| Research Abstract |
流域の一部(サブ流域)を計算負荷の小さな集中定数系モデルで表現した流出解析システムは,河川流域での水災害の防止や減災害を目的とした予測問題に対して非常に有用である.このようなシステムの構築は,学術的にみて重要性が高いものの,集中化が妥当な流域面積の制限といった問題(集中化の妥当性評価)が未解決のままである.
本研究は,サブ流域(山地域規模の中小河川流域)を対象とした流出解析システムにおいて,入力条件(降雨量),モデルパラメータ,初期条件を確率論的に定式化し,システムからの出力である流出量の確率特性(1～4次モーメント)およびその確率密度関数を理論的に推定するものである.これは,降雨流出系が一般に確率過程に属するためで,本研究課題では,この推定結果を踏まえて確率論的に流出モデルの集中化を評価することを目的としている.なお,サブ流域とは,二斜面一河道から複数個の単位流域が河道網によって連結された流域のことである.
本研究では,自己相似性を有する二つのタイプの河道網構造(MV networkおよびPeano network)を採用し,それぞれに斜面流出系を結合させた流域について,降雨量の確率特性が既知の条件下での流出量の確率特性,および時間変化する流出量の確率密度関数を理論的に推定した.その結果から,入力条件が定常確率過程の場合には,流域面積が百数十km^2以下で,流出量の確率特性が一定と近似できることが示された.これは,流出モデルを集中化する際の流域面積を確率論的に説明するものである.さらに,定常状態での流出量の確率分布形はガンマ分布となることが示された.このことは,経験的に計画流量がガンマ分布や対数正規分布となることを,理論的に裏付けるものである.以上により,確率論的に流出モデルの集中化を評価することが可能になった.
|
