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ピーク流量確率密度関数を求めた.これ用いてダム,支川の合流,破堤・越流の前後におけるピーク流
量確率密度関数を比較することで確率分布がどのように変換されるか検討した.また異なる治水施設群
による変換を同様の表現方法によって定式化することにより,流域内の各地点における洪水ハザードリ
スクを部分流域の確率密度関数と治水施設による変換を示す関数を用いて表現する方法を提案した.本
研究は6章から構成されており,その主な内容を以下に示す.
第1章の序論では,洪水ハザードリスクに関する既往の研究について記し,洪水ハザードリスク解析
の必要性と問題点を明らかにした.すなわち,現在行われている治水計画では洪水災害リスクが十分に
考慮されていない現状から,洪水被害がもつ不確実性を正確に評価できる洪水災害リスク解析方法の確
立が望まれている.近年行われている洪水リスクに関する研究では,降雨と浸水深の確率的な特性を比
較することで浸水リスク特性について考察した研究はあるが,降雨が直接被害を与えるのではないため
流域内における治水施設群による洪水流量の確率分布の変換について示す必要がある.このとき,様々
な治水施設の影響を考慮できること,流域内の各地点における洪水ハザードリスクを示せることが望ま
れる.そのため,これらの必要性を満たすような洪水ハザードリスクの計算方法および表現方法を確立
することが課題であることを示した,
第2章ではリスク解析を進める基本的な道具として,高精度で汎用性の高い洪水流出モデルの構築を
行った.特にモデルの基本構造とパラメータ決定方法に注目しており,すなわち地下モデルではダルシ
ー則を基本とする分布型タンクモデルを用い,ダルシー則からのずれを表す無次元係数を導入すること
で,地下の浸透,貯留,流出の物理現象をモデル化した.モデル中の飽和透水係数やタンク深さなどの
パラメータについては土壌図など既存の資料から一意的に決定する方法を提案した,このモデルの検証
をねらいとして流域特性および降雨特性の異なる条件における洪水流出計算を行った結果,いずれの条
件でも実測された河道流量を精度よく再現することができた.また計算による洪水波形と実測値の適合
度が最大となるという条件によって決定した無次元係数は,従来指摘されていたダルシー則からのずれ
と整合していることがわかった.この無次元係数は流域によって大きく異なる値をとっており,これと
流域の土壌厚との関係について考察することにより,無次元係数の違いはパイプの発達程度によるもの
であることが推測された.
第3章ではダム操作による洪水ピーク流量確率密度関数の変換について検討した,はじめに,前章で
構築した洪水流出モデルとダム洪水制御モデルを用いて,ダムヘのピーク流入量およびピーク放流量を
精度よく再現できることを確認した.これらのモデルを用いて計算したピーク流入量確率密度関数は対
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雨資料だけでは高流量となるデータが不足しているため確率密度関数の変換について十分に議論する
ことができない.そのため,洪水流出解析から得られた洪水波形の半値幅に基づいて洪水波形を設定し,
破堤モデルの入力データとして用いた,これらのモデルおよびデータを用いて,洪水ピーク流量の河道
流下による変換について計算した結果,洪水ピーク流量は流下とともに指数関数的に減少することが明
らかになった.またこれに伴い,河道疎通能力以上の流量では確率密度関数の値が低流量側へ急激に変
換され,一方疎通能力以下の河道流量ではピーク流量の低下はみられないが確率密度関数の積が一定と
なる定義により確率密度関数の値が増加することが明らかになった.以上の解析結果から,破堤および
越流により下流側ほど大きな洪水が発生する確率が低下することが明らかになった,またこれらの解析
により,ピーク流量確率密度関数は越流する距離に依存することがわかったため,破堤および越流によ
る変換関数を,基準とする地点と求める地点における洪水ピーク流量確率密度関数の商として定義した.
これにより,破堤・越流による確率密度関数の変換を連続的に示す方法を提案した.
第6章の結論では,本研究で得られた主要な結果を示し,また洪水ピーク流量確率密度関数の変換の
表現方法についてまとめたうえで,今後の課題と展望について整理した.
以上,本研究では物理過程および流域特性を考慮して構築した洪水流出モデルを用いて,治水施設群
による洪水ピーク流量確率密度関数の変換過程を明らかにした.またこれらの変換を確率密度関数の畳
み込み積分として表す方法を提案した.求められた洪水ピーク流量確率密度関数は洪水被害の確率分布
を決定する重要な要因であるため,流域全体での洪水被害の推定値を得るための基礎となる.特に本研
究で提案した洪水ハザードリスクの計算および表現方法を用いることにより,流域内の各地点における
治水施設の影響を容易に示すことができるため,考慮すべき防災地点が多くある場合における治水施策
の選定がより容易になると期待できる.そのためには,堤内の被害を拡大する大きな要因である破堤に
ついては,本研究で示したものを基礎としてさらなる解析が必要である,すなわち,堤体幅等の影響を
考えるために本研究で用いた支配断面での破堤だけではなく,堤防断面方向の情報を取り扱うことがで
きるモデルを発展させ,さらに堤体の植生や法面の凹凸などの不確実性についても評価することで,堤
内への影響について定量的に評価できると期待される.また,ダムや堤防など主要な治水施設が河道の
ピーク流量およびその確率分布へ与える影響について検討したが,この手法が他の治水施設(遊水地な
ど)へも汎用的に適用可能か検討することが課題として挙げられる.
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