水文研究室
●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要| ＜河川部＞ |
水文研究室
●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要
平10〜平13
担当者 ： 金木誠、深見和彦、松浦直、廣瀬葉子
河川計画・管理において、河川流出特性を把握し予測することは基本的な要件である。しかし、河川流域は改変を不断に受けるとともに、流量観測値のない中小河川等では単純ではあるが課題も残されている合理式に依存する事例も多く、健全な水循環系を確保しながら河川計画・管理を最適化していく際の障害となっている。本研究は、総合的な流域管理に資するため、情報化社会の進展とともに整備が進みつつある国土情報を有効に活用した「将来予測型」の水文循環解析手法を開発することを目的とする。12年度は、土木研究所が開発中の2つの対照的な分布定数型流出モデルを改良し、実流域での他の手法との精度比較を通してモデリング手法やパラメータ設定に関する問題点の抽出を行った。
研究期間：平11〜平14
担当者 ： 金木誠、深見和彦、松浦直
近年頻発する中小河川での洪水水害を軽減・防止するためには、気象・水文現象の現況を迅速かつ的確に把握し、それによる出水規模がどの程度既往の事例と比較して危険なものであるか、どの支川筋が危険なのかを迅速かつ的確に判断するための河川流況予測支援システムが必要である。また、従来の治水・利水に対し健全な水循環系の確保の概念を取り入れるために、低水や中小洪水も含む河川流況の精度の高い予測と管理が必要とされる。本研究は、GIS技術等の先端技術を活用して河川流況予測技術の高度化を図ることを目的とする。11年度は、水文資料が必ずしも十分でないことが多い中小河川での利活用を念頭において、ＧＩＳ等を活用した洪水予測システム構築に関する初期検討を実施した。
研究期間：平11〜平13
担当者 ： 金木誠、深見和彦、松浦直、廣瀬葉子
本研究は、国土マネジメントにおいて重要な、流域全体を対象とした効率的・効果的及び迅速な流域水文情報や河川管理情報の収集技術開発を目的として、人工衛星利用技術の有効活用に関する検討を行うものである。平成11年度は、流域水循環現象の監視及び河川管理情報の把握において現状での課題の抽出及び、文献収集等を通した航空宇宙技術の技術現況調査から、衛星利用技術の現状での適用可能性を整理した。また、テストサイトでの衛星及び航空機によるリモートセンシング情報と河川管理情報（土地被覆、地形・被覆の高さ）との関連に関する現地予備調査を行った。その結果、衛星利用技術の河川管理への適用性についての課題と、解決策をとりまとめ、平成12年度以降の研究の基礎的な資料を作成した。
研究期間：平11
担当者 ： 金木、深見、松浦直
情報通信技術の急速な発展を背景として、各種情報データベースの作成及び情報提供・公開など情報基盤の整備・利用が進んできている。しかしながら、これまでの情報基盤システムは、各機関が個別の目的に沿って構築しているため、データやアプリケーションの汎用性が少なく、今後の利用拡大を図るうえでこのことが課題となっている。本調査は、国土管理のための情報基盤システムを構築するにあたり、その効率的かつ有効なシステムのあり方に関して検討を行うものである。11年度は、国土管理に関する国内外の先進的なシステム化事例を調査し各種先端技術の利用可能性を調査することにより、我が国の国土管理に求められるシステム基盤の基本的なイメージを明らかにした。また、現状の技術開発レベルを考慮して、今後、技術開発が望まれる内容に関して整理を行った。
研究期間：平９〜平12
担当者 ： 金木誠、深見和彦、松浦直、廣瀬葉子
