に対して 1.15、Q75.2 に対して 1.2 程度はどうだろう。縦断

  • 32

    図を描いて見ればよい。

    Step 7) Nextを押すと、次の図のように粗度修整子と流量の関係が図示されるはずだが、

    現在機能していない。いずれにせよ、このグラフは下図のようにほぼ直線を描

    いて減少するのが正しい。

    さらにこの画面では、最下流における水位をどのように与えるかを左上の WSL

    Model ラジオボタンで指定する。WSL は下流側から上流に向かって水面高を計

    算するため、最下流の水面高は別の方法で求めてやらないといけない。そこで、

    最下流の水面高を水位流量曲線、マニング式、あるいはユーザが指定する水面

    高のいずれかで与えるよう指定する。

    Step 8) ここで何を指定するかによって、Nextを押した後の画面が変化する。ここでは、

    水位流量曲線(Stage Discharge)を選んで Next を押してみよう。すると、STGQ の

    時と同様、水位流量曲線を定義する画面が現れる。

  • 33

    Step 9) 良ければ Compute を実行して Next。次の画面では粗度修整子と流量の関係が表

    示される。妥当なら Next。

    Step 10) ここで、縦断図なども使いながらキャリブレーション結果のデータを詳細に確

    認し、大丈夫だと判断すれば Next でモデル選択画面に戻る。そして Finish ボタ

    ンを押し、さらにProduction Runボタンを押してシミュレーションを実行する。

    万一エラーが出るなら、STGQ と同様、WSP.ZOUT ファイルを確認すること。

    計算がうまくいったなら、縦断図を見てみよう。どうだろう。今度は下流にい

    くほど水面高は低下しているのではないだろうか?

  • 34

    今度は、高流量時の計算はうまくいった!ただし、よく見ると、低流量時は

    STGQ や MANSQ の方がよく合っていたのではないだろうか。そのような時は、

    モデルを組み合わせて使用すればよい。ここらでいったん結果を保存して次へ

    進もう。

    全シミュレーション流量・全断面に対するモデルの混合使用(ちょっとやってみるだけ)[63]

    Step 1) 再び WSLウイザードを使用し、WSP利用の最低流量を 200に変更してみよう。

    すると、次の図のように WSP のカバーする範囲が縮小した様子がグラフィック

    で表示される。

    Step 2) 次に、New ボタンを使って 25 から 100 に対して STGQ を、101 から 199 に対し

    て MANSQ モデルを定義してみよう。次の図では、断面1,2に対してはその

    ように設定し、断面3については STGQ、断面4に対しては MANSQ を設定し

    てみた。

  • 35

    このように、PhabWin では流量範囲ごと、断面ごとに自由に使用するモデルを

    割り当てることで精度を高めることができる。ただし、使用するモデルを増や

    せばそれだけキャリブレーションの手間も増えることは当然である。

    水面形データを含む IFG データのインポート[64]

    Step 1) ここで、水面形の計算結果を含んだ IFG ファイルのインポートを試しておこう。

    現 在 の プ ロ ジ ェ ク ト を 閉 じ 、 新 し い プ ロ ジ ェ ク ト を 作 成 し て 、

    IFG4WSLDataFile.ifg をインポートする。

    Step 2) WSL ウイザードを開いて、モデル設定画面まで進むと、次のようになっている

    はずだ。

    このように、WSL が計算済みの IFG ファイルを読み込むと、読み込んだ値その

    ものを“モデル”による計算結果と同様に扱う。Finish を押し、Production Run

    も同様に実行する。

  • 36

    演習5

    流速モデリング[66]

    目的[66]

    はじめに[66]

    デフォルトのデータベースの設定と流速(VEL)ウイザード[66]

