| 研究課題/領域番号 |
19K04622
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| 研究機関 | 首都大学東京 |
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研究代表者 |
天口 英雄 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 助教 (40326012)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 都市流域 / 洪水流出解析モデル / 浸水解析モデル / 雨水・下水道管路 / ポリゴン型土地利用 / 道路ネットワーク / 地理情報システム |
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| 研究実績の概要 |
都市流域を対象とした分布型洪水流出解析および氾濫モデルには種々の流出素過程の計算が組み込まれており、個々の計算と入力データの関係として、直接流出には土地利用データ、地表面流出および氾濫計算には地盤高データ、雨水・下水道管路流には雨水管路網データが対応している。地表面に関する情報は、基盤地図情報として比較的容易に入手が可能である。雨水管路網データは実データを入手してモデル構築することが前提となっており、雨水管路網データを地表面情報等から構築する手法について検討した事例は少ない。そこでポリゴン型の土地利用地物要素を用いて雨水管路網の理論データを構築する手法について開発を行った。
雨水管路網の構築手順は下水道の雨水量の算定に用いられている手法を参考に、① 道路ネットワークの作成および排水区の設定、② 自然流下を考慮した管路高の設定、③ 計画雨水量の算定と管路直径の設定とした。本手法を神田川上流域に適用し、構築した雨水管路網データに対して、実雨水管路網データとの物理特性値を比較検討し、また、洪水流出解析による流出特性を検討することにより、本手法の有効性について評価した。
実データは樹枝状で、構築データは網目状の特性を持つネットワーク形状の違いから、実データはマンホール数と管路数に違いがあまりみられなかったことに対し、構築データではマンホール数に比べて管路数が多い結果となった。また道路ネットワークを雨水管路網としているため、実際に管路が埋設していない道路にも管路が存在することとなり、構築データの総管路延長は実データより長く、総管路容量も多くなった。
５年確率降雨の中央集中型波形を用いた洪水流出解析による流出特性の比較では、流出率および河道の流量波形は概ね一致した傾向を得ることができたものの、構築データの結果は管路網特性を反映して河道ピーク流量が数%小さくなることが確認できた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2019年度は、地物データ自動生成システムの構築では雨水・下水道管路要素を対象に行った。すなわち、①既存の雨水・下水道管路データの特性解析、②地表面の地物データの準備と雨水・下水道管路データ自動生成手法の検討、③雨水・下水道管路データ自動生成システムの立ち上げの手順で進めた。雨水管路網データの構築では、下水道計画において行われている計画雨水量の算定方法を基本とし、計画雨水量の算定に不可欠である流出係数は、都市流域の浸水リスク評価システムに用いる予定の地物データGISの情報、すなわち浸透・不浸透特性を考慮した土地利用区分および排水面積の情報を活用した。また管路ルートの設定では、管渠が道路に埋設されていること、河川への雨水排水は橋梁付近で行われている状況などを勘案し、道路ネットワークデータを用いている。提案手法を東京都の都市流域である神田川上流域を対象にデータ作成および評価を行ったところ、妥当な結果が得られている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は浸水リスク評価システムの構築とその評価を予定しており、①実雨水・下水道管路データとのデータ特性の評価・検討、②対象都市流域にける浸水リスク評価、③他都市流域における本研究手法の評価の順で進める予定である。対象都市流域において自動生成したデータの問題点を明らかにし、自動生成手法を改善させ、他の都市流域における浸水リスク評価シミュレーションを行うことにより、本手法の有効性を確認する。他の都市流域における適用については、東京都、和歌山県の他、海外ではスウェーデンのマルメ市を予定している。
地物データGISの地盤高設定では、国土地理院が提供している5mメッシュ標高DEM(以下、5m DEM)に対し、2mメッシュデータに内挿して微小道路要素内に含まれるDEM値の平均を用いている。この手法では、微小道路要素に5m DEMが含まれない場合でも地盤高が設定できるように小さなメッシュを設定したが、実際の道路地盤高を再現できていないなどの問題が明らかとなっている。例えば、道路要素と街区要素との高低差が大きい場合、稀に境界付近に地盤高特性の異なる値が含まれることがあり、浸水解析をより精度よく行うために道路地盤高の再現性を高める手法の検討を進める予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初導入を予定していた地物データ自動構築システムの性能を落として導入したため。次年度に導入予定の浸水リスク評価システムの導入に利用する予定である。
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