河川・ダム流域内の水資源賦存量評価や融雪出水予測の精度向上に必要となる積雪物理量の空間分布を把握することによって、豪雪地帯における雪の有効利用と災害防止を図ることは重要な課題である。本研究は、全天候型のマイクロ波センサを活用して積雪物理量の空間分布を観測する手法を開発し、その精度と限界を明らかにすることを目的とする。11年度は、(1)カナダ国RADARSAT衛星搭載の合成開口レーダ(SAR)画像と同期した地上積雪観測及びこれまでに得られた観測データに基づく積雪のマイクロ波応答特性の分析、ならびに(2)森林被覆・山岳域における積雪情報抽出可能性の検討を実施した。
研究期間：平11〜平13
担当者 ： 金木誠、吉谷純一、鈴木俊朗
本調査は、水文観測の精度を個々の地点での観測精度ではなく、河川計画策定目的のための観測ネットワークとしての精度として捉え、個々の観測誤差と最終的な計算流量値の誤差との関係を明らかにし、観測ネットワーク及びデータチェック体制の見直しに資することを目的とする。平成11年度は流量観測の仮想の変動と確率流量の関係を40−60年間の年最大流量の極値を用いて分析し、リターンピリオド100年の流量値は、既往最大流量のみに与えた変動幅の約半分程度となることが判明した。
研究期間：平９〜平11
担当者 ： 金木誠、吉谷純一、松浦達郎、中島隆信
本調査は水利用及び水質の各視点から、水資源開発や高度水利用といった各種施策が流域全体の水利用や物質の循環に与える影響・効果を表示するシミュレータを開発し、それを河川管理施策に反映させる手法を提案することを目的とする。10年度までに、利水安全度を正確に評価するための疑似流量発生方法、統計処理単位、水収支などの不確実性を処理する手法と残流域の扱い方の比較検討を行った。11年度は、これらの結果を組み込み、各種代替案が水量と水質に及ぼす影響を簡単に解析できるような流域管理シミュレータのプロトタイプを作成を行った。
研究期間：平11〜平14
担当者 ： 金木誠、鈴木俊郎
流域は土壌・植生・河道といった多数の要素により構成されていると見なせる。ここで、各要素の状態は外力としての気象、隣接する要素間で相互に及ぼし合う影響等により、複雑な過程を経て変化する。流出現象をモデル化する場合、こうした複雑なプロセスのいくつかは省略または簡略化される。そのため、流出解析の再現性・信頼性には一定の限界がある。従って流出解析の結果は、その信頼性を把握した上で治水計画・流域管理に反映させることが望ましい。
そこで本調査では、解析条件（開発・森林伐採など）に応じて、主に既存の流出モデル（貯留関数法、分布型流出モデルなど）を構成・統合し、信頼性を評価しつつ活用・解析するシステム「洪水流出シミュレータ」の開発を行う。
研究期間：平11〜平14
担当者 ： 金木
渇水時に表流水量が減少し、表流水の供給量が利水需要に対して著しく不足している場合、地下水利用量が急激に増加する傾向が見られる。平成6年渇水時にも地下水利用量が増加し、地下水位が低下する例が各地で見られた。
渇水被害を軽減･回避する手段には地下水揚水調整･節水等が考えられ、渇水に対する安全度を向上するには利水ダム・地下水涵養等が考えられる。こうした各手段について費用・リスクを適切に評価し、各手段の合理的な負担配分を渇水規模に応じて提示することは、流域管理を行う上で重要である。
上記の観点から、地下水揚水・涵養の量および手法に応じて、効果・リスクがどのように変化するかを評価するシミュレータを開発し、地盤沈下・塩水化等を回避・抑制しつつ、合理的な地下水活用・管理手法の策定に資する調査を行う。
研究期間：昭59〜
担当者 ： 金木誠、新行内利隆、松浦達郎
本調査は、河川等の流量観測に使用する流速計について、一定の精度を維持するため、流速計の定期的な検定を実施するものである。11年度は、各地建から依頼された１５５台の流速計について検定を実施し、検定不能台数３台を除く１５２台について検定書を発行した。