    Step 1) ここでは、演習の進行上、水面形までの結果を揃えるために、新たにプロジェ

    クト“VelLab”を作成し、IFG4WSLDataFile.ifg を読み込んでおこう。読み込ん

    だら、WSL ウイザードの Production Run を実行しておく。

    Step 2) 次に Velocities ウイザードを選ぶと、WSL ウイザードとよく似た画面が開く。

    この例では、キャリブレーション流量は3組ある。この3組をどう使うかには、

    いろいろ選択肢がある。例えば、高流量のキャリブレーションデータは 200~

    1250cfs のキャリブレーションに使い、中流量のデータは 199 から 80cfs、低流

    量のデータはそれ以下、というように、ある流量範囲に一つのデータを用いる

    こともできるし、3つのデータ全部を使って全流量・全断面のキャリブレーシ

    ョンを同時に行うこともできる。

    3つのキャリブレーション流速から回帰する方法[67]

    Step 1) New ボタンを押して、全断面に対し、15~1250 の流量範囲を設定しよう。

  • 37

    Step 2) OK を押し、モデル選択画面に戻ったら、Next を押す。

    すると、キャリブレーション流量を選択する画面になるので、全部を選択する。

    3流量を選択すると、{58}の方法で流速を計算することになる。

    Step 3) Next を押すと、オプション設定画面になる。

  • 38

    どの値を選ぶべきかは{58}参照。オプション画面が3画面続く。ここではデフ

    ォルトで進む。

    Step 4) この画面まで進んだら Compute し、信号が青になったら Next。

    計算結果が表示される。この段階で、View-Bed Profile から流速の横断分布を

    見ることができる。

  • 39

    この結果は大変良いというほどではないが、悪くもない。

    Step 5) Next でモデル選択画面に戻り、Finish して Production Run を実行。

    Step 6) あらためて、Bed Profile で Flows ボタンから表示すべき流量を選び、Modeled

    を選択してみる。

    すると、高流量時に岸近くで非常に高い流速が計算されている部分があること

    がわかる。これは面白くない。この図をクリップボードボタンでコピーし、ワ

    ードなどに貼り付けて、他の計算結果と後で比べてみよう。

    高流速を使ったキャリブレーション法[71]

    Step 1) もう一度 Velocities ウイザードを起動し、キャリブレーション流量選択画面まで

  • 40

    進もう。今度は、最大流量だけをキャリブレーション流量として選択し、全工

    程を再度繰り返して Production Run まで実行する。まず、キャリブレーション

    流量を表示してみる。

    今度は最大流量だけでキャリブレーションしたので、グラフでも最大流量だけ

    に値がある。この段階では、3流量を使用したキャリブレーションとは大きな

    違いはない。

    Step 2) 次に、シミュレーション流量を表示してみる。

    ここでは、画面左側の水際にあった高流速がなくなっている。

    これも Word に貼り付けておこう。

    Step 3) さらにもう一つ試しておく。もう一度 Velocities ウイザードを起動し、今度はマ

  • 41

    ニングの粗度係数の上限値を 0.035 に設定してみよう。もう一度縦断図を表示

    させると、次のようになる。

    なぜこのような変化が起こったのか?この計算と、一つ前の計算とで、粗度係

    数の横断分布を表示させてみれば違いがわかる。このあたりの詳細は{55}あた

    りを参照せよ。

    複数のキャリブレーション流速を組み合わせて使用する方法[73]

    Step 1) Velocity ウイザードを起動して、3つの流速モデルを作成する。最初のモデルは、

    全断面に対して、15から75.2の低流量範囲に対して割り当てる。粗度係

    数オプションは使用しない。2つめのモデルは、全断面に対して75.2から

    139の中流量範囲に対して割り当てる。粗度係数オプションは使用しない。

    最後のモデルは、全断面に対し、139から1250の高流量範囲に対して割

    り当てる。Cal Set はそれぞれの流量に対してそれぞれ適切な流量を1つずつ割

    り当てる(低流量に対して Cal Set 3(75.20), 中流量に対して Cal Set 2(139.00), 高

    流量に対して Cal Set 1(250.00))。Finish を押し、Production Run を実行する。

    Exit で Velocity Wizard を終了し、今度は、結果をデータベースに保存する。ま

    た、比較のため、断面の流速図を WordPad に貼り付けておく。

    個々のセルにマニングの粗度係数を設定する方法[74]

