JP2006184206A - 分布型流出予測システム及び分布型流出予測プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 地下層の構造をモデル化したデータを含んだ流域モデルデータに付与してあるエリア番号とメッシュ番号によって演算処理する単位エリアとこの単位エリアを構成するメッシュを識別し、識別したメッシュに付与されている演算番号の順序に従って当該メッシュに対応付けられている範囲の流出予測演算を実行し、この範囲が1つのメッシュの大きさに満たないときや複数の単位エリアで分割されているときは、当該範囲を1つのメッシュの大きさとの比率に応じて縮小した同形のメッシュに置換し、置換したメッシュに基づいて流出予測演算を実行する。
【選択図】 図11
Description
を特徴とする分布型流出予測システム。
(2)前記流出予測データ演算処理手段は、前記メッシュに該当する範囲における降雨分布を均一とし、前記地表と該地表直下の地下層を一体化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行することを特徴とする(1)に記載の分布型流出予測システム。
(3)前記流出予測データ演算処理手段は、前記地表直下の地下層を、飽和層、不飽和層、土粒層の順に区分し、前記飽和層に流れる水流を飽和流、前記不飽和層に流れる水流を不飽和流、前記地表面を流れる水流を地表面流とし、前記メッシュに該当する範囲における前記メッシュ降雨データと前記メッシュ蒸発散データに応じて前記不飽和流が発生し、前記メッシュ降雨データや前記メッシュ蒸発散データの増加量に応じて前記飽和流や前記地表面流が発生する構造にモデル化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行することを特徴とする(1)又は(2)に記載の分布型流出予測システム。
(4)前記流出予測データ演算処理手段は、前記メッシュに該当する範囲の土地の利用形態が混在している場合、該当する流域モデルデータを前記土地の利用形態別に土地の利用面積に比例した大きさで区分してモデル化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行することを特徴とする(1)、(2)又は(3)に記載の分布型流出予測システム。
(5)前記流出予測データ演算処理手段は、前記地表と該地表直下の地下層を一体化する部分と一体化しない部分を区別して前記流出予測演算を実行することを特徴とする(1)、(2)、(3)又は(4)に記載の分布型流出予測システム。
(6)前記流出予測データ演算処理手段は、前記単位エリアごとに前記流出予測結果データを生成し、該生成した単位エリアごとの流出予測結果データを前記データベース蓄積手段に蓄積するようにしたことを特徴とする(1)、(2)、(3)、(4)又は(5)に記載の分布型流出予測システム。
(7)前記流出予測データ演算処理手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュごとに前記流出予測結果データを生成し、該生成した個々のメッシュの流出予測結果データを前記データベース蓄積手段に蓄積するようにしたことを特徴とする(1)、(2)、(3)、(4)、(5)又は(6)に記載の分布型流出予測システム。
(8)前記流出予測データ演算処理手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュに該当する範囲の土地の利用形態別に前記流出予測結果データを生成し、該生成した土地の利用形態別の流出予測結果データを前記データベース蓄積手段に蓄積するようにしたことを特徴とする(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)又は(7)に記載の分布型流出予測システム。
(9)前記流出予測データ演算処理手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュに該当する範囲の地表下に積重している地下層別に前記流出予測結果データを生成し、該生成した地下層別の流出予測結果データを前記データベース蓄積手段に蓄積するようにしたことを特徴とする(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)又は(8)に記載の分布型流出予測システム。
(11)前記流出予測演算手段は、前記メッシュに該当する範囲における降雨分布を均一とし、前記地表と該地表直下の地下層を一体化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行することを特徴とする(10)に記載の分布型流出予測プログラム。
(12)前記流出予測演算手段は、前記地表直下の地下層を、飽和層、不飽和層、土粒層の順に区分し、前記飽和層に流れる水流を飽和流、前記不飽和層に流れる水流を不飽和流、前記地表面を流れる水流を地表面流とし、前記メッシュに該当する範囲における前記メッシュ降雨データと前記メッシュ蒸発散データに応じて前記不飽和流が発生し、前記メッシュ降雨データや前記メッシュ蒸発散データの増加量に応じて前記飽和流や前記地表面流が発生する構造にモデル化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行することを特徴とする(10)又は(11)に記載の分布型流出予測プログラム。
