JP2012017628A - Flood flow estimation system and method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flood flow estimation system and a method capable of geographically and time-sequentially simulating an increase and a decrease in the flood flow in a downstream area caused by an overflow or a washout of a natural dam.SOLUTION: The present invention comprises: an input section 11 which receives input of a variety of data from an external source; a simulation database 16 which stores the variety of data input from the external source; a control section 12 which is connected to the input section 11; a motion equation calculation section 13 which is connected to the control section 12 and the simulation database 16; a continuous expression calculation section 14 which is connected to the control section 12 and the simulation database 16; and an information output section 15 which is connected to the simulation database 16.

Description

本発明は、天然ダムの越流決壊による下流域の洪水流量の増減を、地理的および時系列的に数値シミュレーションする洪水流量推定システムおよび方法に関する。   The present invention relates to a flood flow estimation system and method for numerically simulating the increase and decrease of flood flow in a downstream area due to overflow of a natural dam in a geographical and time series.

地震等により天然ダムが発生した場合、最悪の状態を考えてその決壊を想定し、下流域に危険情報を早々に伝達・広報する必要がある。そのためには、たとえば航空レーザ計測で新たな地形計測を行い、その成果をもとにある仮定のもとでリアルタイム的にシミュレーション計算を行って、土石流や洪水が発生した場合の下流域における氾濫範囲を予測する検討作業を大至急行わなければならない。   When natural dams occur due to earthquakes, etc., it is necessary to consider the worst situation and assume that it will break down, and to immediately transmit and publicize danger information downstream. For this purpose, for example, a new topographical measurement is performed by aerial laser measurement, and simulation calculation is performed in real time based on the results, and the inundation area in the downstream area when debris flow or flooding occurs The investigation work to predict the situation must be done urgently.

天然ダムの決壊過程を整理すると、（１）越流侵食による決壊、（２）すべり崩壊による決壊、（３）進行性破壊による決壊の３種類に分類できる。これらのうち、（１）の越流侵食による決壊が一番多く、全体の８割を占めている。この越流決壊とは、越流による侵食によって堤体の崩壊が進行する現象である。   The breakdown process of natural dams can be classified into three types: (1) rupture due to overflow erosion, (2) rupture due to slip collapse, and (3) rupture due to progressive failure. Of these, (1) erosion due to overflow erosion is the most, accounting for 80% of the total. This overflow failure is a phenomenon in which the levee body collapses due to erosion by overflow.

天然ダムの決壊による下流域の災害予測を行うためには、決壊により発生する土石流あるいは洪水のピーク流量を算定しなければならない。これまで過去の天然ダム決壊のデータを整理して統計的にピーク流量を求める代表的な手法としてダムファクターを使用するコスタ（Ｃｏｓｔａ）の方法や、田畑らにより天然ダム決壊時のピ−ク流量を算定する簡便式が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。   In order to predict disasters downstream of natural dams, it is necessary to calculate the peak flow of debris flow or flood generated by the failure. As a representative method of statistically determining peak flow rate by organizing past natural dam breakup data, Costa's method using dam factors and peak flow rate at the time of natural dam breakage by Tabata et al. A simple formula for calculating the value has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).

田畑茂清・水山高久・井上公夫著、「天然ダムと災害」、古今書院、２００２年８月Tabata Shigeki, Mizuyama Takahisa, Inoue Kimio, "Natural Dams and Disasters", Kokon Shoin, August 2002

従来の方法や簡便式は、天然ダム決壊時点の天然ダム直下の洪水ピーク流量のみを想定する手法であり、これらはいずれも洪水流量の時間的推移を示すハイドログラフまで求めることは出来ず、天然ダムの決壊シミュレーションを行う場合には不十分である。   Conventional methods and simplified formulas assume only the flood peak discharge directly under the natural dam at the time of the natural dam break, and none of these methods can be used to obtain a hydrograph showing the temporal transition of flood discharge. It is not enough for dam failure simulation.

そのため、（１）天然ダム直下のみならず、下流域の任意地点の洪水ピーク流量が予測できるとともに、（２）時間経過に伴って変化する洪水流量を推定し、下流域の任意地点への洪水到達時刻が予測でき、さらに、（３）洪水氾濫による被害範囲や最大水位、流速等が予測できるシステムが必要である。   Therefore, (1) flood peak discharge can be predicted not only directly under the natural dam, but also at any point in the downstream area, and (2) flood flow that changes over time, and flooding to any point in the downstream area There is a need for a system that can predict the arrival time, and (3) predict the damage range, maximum water level, flow velocity, etc. due to flooding.

