避難予警報システム構築のための供水氾濫流の実時間確率予測

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04201219
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 高棹 琢馬 京都大学, 工学部, 教授 (30025895)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 立川 康人 京都大学, 工学部, 助手 (40227088) ; 堀 智晴 京都大学, 工学部, 助手 (20190225)
• Keywords: 避難 / 予警報 / 洪水 / 氾濫 / 確率予測 / 遊水池 / 樋門 / 内水災害

Research Abstract

都市河川での水位・流量,氾濫域での氾濫水の挙動を実時間で予測する手法を構築するためには,緩勾配河川の不定流計算や氾濫解析などの要素を考慮する必要がある.本研究では,この点に着目し,緩勾配河川での水位・流量を実時間で予測する手法を開発し,それをもとに大規模遊水調節池での樋門実時間操作手法を開発した.さらに,緩勾配河川での水位・流量実時間予測手法と堤防決壊過程のモデルとを組み合わせて,都市氾濫域での氾濫流実時間予測システムを開発した.本研究で得られた主な成果は以下のとおりである.
1.緩勾配の影響や下流端の状態によって決まる背水の影響を考慮した河川水位の実時間予測手法を開発した.この手法は,1)山地流域を木村の貯留関数法を用いた状態空間型モデルでとらえ,カルマンのフィルタリング手法を用いて将来の流域貯留量および河道上流端流量の予測値を計算し,2)これと河道上流端での水位〜流量曲線を境界条件として,有限差分法を用いて不定流の基礎方程式を解くことにより,対象河道区間の格段面での水位を予測するという手順からなっている.
2.カルマンフィルタを用いた流出予測手法の適用性を高めるべく,合理的な誤差の設定手法について考察した.具体的には,流出高の誤差は観測水位そのものの誤差と水位〜流量変換の際に生ずる誤差とから成ると考え,この両者を考慮した流出高の誤差分散の設定手法を提案した.
3.貯留関数法による洪水の実時間予測において遅滞時間をいってい値とする危険性に付いて考察し,遅滞時間を状態量として取り扱い,流量の観測値を用いてフィルタリングする事によって時々刻々推定しなおす方法を提案した.

Research Products

• [Publications] 高棹,琢馬: "河道の実時間水位予測を用いた遊水池樋門操作" 土木学会水工学論文集. 37. 81-86 (1993)
• [Publications] 高棹,琢馬: "フィルタリング・予測理論を用いた河道の実時間水位予測" 土木学会関西支部平成5年度年次学術講演会. (1993)