(13)前記流出予測演算手段は、前記メッシュに該当する範囲の土地の利用形態が混在している場合、該当する流域モデルデータを前記土地の利用形態別に土地の利用面積に比例した大きさで区分してモデル化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行することを特徴とする(10)、(11)又は(12)に記載の分布型流出予測プログラム。
(14)前記流出予測演算手段は、前記地表と該地表直下の地下層を一体化する部分と一体化しない部分を区別して前記流出予測演算を実行することを特徴とする(10)、(11)、(12)又は(13)に記載の分布型流出予測プログラム。
(15)前記流出予測演算手段は、前記単位エリアごとに前記流出予測結果データを生成することを特徴とする(10)、(11)、(12)、(13)又は(14)に記載の分布型流出予測プログラム。
(16)前記流出予測演算手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュごとに前記流出予測結果データを生成することを特徴とする(10)、(11)、(12)、(13)、(14)又は(15)に記載の分布型流出予測プログラム。
(17)前記流出予測演算手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュに該当する範囲の土地の利用形態別に前記流出予測結果データを生成することを特徴とする(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)又は(16)に記載の分布型流出予測プログラム。
(18)前記流出予測演算手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュに該当する範囲の地表下に積重している地下層別に前記流出予測結果データを生成することを特徴とする(10)、(11)、(12)、(13)、(14)、(15)、(16)又は(17)に記載の分布型流出予測プログラム。
まず、本発明の分布型流出予測システム及び分布型流出予測プログラムで用いる分布型モデルの流域構成について説明する。
vc(mm/hr):不飽和流平均流速、qc(mm2/hr):不飽和流単位幅流量、h(mm):水深
d(mm):A層厚、dc(mm):不飽和層厚(dc=γc・d)、γc:不飽和間隙率
κc(mm/hr):不飽和透水係数、κa(mm/hr):飽和透水係数
β:透水係数比(β=κa/κc)、i:動水勾配(i=sinθ=sin(arctan(I)))、I:斜面勾配
とする。
va(mm/hr):飽和流平均流速、qa(mm2/hr):A層内単位幅流量
qc(mm2/hr):不飽和流単位幅流量、h(mm):水深、d(mm):A層厚
dc(mm):不飽和層厚(dc=γc・d)、γc:不飽和間隙率、κc(mm/hr):不飽和透水係数
ds(mm):間隙層厚(ds=γa・d)、γa:有効間隙率、κa(mm/hr):飽和透水係数
β:透水係数比(β=κa/κc)、i:動水勾配(i=sinθ=sin(arctan(I)))、I:斜面勾配
とする。
(12)式 連続式:
(13)式 運動式:
h:水深(mm)、t:時間(s)、q:単位幅流量(mm2/hr)、x:斜面長(mm)、
re:有効降雨強度(mm/h)、α(mm1/3hr-1)及びm:流れの形態で決まる定数
vs(mm/hr):表面流流速、qs(mm2/hr):地表面単位幅流量
va(mm/hr):飽和流平均流速、qa(mm2/hr):A層内単位幅流量
qc(mm2/hr):不飽和流単位幅流量、h(mm):水深、d(mm):A層厚
dc(mm):不飽和層厚(dc=γc・d)、γc:不飽和間隙率、κc(mm/hr):不飽和透水係数
ds(mm):間隙層厚(ds=γa・d)、γa:有効間隙率、κa(mm/hr):飽和透水係数
β:透水係数比(β=κa/κc)、i:動水勾配(i=sinθ=sin(arctan(I)))
I:斜面勾配、n(mm-1/3hr):マニングの粗度係数等価粗度
m:定数(マニング則よりm=5/3)
とする。
続いて、上記[1]で説明した「分布型モデルの流域構成」に基づいた具体的な分布型流出予測システムについて説明する。
200;分布型流出予測システム
210;データ取得部
211;レーダ降雨データ取得システム
212;地上降雨データ取得システム
213;気温・風速データ取得システム
214;フィードバック用データ取得システム
220;データベース部
230;データ加工部
231;メッシュ降雨データ作成システム
232;メッシュ蒸発散データ作成システム
240;分布型演算システム部
241;モデルデータ読込モジュール
242;メッシュ降雨データ読込モジュール
243;メッシュ蒸発散量データ読込モジュール
244;分布型モデル演算モジュール
245;フィードバックデータ読込モジュール
246;フィードバック演算モジュール
250;配信システム部
300;流出予測表示端末機
310;受信処理システム
320;流出予測地点特定システム
330;特定地点表示システム
Claims (18)
- レーダ観測手段により測定されたレーダ降雨データ、テレメータ観測手段により測定された地上降雨データ、気象や水路などの実測データ、前記レーダ降雨データ及び地上降雨データや前記実測データに基づいて予測された予測データを通信ネットワークを介して取得するためのデータ取得手段と、
流出予測するエリアをモデル化した流域モデルデータを格納し、前記データ取得手段で取得した前記レーダ降雨データ及び地上降雨データ、実測データ、予測データ及び各部で演算処理された演算データをデータベース化して蓄積することができるデータベース蓄積手段と、