本発明の洪水流量推定システムは、シミュレーションデータベースと、シミュレーションデータベースに接続された入力部と、入力部に接続された制御部と、制御部およびシミュレーションデータベースに接続された運動方程式演算部と、制御部およびシミュレーションデータベースに接続された連続式演算部と、シミュレーションデータベースに接続された情報出力部とを含み、（イ）入力部は、下流域の河道上に単位距離ごとに予測地点を設定し、外部から入力される地形データ、流量データ、物性値データ、係数データを、予測地点とリンク付けた初期入力データテーブルとしてシミュレーションデータベースに保存し、（ロ）制御部は、シミュレーション開始時間から終了時間まで、単位時間Δｔ間隔の指定時間ｔに運動方程式演算部と連続式演算部を交互に繰り返し起動し、（ハ）運動方程式演算部は、指定時間ｔが開始時間のときは、全ての予測地点について、順次、予測地点の初期入力データテーブルの値を運動方程式に代入して、指定時間ｔの予測地点の流量と流速を算出し、指定時間ｔの予測データの第１算出データとして、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、指定時間ｔが開始時間以降のときは、全ての予測地点について、順次、予測地点の初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データの値を運動方程式に代入して、指定時間ｔの予測地点の流量と流速を算出し、指定時間ｔの予測データの第１算出データとして、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、（ニ）連続式演算部は、指定時間ｔが開始時間のときは、全ての予測地点について、順次、予測地点の初期入力データテーブルと指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、指定時間ｔの予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、指定時間ｔの予測データの第２算出データとして、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、指定時間ｔが開始時間以降のときは、全ての予測地点について、順次、予測地点の初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データと指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、指定時間ｔの予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、指定時間ｔの予測データの第２算出データとして、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、（ホ）情報出力部は、初期入力データテーブルと算出データテーブルのデータにより、予測地点のハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、天然ダムおよび河道の河床変動、下流域の氾濫範囲の変化を画面に表示することを要旨とする。   A flood flow estimation system of the present invention includes a simulation database, an input unit connected to the simulation database, a control unit connected to the input unit, a motion equation calculation unit connected to the control unit and the simulation database, and a control unit And a continuous operation unit connected to the simulation database and an information output unit connected to the simulation database. (A) The input unit sets a prediction point for each unit distance on the river channel in the downstream area, and The terrain data, flow rate data, physical property value data, and coefficient data input from are stored in the simulation database as an initial input data table linked to the predicted point, and (b) the control unit from the simulation start time to the end time, Equation of motion calculation at specified time t in unit time Δt interval And (c) the equation of motion calculation unit moves the values of the initial input data table of the predicted points sequentially for all predicted points when the specified time t is the start time. Substituting into the equation, the flow rate and the flow velocity at the prediction point at the specified time t are calculated, and recorded as the first calculation data of the prediction data at the specified time t in the calculation data table of the simulation database. In the case of, for all predicted points, the initial input data table of the predicted point and the predicted data value of the specified time (t−Δt) one unit time before are substituted into the equation of motion to predict the specified time t. The flow rate and flow velocity at the point are calculated and recorded in the calculation data table of the simulation database as the first calculation data of the prediction data of the specified time t, and (d) a continuous calculation unit When the specified time t is the start time, the initial input data table of the predicted points and the value of the first calculation data of the predicted data at the specified time t are sequentially substituted for all the predicted points. Calculate the depth, concentration, bed height, river width, and erosion rate at the predicted point of t, and record it in the calculation data table of the simulation database as the second calculated data of the predicted data at the specified time t. In this case, for all predicted points, the initial input data table of the predicted points, the predicted data of the specified time (t−Δt) one unit time before, and the value of the first calculation data of the predicted data of the specified time t are sequentially obtained. Substituting into the continuous equation, the water depth, concentration, bed height, river width, and erosion rate at the predicted point at the specified time t are calculated, and the simulation data is used as the second calculation data for the predicted data at the specified time t. (E) The information output unit uses the data in the initial input data table and the calculated data table to determine the hydrograph of the predicted point, the change in the riverbed erosion rate, the change in the side erosion rate, the river width The gist is to display changes, changes in natural dams and riverbeds, and changes in the flood area in the downstream area on the screen.

さらに、本発明の他の洪水流量推定システムは、シミュレーションデータベースと、シミュレーションデータベースに接続された入力部と、入力部に接続された制御部と、制御部およびシミュレーションデータベースに接続された運動方程式演算部と、制御部およびシミュレーションデータベースに接続された連続式演算部と、シミュレーションデータベースに接続された情報出力部とを含み、（イ）入力部は、下流域を単位区画のメッシュに分割し、メッシュを予測地点として設定し、外部から入力される地形データ、流量データ、物性値データ、係数データを、予測地点とリンク付けた初期入力データテーブルとしてシミュレーションデータベースに保存し、予測地点が下流域の河道上に存在する場合、初期入力データテーブルの当該予測地点のデータに対象フラグを設定して、（ロ）制御部は、シミュレーション開始時間から終了時間まで、単位時間Δｔ間隔の指定時間ｔに運動方程式演算部と連続式演算部を交互に繰り返し起動し、（ハ）運動方程式演算部は、指定時間ｔが開始時間のときは、初期入力データテーブルから対象フラグが設定された予測地点を検出し、当該予測地点の初期入力データテーブルの値を運動方程式に代入して、指定時間ｔの当該予測地点の流量と流速を算出し、指定時間ｔの予測データの第１算出データとして、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、指定時間が開始時間以降のときは、１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データから対象フラグが設定された予測地点を検出し、当該予測地点の水深が側岸の比高より大きい場合、指定時間ｔの予測データの当該予測地点の左右の予測地点に対象フラグを設定し、指定時間ｔの予測データから対象フラグが設定された予測地点を検出し、当該予測地点の初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データの値を運動方程式に代入して、指定時間ｔの当該予測地点の流量と流速を算出し、指定時間ｔの予測データの第１算出データとして、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、（ニ）連続式演算部は、指定時間ｔが開始時間のときは、初期入力データテーブルから対象フラグが設定された予測地点を検出し、当該予測地点の初期入力データテーブルと指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、指定時間ｔの予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、指定時間ｔの予測データの第２算出データとして、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、指定時間ｔが開始時間以降のときは、指定時間ｔの予測データから対象フラグが設定された予測地点を検出し、当該予測地点の初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データと指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、指定時間ｔの予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、指定時間ｔの予測データの第２算出データとして、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、（ホ）情報出力部は、初期入力データテーブルと算出データテーブルのデータにより、予測地点のハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、天然ダムおよび河道の河床変動、下流域の氾濫範囲の変化を画面に表示することを要旨とする。   Furthermore, another flood flow estimation system of the present invention includes a simulation database, an input unit connected to the simulation database, a control unit connected to the input unit, and a motion equation calculation unit connected to the control unit and the simulation database. And a continuous operation unit connected to the control unit and the simulation database, and an information output unit connected to the simulation database. (A) The input unit divides the downstream area into unit section meshes, Set as a predicted point, and save the topographic data, flow rate data, physical property value data, and coefficient data input from the outside in the simulation database as an initial input data table linked to the predicted point, and the predicted point is on the downstream river channel In the initial input data table. The target flag is set in the point data, and (b) the control unit starts the motion equation calculation unit and the continuous calculation unit alternately and repeatedly from the simulation start time to the end time at the specified time t of the unit time Δt. (C) When the specified time t is the start time, the motion equation calculation unit detects the predicted point where the target flag is set from the initial input data table, and uses the value of the initial input data table of the predicted point as the equation of motion. And the flow rate and the flow velocity at the predicted point at the specified time t are calculated and recorded in the calculation data table of the simulation database as the first calculated data of the predicted data at the specified time t. When the prediction point where the target flag is set is detected from the prediction data of the specified time (t−Δt) one unit time before, the water depth of the prediction point is the relative height of the side bank. If it is larger, the target flag is set at the left and right prediction points of the prediction data of the specified time t, the prediction point where the target flag is set is detected from the prediction data of the specified time t, and the initial value of the prediction point is detected. Substituting the input data table and the predicted data value of the specified time (t−Δt) one unit time ago into the equation of motion, the flow rate and the flow velocity at the predicted point at the specified time t are calculated, and the predicted data at the specified time t The first calculation data is recorded in the calculation data table of the simulation database. (D) When the specified time t is the start time, the continuous calculation unit calculates the predicted point where the target flag is set from the initial input data table. Detecting and substituting the initial input data table of the predicted point and the first calculated data value of the predicted data at the specified time t into a continuous formula, the water depth and concentration at the predicted point at the specified time t The riverbed height, river width, and erosion rate are calculated and recorded in the calculation data table of the simulation database as the second calculation data of the prediction data for the specified time t. When the specified time t is after the start time, the specified time t A prediction point where the target flag is set is detected from the prediction data, and an initial input data table of the prediction point, the prediction data of the specified time (t−Δt) one unit time before, and the first calculation of the prediction data of the specified time t are calculated. Substituting the data values into a continuous formula to calculate the water depth, concentration, bed height, river width, and erosion rate at the predicted point at the specified time t, and calculating the simulation database as the second calculated data of the predicted data at the specified time t (E) The information output unit records the hydrograph and riverbed invasion of the predicted point based on the data of the initial input data table and the calculated data table. Change in velocity, a change in the side coast erosion rate, changes in the river, bed variation of natural dams and Kawado, and summarized in that to display the changes in the flooding scope of the downstream region on the screen.