    Step 1) 最後に、まったく違う方法を試してみよう。全断面に対し、流量15から12

    50をカバーする単一のモデルを、粗度係数に制限をかけないで作る。Cal Set

    には3番のみを選択し、結果を計算する。次の画面では、測定値と計算値の比

  • 42

    較が出ているので、28番目の測点を調べてみよ。

    観測値は 1.7 なのに、計算値は 2.07 になっている。そこで、測点28の粗度係

    数を調整してみよう。Velocity ウイザードを脇によけ、下に表示されている Raw

    Data Input 画面で測点28を出してみる。Set 3 の粗度係数に 0.043 を入れてみよ

    う。値を入れた後、別の空白セルをいったん選択しないと正しく動かないので

    注意する。Velocity ウイザードを引き出し、Back で戻ってもう一度 Compute ボ

    タンを押す。Next で次に進むと、今度は28測点の値は,1.69 になっている!つ

    まり、データで粗度係数を入れておけば、流速計算で利用される、ということ

    である。この機能は、特に水際部の流速を制御したいときに便利である。

    これまでのWordPadに貼り付けた結果を比べて、どの方法が最も適しているか考えてみよ。

    また、計算過程の細部の値を調べたければ VELSIM.ZOUT ファイルを見ればよい。

  • 43

    演習6

    PhabWin における SI 曲線、生息場モデリング、時系列モデリング[76]

    目的[76]

    HABTAE, HABEF と時系列解析について実習する。

    はじめに[76]

    デフォルトデータベースの設定[76]

    Step 1) 演習5で作成したプロジェクト VelLab を使用する。ここに記載の順で演習をし

    ていれば、「複数のキャリブレーション流速を組み合わせて使用する方法」の結

    果が保存されているはずである。

    既存の FISHCRV データの PHABSIM からのインポート[76]

    Step 1) View-S.I. Curves オプションを選択する。ダイアログの右下にある Import ボタ

    ンを押す。Browse ボタンを押して、FishCurves.crv ファイルを選択する。する

    と、チェックボックスが現れるので、全部選択して OK を押す。

    Step 2) それぞれの魚の S.I.曲線については、リストを選択すると画面に表示される。

    コピーや消去、データの変更がどうグラフに反映されるかなど、いろいろ試し

    てみよう。

    HABTAE モデリングウイザード[78]

    Step 1) Habtae モデリングウイザードをメニューバーから選択すると、利用可能な S.I.

    曲線が表示される。ここでは、Mountain Whitefish と Brown Trout の全種類を選

    択して次に進む。

  • 44

    Step 2) 次の画面では、出力ファイル HABTAE.ZOUT に何を出力するかを設定する。

    ここでは、このまま Next を押す。

    Step 3) 次の画面では、計算オプションが設定できる。{85-95}

  • 45

    Step 4) ここではこのまま Next。

    Step 5) 次の画面では、合成適性値の最低値を設定できる。この最低値を下回るセルの

    面積は利用可能生息場に含まれない。ここでは、規定値のまま次に進む。その

    次の画面もそのまま進む。

    Step 6) 次の画面では、特定の種や成長段階に対して流速について特殊な扱いをする設

    定ができる。デフォルトは、すべて同じ扱いである。

  • 46

    Step 7) 前の画面をデフォルトのまま進めば、次の画面は以下のようになり、平均流速

    を使うか吻端流速を使うか、などが選択できる。

    Step 8) 前の画面で他の2つの選択肢を選べば、この画面は以下のように変わり、種毎

    にこれらの値が設定できる。

    この演習では、デフォルトのまま先に進む。

    Step 7) オプション設定の最後の画面は、吻端流速に関するパラメータを設定するもの

    である(Given なら水深平均流速)。ここではデフォルトで先に進む。

  • 47

    Step 9) これで、生息場計算ができるようになった。Production Run ボタンを押す。設定

    条件によっては少し待たされるかもしれない。

    青信号になったら先に進む。

    この画面では、計算結果を断面ごと、また区間全体(Reach)について調べること

    ができる。いろいろ調べてみよう。調べ終わったら、Exit でウイザードを閉じ、

    結果を保存しよう。

    HABEF モデリングウイザード[86]