前記データベース蓄積手段から読み出した前記流域モデルデータ、前記レーダ降雨データ及び地上降雨データ、前記予測データに基づいてメッシュ降雨データを生成するメッシュ降雨データ作成手段と、
前記データベース蓄積手段から読み出した前記流域モデルデータ及び所定の実測データに基づいてメッシュ蒸発散データを生成するメッシュ蒸発散データ作成手段と、
前記データベース蓄積手段から読み出した前記流域モデルデータと前記メッシュ降雨データ作成手段で作成されたメッシュ降雨データ並びに前記メッシュ蒸発散データ作成手段で作成された前記メッシュ蒸発散データに基づいて流出予測演算を実行し、前記流出予測するエリアの流出予測結果データを生成する流出予測データ演算処理手段と、
前記流出予測データ演算処理手段で生成された流出予測結果データを通信ネットワークを介して配信することができるデータ配信手段と、を具備し、
前記データベース蓄積手段には、前記流出予測するエリア全体を任意の範囲或いは該エリア内に存在する水路の分岐点や合流点を基にした範囲によって定めた単位エリアで区分し、又、同エリア全体を個々の形と大きさが同じ所定のメッシュで区分すると共に、前記単位エリアと区分された個々のメッシュとを照合して対応付けし、前記単位エリアに対しては通し番号であるエリア番号を付与し、又、各単位エリアに対応付けられた個々のメッシュに対しては前記エリア番号と別の番号となるメッシュ番号を付与するとともに、前記対応付けられた単位エリア内で完結する通し番号である演算番号を付与し、更に、前記個々のメッシュに該当する範囲の地下層の構造を、前記メッシュと同じ形状で所定の厚みを持つ複数の地下層が地表下に積重している構造にモデル化したデータを含んだ流域モデルデータを格納し、
前記流出予測データ演算処理手段は、前記流域モデルデータを前記データベース蓄積手段から読み出し、該流域モデルデータに付与されたエリア番号とメッシュ番号によって演算処理する単位エリアと該単位エリアを構成するメッシュを識別し、該識別したメッシュに付与されている演算番号の順序に従って当該メッシュに対応付けられている範囲の流出予測演算を実行し、前記メッシュに対応付けられている範囲が1つのメッシュの大きさに満たないときや前記複数の単位エリアで分割されているときは、当該範囲を前記1つのメッシュの大きさとの比率に応じて縮小した同形のメッシュに置換し、該置換したメッシュに基づいて前記流出予測演算を実行すること
を特徴とする分布型流出予測システム。 - 前記流出予測データ演算処理手段は、前記メッシュに該当する範囲における降雨分布を均一とし、前記地表と該地表直下の地下層を一体化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行すること
を特徴とする請求項1に記載の分布型流出予測システム。 - 前記流出予測データ演算処理手段は、前記地表直下の地下層を、飽和層、不飽和層、土粒層の順に区分し、前記飽和層に流れる水流を飽和流、前記不飽和層に流れる水流を不飽和流、前記地表面を流れる水流を地表面流とし、前記メッシュに該当する範囲における前記メッシュ降雨データと前記メッシュ蒸発散データに応じて前記不飽和流が発生し、前記メッシュ降雨データや前記メッシュ蒸発散データの増加量に応じて前記飽和流や前記地表面流が発生する構造にモデル化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行すること
を特徴とする請求項1又は2に記載の分布型流出予測システム。 - 前記流出予測データ演算処理手段は、前記メッシュに該当する範囲の土地の利用形態が混在している場合、該当する流域モデルデータを前記土地の利用形態別に土地の利用面積に比例した大きさで区分してモデル化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行すること
を特徴とする請求項1、2又は3に記載の分布型流出予測システム。 - 前記流出予測データ演算処理手段は、前記地表と該地表直下の地下層を一体化する部分と一体化しない部分を区別して前記流出予測演算を実行すること
を特徴とする請求項1、2、3又は4に記載の分布型流出予測システム。 - 前記流出予測データ演算処理手段は、前記単位エリアごとに前記流出予測結果データを生成し、該生成した単位エリアごとの流出予測結果データを前記データベース蓄積手段に蓄積するようにしたことを特徴とする請求項1、2、3、4又は5に記載の分布型流出予測システム。
- 前記流出予測データ演算処理手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュごとに前記流出予測結果データを生成し、該生成した個々のメッシュの流出予測結果データを前記データベース蓄積手段に蓄積するようにしたこと
を特徴とする請求項1、2、3、4、5又は6に記載の分布型流出予測システム。 - 前記流出予測データ演算処理手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュに該当する範囲の土地の利用形態別に前記流出予測結果データを生成し、該生成した土地の利用形態別の流出予測結果データを前記データベース蓄積手段に蓄積するようにしたこと
