| 研究概要 |
ため池,山林,水田,畑地,用水路,排水路などの構成要素からなる用排水システムに対する非定常数理モデルを開発した.構成要素の動的特性を,降水や流出流量の実測データ,地形図や実測から得られた地形,構造データを用いて周波数領域において同定し,渇水,洪水,両方の最悪状態において,低次伝達関数モデルにおけるモデルパラメータを設定した.このモデルに基づいて,まず,渇水時における決定論的な最適制御問題を設定し,最小原理を導出した.この最小原理は時間領域における2点境界値問題の形をとってはいるが,流出特性や水需要が決定論的に予測可能な場合,あるいは,随伴方程式系の初期条件を与件パラメータとして設定する場合には,時間的順方向に逐次最適解を決定していくことが可能である.したがって,用排水システムの実時間自動制御に対する直接的適用を行うことができる.その結果,複数のため池を有する水田用水システムにおいては単一臨界時刻での給水制限の開始,また,ため池からの蒸発を考慮した畑地間断かんがいのパターンが,最適解として実現されることを数値シミュレーションによって確認した.一方,洪水時においては,モデルの摂動を周波数領域に変換することにより,各構成要素の動的特性が洪水流出へどのように寄与しているかを明らかにした.これに基づけば,洪水時における水理構造物のフィードバックシステムを,用水システムについてはすでに適用性が確認されているロバスト制御理論を用いて合理的に設計することが可能であり,平成14年度はこれを中心に研究を継続する予定である.
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