また、本発明の洪水流量推定方法は、下流域の河道上に単位距離ごとに予測地点を設定し、外部から入力される地形データ、流量データ、物性値データ、係数データを、予測地点とリンク付けた初期入力データテーブルとしてシミュレーションデータベースに保存するステップと、シミュレーション開始時間から終了時間まで、単位時間Δｔ間隔の指定時間ｔごとに、運動方程式と連続式の演算を繰り返し実行させるステップと、指定時間ｔが開始時間のときは、全ての予測地点について、順次、予測地点の初期入力データテーブルの値を運動方程式に代入して、指定時間ｔの予測データの第１算出データとして流量と流速を算出し、予測地点の初期入力データテーブルと指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、指定時間ｔの予測データの第２算出データとして水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録するステップと、指定時間ｔが開始時間以降のときは、全ての予測地点について、順次、予測地点の初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データの値を運動方程式に代入して、指定時間ｔの予測データの第１算出データとして流量と流速を算出し、予測地点の初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データと指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、指定時間ｔの予測データの第２算出データとして水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録するステップと、初期入力データテーブルと算出データテーブルのデータにより、予測地点のハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、天然ダムおよび河道の河床変動、下流域の氾濫範囲の変化を画面に表示するステップとを含むことを要旨とする。   In the flood flow estimation method of the present invention, a prediction point is set for each unit distance on the river channel in the downstream area, and terrain data, flow data, property value data, and coefficient data input from the outside are linked to the prediction point. A step of saving in the simulation database as an attached initial input data table, a step of repeatedly executing an equation of motion and a continuous equation for each specified time t of the unit time Δt from the simulation start time to the end time, and a specified time When t is the start time, the flow rate and the flow velocity are calculated as the first calculation data of the prediction data at the designated time t by sequentially substituting the values of the initial input data table of the prediction points into the equation of motion for all the prediction points. Substituting the value of the first input data table of the predicted point and the first calculated data of the predicted data at the specified time t into a continuous formula Calculating the water depth, concentration, bed height, river width, erosion rate as the second calculation data of the prediction data of the fixed time t, and recording it in the calculation data table of the simulation database; and when the specified time t is after the start time, For all prediction points, the initial input data table of the prediction point and the value of the prediction data of the specified time (t−Δt) one unit time before are substituted into the equation of motion, and the first prediction data of the specified time t A flow rate and a flow velocity are calculated as calculation data, and an initial input data table of prediction points, prediction data of a specified time (t-Δt) one unit time before, and values of first calculation data of prediction data of a specified time t are continuously calculated And the depth, concentration, bed height, river width, and erosion rate are calculated as the second calculation data of the prediction data for the specified time t, and the calculation data table of the simulation database is calculated. Log data, initial input data table and calculated data table data, hydrograph of predicted point, change of river bed erosion speed, change of side bank erosion speed, change of river width, river bed change of natural dam and river channel, And a step of displaying on the screen a change in the flooding area in the downstream area.