    前節で、基本的な解析はできた。ここでは、HABEF ウイザードを使って色々な解析を試し

    てみよう{98-114}。

    Step 1) HABEF ウイザードを選ぶ。この解析オプションの詳細については、講義マニュ

    アルの第 6 章をよく読んでほしい。ここではデフォルトのまま Compute ボタン

    を押し、先に進む。

  • 48

    Step 2) 次の画面は、ドロップダウンリストで選択した魚種についての有効生息場の結

    果である。HABTAE におけるシミュレーション流速の段階数をnとすると、n

    ×n行列の結果が生成される。

    左上のクリップボードボタンを押せば、結果がクリップボードにコピーされる

    ので、2つの魚種を選んで Excel に貼り付けてみよ。

    Step 3) 次の画面は、種間の関係を比較するためのより詳しい結果の表示である。最初

    の列(Sp1>Sp2)は、種#1 の合成適性値が種#2 より大きな値となったセルの面積

    である。第二列(Sp2>Sp1)はその反対、第三列は等しいケース、第四列は、種#2

    の合成適性値はゼロで、種#1 にのみ値があるケース、第五列はその反対である。

    Step 4) Exit で Habef を抜け、結果を保存する。View を使っていろいろな結果の表示を

    試みてみよ。また、Excel に貼り付けたデータを csv で保存したものは、

    WinHabTime 時系列解析でも利用できる。

  • 49

    演習7

    WinHabTime 時系列モジュール[90]

    目的[90]

    はじめに[90]

    講義マニュアルの第6章をよく読むこと。

    WinHabTime プログラムには Data Tools, Define BSPeriods, Develop Composite Curves, Habitat

    Time Series の4つの解析モジュールが含まれている。

    データツール群[90]

    キーボードからの入力[91]

    Step 1) WinHabTime モジュールを起動する。Data Tools を選択し、Keyboard input を選

    ぶ。まず、Enter the Number of Discharges ボタンを押し、10 と入力する。

    Step 2) 続いて、Enter Total Number of Species/Lifestage ボタンが現れるので、上記と同

    様に 3 と答える。

    Step 3) 次に、種と成長段階の名前を入力するように求められる。ここでは、coho

    spawning, coho adult, coho juvenile と順番に表示されるダイアログに1つずつ入

    力しよう。

    Step 4) 次に、Proceed With Data Entry ボタンが表示されるので、クリックする。すると、

    10 行の流量と、それに対する WUA を入力する表形式の画面が表示される。列

    や行の幅は Excel のような操作で変更できる。ここでは、とりあえず適当な値

    を入れておいて先に進もう。

  • 50

    Step 6) データをすべて入力したら、右下に Save Data and Exit ボタンがある(隠れてい

    るかもしれないのでウインドウを拡大する)ので、これを押す。すると、デー

    タベースファイルを保存するダイアログが出るので、適切なフォルダを選んで

    junk.mdb とでも名前をつけて保存する。保存されると、あらためて表形式のデ

    ータが表示され、Plot Active Table ボタンが現れるので、これを押してみよう。

    表示されたグラフ上で右ボタンをクリックすると、いろいろなメニューがあら

    われる。いろいろと表示を試したら終了しよう。

    PHABSIM の Zhaqf ファイルのインポート[92]

    旧 PHABSIM の WUA と流量の関係を含んだ ZHAQF ファイルを読み込むことができる。ま

    た、5個までの ZHAQF ファイルを読み込んで組み合わせることもできる。

    Step 1) Data Tools メニューから Import ZHAQF File を選択する。すると、正しいフォー

    マットのデータを入力するよう警告が表示されるので、OK する。

    Step 2) すると、データ入力画面が現れる。

    Step 3) 左上で例題ファイルの入ったフォルダを選択する。

    Step 4) 例題ファイルから LowFlowZhaqf.txt を選んで Add File to Import List ボタンを押

    す。同様にして、HighFlowZhaqf.txt もリストに加える。

    現状では、複数のファイルを入力する場合には流量範囲が重なっていてはいけ

    ない。また、少ない流量のファイルから読み込まなくてはならない。

    Step 5) Process Selected Files ボタンを押し、出力ファイルとして先と同じ junk.mdb ファ

    イルに上書きしてみよう。上書きが終わるとデータが表示されるので、じっく

    り見てみよう。見終わったら Exit。

    流量-WUA 表のインポート[93]