研究期間：平５〜
担当者 ： 金木誠、吉谷純一、松浦達郎、新行内利隆
本調査は、近年の河川流速観測技術の進歩を背景として、流量観測精度の改善及び省力化を図り、流量観測技術の向上に寄与することを目的としている。
11年度は、新しい観測技術の評価を目的として、土木研究所構内にある流速計検定施設において、PIV法とオプティカルフロー法という２種類の画像解析による流速計測法、超音波及び電波流速計の計4計測法の流速測定精度調査を行った。その結果、オプティカルフロー法を除いて流速1.0〜5.0m/sの範囲においては実用上十分な測定精度を有していることが確認された。また、これら4計測法による測定値は、風によって大きく影響される可能性があることが分かった。なお、本研究成果は共同研究「非接触型流速計測法の開発」（H11〜13年度）における研究成果の一部である。
研究期間：平11〜平14
担当者 ： 金木誠、吉谷純一、鈴木俊郎
流量計画は河川計画の根幹となるものであり、本調査は流量計画手法をより合理的かつ信頼性の高いものにするために必要な諸検討を実施するものである。
流量計画では統計解析、流出解析といった手法を適用するが、各流域の水文特性に応じて個別に設定される解析結果、解析手法･条件、モデル定数等及び解析結果が、異常な設定や結果となっていないことをチェックする必要がある。
そこで、今年度は計画高水流量が過大（または過小）評価されていないかチェックするため、全国流域の比流量から比流量曲線式を求めるシステムを開発した。
研究期間：平11
担当者 ： 金木誠、吉谷純一、鈴木俊朗、松浦達郎
水位流量曲線式（ＨＱ曲線式）の決定は、河川の高水計画の基礎となる極めて重要な作業であるが、水位流量観測値、横断面測量結果等の照合や別の観測所のデータとの比較検討を繰り返し行なう熟練技術者による複雑且つ総合的な判断に依っているのが実状である。しかしながら、減少する資源の状況下で、過去のように熟練技術者による総合的な判断に頼ることは困難になってきている。
このため、土木研究所では、このHQ曲線式策定過程における熟練技術者の経験を取りまとめ、フローチャートとして作成し、実用化への適用性について研究を行ってきた。本調査は、この研究成果を踏まえ、HQ曲線式のさらなる精度向上と照査業務の簡素化に資するシステムの開発を行ない、将来にわたってのデータの精度確保を目指すものである
研究期間：平10〜
担当者 ： 金木誠、吉谷純一、中島隆信
本調査は水利用及び水質の各視点から、水資源開発や高度水利用といった各種の開発／マネジメント施策が流域全体の水利用や物質の循環に与える影響・効果を表示するシミュレータを、実際の流域に適用した。それを実際の河川管理施策に反映させることのできるようにシミュレータを改造し、意志決定の支援に役立てる方法を検討した。さらに、地球環境変化等の外的環境変化の影響、各種開発／マネジメント代替案のシナリオを作成し、それらの水量・水質への影響を評価した。
研究期間：平10〜
担当者 ： 金木、深見、松浦直
本調査は、建設省レーダ雨量計データの現場における高度利活用方策の検討を目的としている。蓄積されているレーダデータを用いて過去の洪水事例を詳細に分析することにより、降雨−流出形態関係を明らかにし、レーダ情報を洪水予測等に高度利活用する手法に関して検討を行う。なお、レーダ雨量と地上雨量データの比較、降雨−流出形態のパターン分類に関する検討も行い、詳細分析と併せてレーダ利活用への考察を進めるものとする。
11年度は、2つの検討対象流域について計50の洪水を選定し、レーダ雨量、地上雨量・流量データなどを用いて洪水時の降雨・流出特性に関する詳細な分析を実施した。そして、レーダ雨量計によりとらえられる降雨の特徴や、降雨と流出形態との関係などに関する考察を行い、レーダ情報の洪水予測への適用性に関する検討を行った。