さらに、本発明の他の洪水流量推定方法は、下流域を単位区画のメッシュに分割し、メッシュを予測地点として設定し、外部から入力される地形データ、流量データ、物性値データ、係数データを、予測地点とリンク付けた初期入力データテーブルとしてシミュレーションデータベースに保存するステップと、予測地点が下流域の河道上に存在する場合、初期入力データテーブルの当該予測地点のデータに対象フラグを設定するステップと、シミュレーション開始時間から終了時間まで、単位時間Δｔ間隔の指定時間ｔごとに、運動方程式と連続式の演算を繰り返し実行させるステップと、指定時間ｔが開始時間のときは、初期入力データテーブルから対象フラグが設定された予測地点を検出し、当該予測地点の初期入力データテーブルの値を運動方程式に代入して、指定時間ｔの予測データの第１算出データとして流量と流速を算出し、当該予測地点の初期入力データテーブルと指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、指定時間ｔの予測データの第２算出データとして水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録するステップと、指定時間ｔが開始時間以降のときは、１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データから対象フラグが設定された予測地点を検出し、当該予測地点の水深が側岸の比高より大きい場合、指定時間ｔの予測データの当該予測地点の左右の予測地点に対象フラグを設定するステップと、指定時間ｔが開始時間以降のときは、指定時間ｔの予測データから対象フラグが設定された予測地点を検出し、当該予測地点の初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データの値を運動方程式に代入して、指定時間ｔの予測データの第１算出データとして流量と流速を算出し、予測地点の初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データと指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、指定時間ｔの予測データの第２算出データとして水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録するステップと、初期入力データテーブルと算出データテーブルのデータにより、予測地点のハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、天然ダムおよび河道の河床変動、下流域の氾濫範囲の変化を画面に表示するステップとを含むことを要旨とする。   Furthermore, another flood flow estimation method of the present invention divides the downstream area into unit section meshes, sets the mesh as a prediction point, and receives topographic data, flow data, physical property data, and coefficient data input from the outside. A step of storing in the simulation database as an initial input data table linked to the predicted point, and a step of setting a target flag in the data of the predicted point in the initial input data table when the predicted point exists on the downstream river channel From the simulation start time to the end time, the step of repeatedly executing the equation of motion and the continuous equation for each specified time t of the unit time Δt, and when the specified time t is the start time, from the initial input data table Detects the predicted point with the target flag set, and the value of the initial input data table for the predicted point Substituting into the equation of motion, the flow rate and flow velocity are calculated as the first calculation data of the prediction data at the specified time t, and the initial input data table of the prediction point and the value of the first calculation data of the prediction data at the specified time t are continuously used. Substituting into the equation, calculating the water depth, concentration, bed height, river width, erosion rate as the second calculation data of the prediction data of the specified time t, and recording in the calculation data table of the simulation database, and the specified time t starts After the time, if the predicted point where the target flag is set is detected from the predicted data of the specified time (t-Δt) one unit time ago, and the depth of the predicted point is greater than the specific height of the side bank, specify When the target flag is set at the prediction points on the left and right of the prediction point of the prediction data at time t, and when the specified time t is after the start time, the target data is calculated from the prediction data at the specified time t. Predicting the specified time t by substituting the initial input data table of the predicted point and the predicted data of the specified time (t-Δt) one unit time ago into the equation of motion. The flow rate and the flow velocity are calculated as the first calculation data of the data, the initial input data table of the prediction point, the prediction data of the specified time (t−Δt) one unit time before, and the first calculation data of the prediction data of the specified time t Substituting the values into a continuous equation, calculating the water depth, concentration, bed height, river width, erosion rate as the second calculation data of the prediction data for the specified time t, and recording it in the calculation data table of the simulation database; initial input Based on the data in the data table and the calculated data table, the hydrograph of the predicted point, the change in the riverbed erosion rate, the change in the side erosion rate, the change in the river width, the natural dam and the river channel Sheet fluctuations, and summarized in that comprising the step of displaying the change in the flooding scope of the downstream region on the screen.

本発明によれば、天然ダム下流域の任意地点のハイドログラフを作成することで、下流域の任意地点の洪水ピーク流量、下流域の任意地点への洪水到達時刻、洪水氾濫による被害範囲や最大水位、流速を予測できる。   According to the present invention, by creating a hydrograph of an arbitrary point in the downstream area of a natural dam, the flood peak flow rate at an arbitrary point in the downstream area, the arrival time of the flood at an arbitrary point in the downstream area, the damage range and maximum Can predict water level and flow velocity.

さらに、本発明によれば、川幅の変化、河床における侵食速度、側岸における侵食速度、および河床高の変化（河床変動）を予測できる。   Furthermore, according to the present invention, it is possible to predict changes in river width, river bed erosion rate, side bank erosion rate, and river bed height change (bed bed fluctuation).

本発明の洪水流量推定システムの概略図Schematic diagram of flood flow estimation system of the present invention （ａ）天然ダム越流決壊過程の模式図、（ｂ）ハイドログラフ(A) Schematic diagram of natural dam overflow overflow process, (b) Hydrograph 決壊直下地点、中流地点、下流地点のハイドログラフの一例Examples of hydrographs at points just below the breach, midstream, and downstream 川幅の変化を表した一例An example of changes in river width 河床侵食速度の変化を表した一例An example of changes in riverbed erosion rate. 側岸侵食速度の変化を表した一例An example of changes in the rate of lateral erosion 天然ダム天端の河床変動を表した一例An example of river bed change at the top of a natural dam 二層流モデルの模式図Schematic diagram of a two-layer flow model 側岸侵食過程の河道の矩形断面図Rectangular cross section of river channel in side erosion process 本発明の洪水流量推定システムの全体シーケンス図Overall sequence diagram of flood flow estimation system of the present invention 本発明の実施例１における予測地点の設定模式図Schematic diagram of setting predicted points in Example 1 of the present invention 本発明の実施例１の演算工程シーケンス図（その１）FIG. 1 is a sequence diagram of a calculation process according to the first embodiment of the present invention (part 1). 本発明の実施例１の演算工程シーケンス図（その２）FIG. 2 is a calculation process sequence diagram according to the first embodiment of the present invention (part 2). 本発明の実施例１の演算工程シーケンス図（その３）FIG. 3 is a calculation process sequence diagram according to the first embodiment of the present invention (part 3). 本発明の実施例１の演算工程シーケンス図（その４）Arithmetic process sequence diagram of embodiment 1 of the present invention (part 4) 本発明の実施例１の初期入力データテーブルInitial input data table of Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例１の算出データテーブルCalculation data table of Embodiment 1 of the present invention 本発明の実施例２と３における予測地点（メッシュ）の設定模式図Setting schematic diagram of prediction point (mesh) in Examples 2 and 3 of the present invention 本発明の実施例２の演算工程シーケンス図（その１）Arithmetic process sequence diagram of embodiment 2 of the present invention (part 1) 本発明の実施例２の演算工程シーケンス図（その２）Calculation process sequence diagram of embodiment 2 of the present invention (part 2) 本発明の実施例２の演算工程シーケンス図（その３）Arithmetic process sequence diagram of embodiment 2 of the present invention (part 3) 本発明の実施例２の演算工程シーケンス図（その４）Arithmetic process sequence diagram of embodiment 2 of the present invention (part 4) 本発明の実施例２の初期入力データテーブルInitial input data table of Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例２の算出データテーブルCalculation data table of Embodiment 2 of the present invention 本発明の実施例３の演算工程シーケンス図（その１）Arithmetic process sequence diagram of embodiment 3 of the present invention (part 1) 本発明の実施例３の演算工程シーケンス図（その２）Calculation process sequence diagram of embodiment 3 of the present invention (part 2) 本発明の実施例３の演算工程シーケンス図（その３）Arithmetic process sequence diagram of embodiment 3 of the present invention (part 3) 本発明の実施例３の演算工程シーケンス図（その４）Arithmetic process sequence diagram of embodiment 3 of the present invention (part 4) 本発明の実施例３の演算工程シーケンス図（その５）Arithmetic process sequence diagram of embodiment 3 of the present invention (No. 5) 本発明の実施例３の初期入力データテーブルInitial input data table of Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施例３の算出データテーブルCalculation data table of Embodiment 3 of the present invention 本発明の実施例２と実施例３の表示例Example of display of Example 2 and Example 3 of the present invention