    このメニューでは、表計算ソフトで作られた WUA データをインポートする。このような場

    面は、流量範囲に重複がある WUA の計算結果を Excel でつなぎあわせて1つのデータセッ

    トにしたような場合によく出会う。あるいは、異なる区間の計算結果を結合するような場

    合もあるだろう。データの形式については HabitatMatrixExample.txt を見よ。

    Step 1) Import QvsWua Matrix を選ぶ。データ形式についての警告がでるので OK する。

    後の操作は Zhaqf ファイルのインポートと同様である。

    有効生息場表(Effective Habitat Matrices)のインポート[93]

    これは、PhabWin の Effective Habitat モジュールを実行した結果を保存した、複数の種に対

  • 51

    する有効生息場の計算結果をインポートするものである。

    Step 1) Data Tools メニューの Import Effective Habitat Q1vQ2 オプションを選択する。結

    果を保存するファイルを聞かれるので、この演習では Lab7EffHab.mdb と入力し

    よう。

    Step 2) インポートする種/成長段階の数を入力するよう促されるので、ここでは 2 を

    入力する。最大 50 まで入力可能である。

    Step 3) 続いて、流量の数を入力する。もちろん、インポートしようとする複数のデー

    タファイルの流量区分は同じでなければならない。この演習では 7 と入力しよ

    う。

    Step 4) 次に、プロジェクト名を入力する。ここでは Lab Seven としておこう。

    Step 5) 次に、1つめのデータの種名を入力する。ここでは、Mountain Whitefish Adult

    と入力する。するとファイル名が求められるので、MountainWhiteFishAdult

    EffHabitat.csv ファイルを入力する。同様に、2種類目には Brown Trout Adult と

    BrownTroutAdultEffHabitat.csv を入力する。

    Step 6) Finished と表示されているフォームを閉じる。

    これで、生物学的に重要な機関の定義などの以下に説明されているプロセスに

    進むことができる。

    生物学的に重要な期間(Biological Significant Periods; BPS)の定義[94]

    このメニューオプションは、種の成長段階ごとに年間 365 日に対して重要な機関を設定す

    るものである。

    Step 1) Load Existing Habitat Database を選ぶ。QvsWUAHabDatabase.mdb を選択する。

    Step 2) Define BSPeriod for Active Data Base を選ぶ。

    表示された画面で、まず、Define Number of BSPeriods ボタンを押して、この演

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    習では 4 と入力する。

    Step 3) Start と End が2組あるのは、年をまたぐ期間を定義するには、12 月 31 日まで

    の期間と、1 月 1 日からの期間に分けて入力しなければならないからである。

    年をまたがない場合は左側だけ入力すればよい。

    BSPeriod 1 を選び、1/1~3/31 を設定する。続いて、Chinook Fry を選択し、Add

    ボタンを押す。Chinook Juvenile, Chinook Spawning も Add しよう。

    続いて、Append Data for This BSPeriod to DataBase を押し、保存するファイル名

    を TestBSP.mdb とする。

    同様に、4/1~7/30 を Coho の全成長段階について定義、7/1~9/30 を全種の fry

    に対して定義、10/1~12/30 を全種の fry 以外の成長段階に対して定義する。

    複合曲線の定義[96]

    Step 1) メニューから Load Existing Habitat BSPeriod DataBase を用いて、ファイルを開く。

    ここでは ExampleBSPDatabase.mdb を開く。

    Step 2) メニューから Curve Manipulation を選択する。最初の BSPeriod のチェックボッ

    クスをクリックすると、そこで定義されている魚種/成長段階が右側のボック

    スに表示される。(この魚種名の左側にあるチェックボックスは機能していな

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    い。)