を特徴とする請求項1、2、3、4、5、6又は7に記載の分布型流出予測システム。 - 前記流出予測データ演算処理手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュに該当する範囲の地表下に積重している地下層別に前記流出予測結果データを生成し、該生成した地下層別の流出予測結果データを前記データベース蓄積手段に蓄積するようにしたこと
を特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7又は8に記載の分布型流出予測システム。 - 所定のエリアにおける流出予測演算をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
流出予測するエリア全体を任意の範囲或いは該エリア内に存在する水路の分岐点や合流点を基にした範囲によって定めた単位エリアで区分し、又、同エリア全体を個々の形と大きさが同じ所定のメッシュで区分すると共に、前記単位エリアと区分された個々のメッシュとを照合して対応付けし、前記単位エリアに対しては通し番号であるエリア番号を付与し、又、各単位エリアに対応付けられた個々のメッシュに対しては前記エリア番号と別の番号となるメッシュ番号を付与するとともに、前記対応付けられた単位エリア内で完結する通し番号である演算番号を付与し、更に、前記個々のメッシュに該当する範囲の地下層の構造を、前記メッシュと同じ形状で所定の厚みを持つ複数の地下層が地表下に積重している構造にモデル化したデータを含んだ流域モデルデータを取り込むための流域モデルデータ取得手段と、
前記流域モデルデータに基づいて生成されたメッシュ降雨データを取り込むためのメッシュ降雨データ取得手段と、
前記流域モデルデータに基づいて生成されたメッシュ蒸発散データを取り込むためのメッシュ蒸発散データ取得手段と、
前記流域モデルデータ取得手段で取り込んだ流域モデルデータ及び前記メッシュ降雨データ取得手段で取り込んだメッシュ降雨データ並びに前記メッシュ蒸発散データ取得手段で取り込んだメッシュ蒸発散データに基づき、前記流域モデルデータに付与されたエリア番号とメッシュ番号によって演算処理する単位エリアと該単位エリアを構成するメッシュを識別し、該識別したメッシュに付与されている演算番号の順序に従って当該メッシュに対応付けられている範囲の流出予測演算を実行し、前記メッシュに対応付けられている範囲が1つのメッシュの大きさに満たないときや前記複数の単位エリアで分割されているときは、当該範囲を前記1つのメッシュの大きさとの比率に応じて縮小した同形のメッシュに置換し、該置換したメッシュに基づいて前記流出予測演算を実行して、前記流出予測するエリアの流出予測結果データを生成する流出予測演算手段として機能させるための分布型流出予測プログラム。 - 前記流出予測演算手段は、前記メッシュに該当する範囲における降雨分布を均一とし、前記地表と該地表直下の地下層を一体化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行すること
を特徴とする請求項10に記載の分布型流出予測プログラム。 - 前記流出予測演算手段は、前記地表直下の地下層を、飽和層、不飽和層、土粒層の順に区分し、前記飽和層に流れる水流を飽和流、前記不飽和層に流れる水流を不飽和流、前記地表面を流れる水流を地表面流とし、前記メッシュに該当する範囲における前記メッシュ降雨データと前記メッシュ蒸発散データに応じて前記不飽和流が発生し、前記メッシュ降雨データや前記メッシュ蒸発散データの増加量に応じて前記飽和流や前記地表面流が発生する構造にモデル化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行すること
を特徴とする請求項10又は11に記載の分布型流出予測プログラム。 - 前記流出予測演算手段は、前記メッシュに該当する範囲の土地の利用形態が混在している場合、該当する流域モデルデータを前記土地の利用形態別に土地の利用面積に比例した大きさで区分してモデル化した前記流域モデルデータに基づいて前記流出予測演算を実行すること
を特徴とする請求項10、11又は12に記載の分布型流出予測プログラム。 - 前記流出予測演算手段は、前記地表と該地表直下の地下層を一体化する部分と一体化しない部分を区別して前記流出予測演算を実行すること
を特徴とする請求項10、11、12又は13に記載の分布型流出予測プログラム。 - 前記流出予測演算手段は、前記単位エリアごとに前記流出予測結果データを生成すること
を特徴とする請求項10、11、12、13又は14に記載の分布型流出予測プログラム。 - 前記流出予測演算手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュごとに前記流出予測結果データを生成すること
を特徴とする請求項10、11、12、13、14又は15に記載の分布型流出予測プログラム。 - 前記流出予測演算手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュに該当する範囲の土地の利用形態別に前記流出予測結果データを生成すること
を特徴とする請求項10、11、12、13、14、15又は16に記載の分布型流出予測プログラム。 - 前記流出予測演算手段は、前記単位エリアに対応付けられた個々のメッシュに該当する範囲の地表下に積重している地下層別に前記流出予測結果データを生成すること
を特徴とする請求項10、11、12、13、14、15、16又は17に記載の分布型流出予測プログラム。
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