本発明の洪水流量推定システム１０は、図１に示すように、各種データを外部から入力させる入力部１１と、入力部１１に接続され、外部から入力された各種データを記録するシミュレーションデータベース１６と、入力部１１に接続された制御部１２と、制御部１２およびシミュレーションデータベース１６に接続された運動方程式演算部１３と、制御部１２およびシミュレーションデータベース１６に接続された連続式演算部１４と、シミュレーションデータベース１６に接続された情報出力部１５とを含む。   As shown in FIG. 1, a flood flow estimation system 10 according to the present invention includes an input unit 11 for inputting various data from the outside, a simulation database 16 connected to the input unit 11 and recording various data input from the outside. The control unit 12 connected to the input unit 11, the motion equation calculation unit 13 connected to the control unit 12 and the simulation database 16, the continuous calculation unit 14 connected to the control unit 12 and the simulation database 16, and the simulation And an information output unit 15 connected to the database 16.

（各構成部の説明）
入力部１１は、外部から入力される地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、係数データ２３、およびオルソフォトデータ２４をシミュレーションデータベース１６に保存し、制御部１２を起動する。 (Description of each component)
The input unit 11 stores the terrain data 20, the flow rate data 21, the physical property value data 22, the coefficient data 23, and the orthophoto data 24 input from the outside in the simulation database 16 and activates the control unit 12.

制御部１２は、入力されたデータから下流域の洪水氾濫の時系列的なシミュレーション結果を得るために、時間を変化させて、運動方程式演算部１３と連続式演算部１４を繰り返し起動する。   In order to obtain a time-series simulation result of flooding in the downstream area from the input data, the control unit 12 changes the time and repeatedly activates the motion equation calculation unit 13 and the continuous calculation unit 14.

運動方程式演算部１３は、制御部１２から設定された時間の各予測地点の流量と流速を、運動方程式によって算出し、シミュレーションデータベース１６に記録する。   The motion equation calculation unit 13 calculates the flow rate and flow velocity at each prediction point for the time set by the control unit 12 by the motion equation and records them in the simulation database 16.

連続式演算部１４は、制御部１２から設定された時間の各予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を、連続式によって算出し、シミュレーションデータベース１６に記録する。   The continuous calculation unit 14 calculates the water depth, concentration, river bed height, river width, and erosion rate at each prediction point for the time set by the control unit 12 by a continuous method and records them in the simulation database 16.

情報出力部１５は、入力部１１によってシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０およびオルソフォトデータ２４と、運動方程式演算部１３と連続式演算部１４によってシミュレーションデータベース１６に記録された各予測地点の算出データから、ハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、天然ダムおよび河道全体の河床変動、天然ダム下流全域の氾濫範囲の変化の情報を画面に表示し、また外部に出力する。   The information output unit 15 includes the terrain data 20 and the orthophoto data 24 stored in the simulation database 16 by the input unit 11, and the prediction points recorded in the simulation database 16 by the motion equation calculation unit 13 and the continuous calculation unit 14. From the calculated data, the hydrograph, riverbed erosion rate change, side bank erosion rate change, river width change, natural dam and riverbed fluctuations, and changes in flooding area downstream of the natural dam are displayed on the screen. Also output to the outside.

（入力データの説明）
地形データ２０には、地震等により天然ダムが形成された直後に、形成された天然ダム周囲の新たに地形に関して、航空レーザ計測等により計測される天然ダムの形状データや河道地形データが含まれ、天然ダムの位置、高さ、長さ、幅、河床勾配、川幅、側岸の比高等の地理的数値を得ることができる。 (Description of input data)
The terrain data 20 includes shape data and river channel terrain data of natural dams measured by aviation laser measurement, etc., regarding new terrain around the formed natural dam immediately after the natural dam was formed by an earthquake or the like. Geographical values such as natural dam position, height, length, width, riverbed slope, river width, side bank specific height can be obtained.

流量データ２１には、形成された天然ダム周囲で計測された降雨情報等から得られる湛水域の流入量が含まれる。   The flow rate data 21 includes the inflow amount of a flooded area obtained from rainfall information and the like measured around the formed natural dam.

物性値データ２２には、形成された天然ダム周囲で調査された地質情報等から得られる天然ダムや河道を形成している砂礫の粒径、密度、堆積層濃度、内部摩擦角等が含まれる。   The physical property data 22 includes the particle size, density, sediment concentration, internal friction angle, etc. of natural dams and gravel forming river channels obtained from geological information surveyed around the formed natural dams. .

係数データ２３には、形成された天然ダムの特徴や周囲の状況を考慮してユーザによって設定される補正係数、側岸侵食速度係数等の数値計算に必要なパラメータが含まれる。   The coefficient data 23 includes parameters necessary for numerical calculation such as a correction coefficient set by the user in consideration of the characteristics of the formed natural dam and surrounding conditions, a side erosion speed coefficient, and the like.

オルソフォトデータ２４には、航空レーザ計測時の撮影された天然ダム周囲の画像が含まれ、天然ダムの下流域に存在する人家や施設の把握に利用する。   The orthophoto data 24 includes an image of the surroundings of a natural dam taken at the time of aviation laser measurement, and is used for grasping people and facilities existing in the downstream area of the natural dam.

（出力データの説明）
ハイドログラフは、横軸に時間をとり、縦軸に流量をとり、その時間変化を表した図である。 (Explanation of output data)
In the hydrograph, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the flow rate, and the time change is represented.