    Step 3) Normanize Curves を選択してみよう。自動的にグラフが表示される。グラフを

    閉じると、結果が表に表示されている。他の Transformations も選択してみよう。

    重み係数が必要な場合にはそれを入力するウインドウが表示される。

    Step 4) 一通りすべての BSPeriod に対して操作しないと、Write Result to Database ボタン

    は機能しない。

    生息場時系列[98]

    このオプションは、BSPeriod 型データーベース(すなわち、wua, effective habitat, composite

    curve)を用いて、生息場時系列を生成する。また、いろいろなパラメータについて時系列

    解析を行い、20 までの時系列を比較することができる。

    Habitat Time Series (生息場時系列)[98]

    流量シナリオファイルと生息場データベースを用いて日単位の時系列を計算する。流量シ

    ナリオファイルのフォーマットの例は、FlowScenario01.txt を見よ。

    Step 1) メニューから Habitat Time Series を選択する。まず最初に、流量ファイルを入力

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    する。Select Flow File ラジオボタンをクリックするとデータ入力画面が出るの

    で、FlowScenario01.txt を選択して Select Displayed File をクリックし、Import File

    For Analysis ボタンを押す。

    Step 2) 次に、単位系を指定する。ここでは cubic/feet/second を選択する。

    Step 3) 次に、Find Years of Record ラジオボタンをチェックする。

    Step 4) すると、流量ファイルの年度が表示されるので、解析する範囲を指定する。こ

    こでは、28~38 を選択する。

    Step 5) 次に、Import a BSPeriod Database をクリックする。BSPCurveTransform.mdb ファ

    イルを選択する。このファイルは、ExampleBSPDatabase.mdb の WUA と、利用

    できる限りの複合曲線解析を適用して作成したものである。

    下部中央のボタン群で表示したいデータを選ぶと、表にデータが表示されると

    同時に、右側に出力可能な時系列の項目が表示される。次のステップで右側の

    ラジオボタン群で時系列を作成することになる。

    Step 6) 右側のラジオボタンの一つを選ぶと、まず出力データベースファイル名を入力

    することになる。また単位系を指定する。ここでは、単位は CFS、ファイルは

    WuaTimeOut1.mdb としておく。計算には少し時間がかかる。終了すれば Exit

    ボタンを押せばよい。

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    生息場時系列から特徴を引き出す[99]

    Manually Compute Habitat/Flow Metric Summaries オプションでは、生成した時系列データベ

    ースファイルを使って色々な標準生息場時系列計算を行う。

    Step 1) Manually Compute Habitat/Flow Metric Summaries オプションを選ぶ。データベー

    ス選択画面になるので、前節で作成した WuaTimeOut1.mdb を選択する。

    このデータベースに格納されている BSP と、それに対して計算される項目が表

    示されるので、普通はすべての組み合わせを実行していく。表に表示される-999

    は、その BSP に対してその種が関係していないことを示している。

    Step 2) 計算が終わると、左下のボタンから超過曲線や時系列のグラフが表示できるよ

    うになる。時系列を表示して、左ボタンでグラフの範囲を選択すれば、その部

    分が拡大表示される。元に戻すには、マウスを右クリックし、Undo zoom を選

    択する。

    Step 3) すべての BSP に対して処理しないと Save Data ボタンが機能しない。全部を処

    理して、ManComputeOut1.mdb に保存しよう。

    Batch Compute Habitat/Flow Metric Summaries オプションを用いれば、以上の計

    算をユーザの入力なしに実行する。このオプションを実行するには、先と同じ

    入力ファイル(WuaTimeOut1.mdb)を指定すればよい。

    時系列要約表を比較する[100]

    Compare Time Series Summary Tables オプションは、14個までの時系列を表形式やグラフ形

    式で比較できる。

    Step 1) Compare Time Series Summary Tables オプションを選択する。まず、比較するシ

    ナリオの数の入力が求められるので、ここではデフォルトの 2 を入力する。

    Step 2) 適切な時系列要約表を入力すると、利用可能なデータ表が上部右のテキストボ

    ックスに表示される。ここからデータ表を選択し、表示したい項目を下の8つ

    のテキストボックスの中から選択する。Chinook Fry と MinDialySumBSP1 を選

    択しよう。下部の Process Selected Data Button を押せば結果が表示される。

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