低平地タンクモデルによる低平水田地帯の流出解析法の開発

• 担当機関: 農業工学研究所
• 研究期間: 1994～1995
• 発行年度: 1994
• 要約: 低平地河川では、流れの変化が緩慢なため、排水路をいくつかの区間に分割して河道タンクとし、河道の流れを不等流式で、水田群をまとめた水田タンクとの流れを堰の式で計算するシステマテックな解析法・低平地タンクモデルを開発した。
• 背景・ねらい: 低平地は、一般に地形標高が排水河川、湖海の水位に比べて十分高いとはいえず、地形勾配も非常に緩やかであって、氾濫・湛水被害を受け易い地形条件下にある。このような氾濫区域は日本国土の10%を占める一方、東南アジアでは、メコン川、チャオプラヤ川、イラワジ川、ガンジス川などの中下流域は、広大な低平水田地帯となっている。; 低平水田域の洪水流出解析法には、不定流モデルがあるが、広大な流域では、データ入力の作業が複雑で計算時間も膨大となり、解析作業が非常に困難となる。

成果の内容・特徴

1. 開発した低平地タンクモデルは、低平地河川の流れの時間的変化が緩慢であることに着目し、雨水の流出入についての連続条件に重点をおく準水理学的流出解析法である。このモデルは、排水路をいくつかの区間に分割し、それぞれの区間内を一つの遊水池(河道タンクと呼ぶ)とみなし、遊水池間の流れを不等流式で、水田群をまとめた水田タンクとの流出・流入量を堰の越流公式で計算する。このモデルは、計算上の距離・時間刻みをかなり大きくとることができ、図1に示すようにハイドログラフの再現精度は不定流モデルによるそれと大差なく、計算時間を大幅に短縮できる特徴がある。
   
2. 京都府巨椋流域の低平水田域(10.8km2)を対象に検討した結果、河道・水田タンクの定数はすべて地形条件から決めることができ、幹線排水路-主要支線排水路-水田系に単純化された2次の河道網系の流域モデルで構成すればよく、またモデルの適応性は十分であった。
   
3. 非常に複雑な排水組織を持っている図2の新潟平野新川右岸域(60.8km2)では、輪中ポンプの存在や樋門の開閉状態など、水利構造物の機能はできるだけ詳細に流域モデルに組み込むことが必要で、図3のように流域モデル化され、解析より得られた流量ハイドログラフ(図4)・水位ハイドログラフはともに実用上十分な精度で出水氾濫現象を再現しており、本解析手法の適用性が実証された。
   

• 成果の活用面・留意点: 開発した解析法は、農業土木ハンドブック改訂5版、海外技術マニュアル「排水」、水文・水資源ハンドブック水文編(印刷中)等に記載され、農水省及び他省の排水等の行政施策の検討に反映されている。なお、本解析には、排水路・排水機場等の施設情報や水田・地形等の地形・標高情報が必要である。
• カテゴリ: 水田