図２（ａ）に模式した天然ダムの越流決壊の過程と、図２（ｂ）に図示した天然ダムの決壊直下地点の流量の時間的な変化を示したハイドログラフを対比させながら説明する。   This will be explained by comparing the process of overflow failure of a natural dam shown in Fig. 2 (a) with the hydrograph showing the temporal change in the flow rate immediately below the failure of the natural dam shown in Fig. 2 (b). .

まず、図２（ａ）の（Ｉ）の過程では、形成された天然ダムに上流から水が流入して、水位が徐々に上昇する。この時点では、天然ダム決壊直下地点には水が流れて来ていないので、図２（ｂ）に図示したハイドログラフの（Ｉ）の区間では、流量がゼロである。   First, in the process (I) of FIG. 2A, water flows into the formed natural dam from the upstream, and the water level gradually rises. At this time, since water does not flow immediately below the natural dam break point, the flow rate is zero in the section (I) of the hydrograph shown in FIG.

次に、図２（ａ）の（ＩＩ）の過程では、水位が天然ダムの天端標高に達し、やがて天端を超えて越流が開始される。この時点の天然ダム決壊直下地点の流量は、図２（ｂ）に図示したハイドログラフの（ＩＩ）の区間に示すように、徐々に上昇する。   Next, in the process (II) of FIG. 2 (a), the water level reaches the top of the natural dam, and overtopping is started over the top of the dam. At this point, the flow rate immediately below the natural dam breaks gradually increases as shown in the section (II) of the hydrograph shown in FIG.

さらに、図２（ａ）の（ＩＩＩ）の過程では、越流により天然ダム天端が侵食されて、天然ダムに貯まった水が急激に流出しだす。この時点の天然ダム決壊直下地点の流量は、図２（ｂ）に図示したハイドログラフの（ＩＩＩ）の区間に示すように、急激に上昇しピークをむかえ、また急激に減少していく。なお、従来の手法では、このピーク時の流量のみを予測していた。   Further, in the process of (III) in FIG. 2 (a), the top of the natural dam is eroded by the overflow, and the water stored in the natural dam begins to flow out rapidly. At this point, the flow rate immediately below the natural dam breaks, as shown in the section (III) of the hydrograph shown in FIG. 2 (b), rises sharply, peaks, and then suddenly decreases. In the conventional method, only the peak flow rate is predicted.

最後に、図２（ａ）の（ＩＶ）の過程では、侵食により天然ダムの天端標高は低くなり、その標高より高く天然ダムに貯まっていた水は流出してしまったので、上流から流入してくる水とほぼ同量の水が天然ダムから流出し続ける。よって、この時期の天然ダム決壊直下地点の流量は、図２（ｂ）に図示したハイドログラフの（ＩＶ）の区間に示すようにほぼ一定量となる。   Finally, in the process of (IV) in Fig. 2 (a), the top elevation of the natural dam was lowered due to erosion, and the water stored in the natural dam higher than that elevation flowed out. Almost the same amount of incoming water continues to flow out of the natural dam. Therefore, the flow rate at the site immediately below the natural dam break at this time is almost constant as shown in the section (IV) of the hydrograph shown in FIG. 2 (b).

以上に示したように、ハイドログラフは洪水の流量の時間的な変化を表した図であり、本発明では、天然ダム決壊直下地点のみではなく、天然ダム下流域の各予測地点についてハイドログラフを生成する。   As shown above, the hydrograph is a diagram showing the temporal change in the flood flow. In the present invention, the hydrograph is not only applied to the site immediately below the natural dam break, but also to each predicted site in the downstream area of the natural dam. Generate.

したがって、一予測地点のハイドログラフにより、その地点でいつピーク流量となるかがわかるのみならず、各予測地点のハイドログラフを総合的に把握することで、各予測地点という点としてではなく、下流域という面として、さらに時系列で、洪水がどのような経路で下流域に到達するか、またその流量がどれだけになるかがわかる。   Therefore, the hydrograph at one predicted point not only shows when the peak flow rate is reached at that point, but by comprehensively grasping the hydrograph at each predicted point, In terms of the basin, it can be seen in chronological order how the flood reaches the downstream area and how much the flow will be.

ある天然ダムを対象に、天然ダム決壊直下地点、中流地点、下流地点の３予測地点について、本発明により予測した流量結果を情報出力部１５により出力させたハイドログラフの一例を図３に示す。   FIG. 3 shows an example of a hydrograph in which a flow rate result predicted by the present invention is output by the information output unit 15 for three predicted points of a natural dam breakage point, a midstream point, and a downstream point.

図３の３つのハイドログラフから、天然ダム決壊により、決壊直後の多量の水と土砂が下流へ伝播していくことが読み取れる。また、下流の地点ほどピークが明確ではなく、一定時間大きい流量が現れた後、流量が徐々に低下していく。   From the three hydrographs in Fig. 3, it can be seen that a large amount of water and sediment immediately after the failure propagates downstream due to the natural dam failure. Moreover, the peak is not clear as the point is downstream, and after a large flow rate appears for a certain time, the flow rate gradually decreases.

川幅の変化は、洪水により河道の側岸が侵食されることにより川幅が広がる現象を、各予測地点の川幅の数値として算出し表したものである。洪水の前後を比較するため、初期の川幅と侵食後の川幅を同時に表した図として表示することが好ましい。   The change in the river width is the calculation of the phenomenon that the river width expands due to the erosion of the side bank of the river channel due to flooding, as a numerical value of the river width at each predicted point. In order to compare before and after the flood, it is preferable to display the initial river width and the river width after erosion at the same time.

図４に、天然ダムＡ、Ｂ、Ｃを対象に、本発明により予測した川幅の変化を表した一例を示す。また、図４には、参照のため、天然ダムＡ、Ｂ、Ｃの位置、初期河床高と初期水位を同時に示している。   FIG. 4 shows an example of changes in river width predicted by the present invention for natural dams A, B, and C. FIG. For reference, FIG. 4 shows the positions of natural dams A, B, and C, the initial bed height, and the initial water level at the same time.

河床侵食速度の変化は、洪水により河床が侵食される現象を、各予測地点の河床侵食速度の数値として算出し表したものである。図５に、図４に示した天然ダムＡとＣについて、本発明により予測した河床侵食速度の変化を表した一例を示す。   The change in riverbed erosion rate is the calculation of the phenomenon of riverbed erosion due to flooding as a numerical value of the riverbed erosion rate at each predicted point. FIG. 5 shows an example of changes in the riverbed erosion rate predicted by the present invention for the natural dams A and C shown in FIG.

側岸侵食速度の変化は、洪水により河道の側岸が侵食されることにより川幅が広がる現象を、各予測地点の側岸侵食速度の数値として算出し表したものである。図６に、図４に示した天然ダムＡとＣについて、本発明により予測した側岸侵食速度の変化を表した一例を示す。   The change in the side bank erosion rate is a calculation of the phenomenon that the river width widens due to the erosion of the side bank of the river channel due to flooding as a numerical value of the side erosion rate at each predicted point. FIG. 6 shows an example of changes in the side bank erosion speed predicted by the present invention for the natural dams A and C shown in FIG.

河床変動は、流れの状態（流速，土砂濃度等）や地形条件（河床勾配等）によって、河床の土砂が流れに取り込まれることにより河床が侵食されたり、水とともに流れている土砂が堆積したりすることで発生する河床高の変化を、各予測地点の時間ごとの河床高の数値として算出し表したものである。   Depending on the flow conditions (velocity, sediment concentration, etc.) and topographical conditions (river slope, etc.), the riverbed is eroded by the riverbed sediment and the sediment flowing with water accumulates. The change of the riverbed height that occurs by doing this is calculated and expressed as a numerical value of the riverbed height for each predicted point.

図７に示した本発明により予測した天然ダム天端の河床変動を表した一例では、決壊前の元河床を破線で示し、決壊１０秒後、３０秒後、１分後、１時間後、および２、３、４時間後の河床高を実線で示している。   In the example shown in FIG. 7, the natural river dam peak predicted by the present invention shows the original river bed before the break with a broken line, 10 seconds after the break, 30 seconds later, 1 minute later, 1 hour later, The riverbed height after 2, 3 and 4 hours is indicated by a solid line.

図７に示した河床変動から、時間とともに天然ダム天端が急激に侵食され、侵食された土砂が天然ダム天端の下流に堆積していく様子がわかる。   From the riverbed fluctuation shown in Fig. 7, it can be seen that the top of the natural dam suddenly erodes over time and the eroded earth and sand accumulates downstream of the top of the natural dam.

さらに、本発明では、河道全体について同様に河床高を算出し、下流域全体の河床変動として把握する。   Furthermore, in the present invention, the riverbed height is calculated in the same way for the entire river channel, and is grasped as the riverbed fluctuation in the entire downstream area.

天然ダム下流全域の氾濫範囲の変化は、ハイドログラフにより浸水が発生した予測地点を特定し、浸水した予測地点を、他の予測地点と識別するため色分けする等して、氾濫範囲を時系列的に地図またはオルソフォトデータ２４上に表示した画像データとして作成、表示される。   Changes in the inundation area in the entire downstream of the natural dam are identified by predicting the inundation area by hydrograph and color-coding the inundation area to distinguish it from other prediction areas. Are created and displayed as image data displayed on the map or the orthophoto data 24.

また、ハイドログラフにより各予測地点の水深を特定し、水深を識別するため色分けしても構わない。   Moreover, the water depth of each prediction point may be specified by a hydrograph, and color coding may be performed to identify the water depth.

河道上の予測地点についてのみハイドログラフを得る場合は、河道上の予測地点の予測水深や側岸の比高から溢れる水量を計算し、当該水量が流れ込むと想定される範囲を、周囲の標高等から特定し、氾濫範囲とする。   When obtaining hydrographs only for predicted points on the river channel, calculate the amount of water overflowing from the predicted water depth of the predicted point on the river channel and the specific height of the side bank, It is specified from the above, and it is set as the flooding range.

さらに、作成された画像データをコマ送り表示することで、氾濫範囲の変化を動的に表現することができる。   Furthermore, by displaying the created image data frame-by-frame, changes in the flooding range can be dynamically expressed.

（運動方程式と連続式の説明）
本発明の洪水流量推定システム１０では、天然ダムが越流決壊する際の急激な堤体侵食過程および流量増加を解析するために、二層流モデルを基本とした支配方程式を離散化し、数値計算にはリープフロッグスキーム法を使用して、任意断面の洪水流量，洪水高，土砂濃度等の時間的変化を求める。 (Explanation of equations of motion and continuity)
In the flood flow estimation system 10 of the present invention, in order to analyze the rapid levee body erosion process and flow increase when a natural dam overflows, the governing equations based on the two-layer flow model are discretized and numerically calculated. In this case, the leapfrog scheme method is used to obtain temporal changes in flood flow, flood height, sediment concentration, etc. of any section.

適用する二層流モデルでは、図８に示すように、全流動層（Ｔ）を、水のみが流れる水流層（Ｗ）と、水と砂礫の混合物が流れる砂礫移動層（Ｓ）とに分解し、土石流から掃流状集合流動への遷移過程を、各層毎の支配方程式に基づいて解析する。   In the two-layer flow model to be applied, as shown in FIG. 8, the entire fluidized bed (T) is decomposed into a water flow layer (W) in which only water flows and a gravel moving bed (S) in which a mixture of water and gravel flows. Then, the transition process from debris flow to sweeping collective flow is analyzed based on the governing equations for each layer.

図８の河道の縦断面の模式図では、河道を、下から土壌や砂礫が堆積した堆積層（Ｍ）、水と砂礫の混合物が流れる砂礫移動層（Ｓ）、および水のみが流れる水流層（Ｗ）と表している。また、堆積層（Ｍ）と砂礫移動層（Ｓ）の境を河床（Ｂ）、砂礫移動層（Ｓ）と水流層（Ｗ）の境を境界（Ｉ）、そして水流層（Ｗ）と空中の境を自由表面（Ｆ）と表す。   In the schematic view of the longitudinal section of the river channel in FIG. 8, the river channel is divided into a sedimentary layer (M) where soil and gravel are deposited from below, a gravel moving layer (S) through which a mixture of water and gravel flows, and a water current layer through which only water flows. (W). In addition, the boundary between the sedimentary layer (M) and the gravel moving layer (S) is the river bed (B), the boundary between the gravel moving layer (S) and the hydrological layer (W) is the boundary (I), and the hydrological layer (W) is in the air. The boundary is expressed as a free surface (F).

さらに、二層流モデルでは、境界（Ｉ）を通じて質量と体積の流束（フラックス）が介在し、図８に矢印で示したように、堆積層（Ｍ）と砂礫移動層（Ｓ）の間で水や砂礫などの流動物の移動が起こり、砂礫移動層（Ｓ）と水流層（Ｗ）の間でも水の移動が起こる。この移動により、単位時間・単位面積あたりの砂礫移動層（Ｓ）内へ湧き出す量をＳＴ、水流層（Ｗ）の獲得する体積量をＳｉとして示している。 Furthermore, in the two-layer flow model, a mass and volume flux (flux) is interposed through the boundary (I), and as shown by arrows in FIG. 8, between the sedimentary layer (M) and the gravel moving layer (S). Therefore, fluid such as water and gravel moves, and water also moves between the gravel moving layer (S) and the water flow layer (W). This movement is shown an amount of S T which begins to spring to the unit time and per unit gravel moving layer per area (S) in the acquisition to volume of water flow layer (W) as S i.

また、図８には、河道の縦断面に重ねて、水の流れる方向をＸ軸、高さ（標高）をＺ軸、河床勾配θとして、全流動層の濃度ｃのグラフと流速ｕのグラフを示している。   FIG. 8 is a graph of the concentration c and the flow velocity u of the total fluidized bed, with the water flow direction as the X-axis, the height (elevation) as the Z-axis, and the riverbed gradient θ. Is shown.

本システムでは、越流による縦方向の侵食と同時に生じる横方向の侵食（側岸侵食）の進行も考慮し、側岸は図９に示すような過程で侵食されるものとする。   In this system, considering the progress of lateral erosion (side bank erosion) that occurs simultaneously with the vertical erosion due to overflow, the side bank is assumed to be eroded in the process shown in FIG.

図９の（１）は、侵食前の河道横断面の状態を近似した矩形断面を示し、川幅Ｂ１、側岸の比高Ｈ１、全流動層の厚さｈｔ１、ｘ方向の流速ｕ１とする。 (1) in FIG. 9 shows a rectangular cross section approximating the state of the river channel cross section before erosion. The river width B 1 , the side bank specific height H 1 , the total fluidized bed thickness h t1 , the x-direction flow velocity u Set to 1 .

図９の（２）は、予想される侵食箇所を破線で模式図に示す。河床は河床侵食量Ｖの分だけ底面方向にえぐり取られ、側岸は側岸侵食量ＶＳの分だけ両側方向に削られる。つまり、側岸の片側では、ＶＳ／２分、幅で表すとΔＢ分だけ削られる。 (2) of FIG. 9 shows an expected erosion place in a schematic diagram with a broken line. The river bed is removed in the bottom direction by the amount of river bed erosion V, and the side bank is cut in both directions by the amount of side erosion V S. In other words, on one side of the side bank, it is cut by V S / 2 minutes, and by ΔB by width.

図９の（３）は、侵食後の河道横断面の状態を近似した矩形断面を示し、川幅は両側にΔＢ分ずつ増加しＢ２となる。河床はｄｚ分だけ低くなるため、側岸の比高はＨ１＋ｄｚとなる。 (3) in FIG. 9 shows a rectangular cross-section which approximates the state of the river cross-section after erosion, river becomes incremented by ΔB minutes on each side B 2. Since the riverbed is lowered by dz, the specific height of the side bank is H 1 + dz.

各層毎の支配方程式として、以下に示す連続式及び運動方程式を用いる。連続式は、圧縮による体積変化が生じない流体では、ある区間における質量が保存されるという考え方に基づいている。同様に運動方程式は、圧縮による体積変化が生じない流体では、ある区間における運動量が保存されるという考え方に基づいている。   As a governing equation for each layer, the following continuous equation and equation of motion are used. The continuous type is based on the idea that the mass in a certain section is preserved in a fluid that does not change in volume due to compression. Similarly, the equation of motion is based on the idea that the momentum in a certain section is preserved in a fluid in which volume change due to compression does not occur.

この連続式と運動方程式を連立させて、時間的には前進、空間的には上流から下流に向かって解き、ある地点Ｘ・ある時間Ｔの未知数（例えば洪水流量，洪水高，土砂濃度等）を求める。この際、四則演算のみの差分方程式の形にして、リープフロッグスキーム法という手法で数値計算を行って連立式を解いていく。   By combining these continuous equations and equations of motion, they are solved temporally and spatially from upstream to downstream, and unknowns at a certain point X and a certain time T (for example, flood flow, flood height, sediment concentration, etc.) Ask for. In this case, the simultaneous equations are solved by performing a numerical calculation by a method called a leapfrog scheme method in the form of a difference equation with only four arithmetic operations.

例えば、ある地点Ｘ・ある時間Ｔの洪水高は、Δｔ時間前（Ｔ−Δｔ）の洪水高と、その上下流の断面（Ｘ−Δｘ／２及びＸ＋Δｘ／２）の洪水流量を用いて求める。   For example, the flood height at a certain point X and a certain time T is obtained by using the flood height before Δt time (T−Δt) and the flood flow of the upstream and downstream sections (X−Δx / 2 and X + Δx / 2). .

ここに、数式中のρは平均密度、θは河床勾配、Ｂは川幅、ｈは流動層厚、Ｈは側岸の比高、ｖは平均流速、ｇは重力加速度、ｃは全流動層平均濃度、ｃｓは砂礫移動層（Ｓ）の平均濃度、ｃ＊は堆積層濃度、ｕＩは境界（Ｉ）におけるｘ方向の流速、Ｐｗは境界（Ｉ）から自由表面（Ｆ）にわたって積分した水流層（Ｗ）に作用する圧力、Ｐｓは河床から境界（Ｉ）にわたって積分した砂礫移動層（Ｓ）に作用する圧力、ＰＩは境界（Ｉ）における圧力、τｗは境界（Ｉ）に作用するせん断応力、τｂは河床面せん断応力、ｓＴは河床面を通した砂礫移動層（Ｓ）内への湧き出し量（侵食速度）、ｚｂは河床高、γ、γ′、βｓ、βｗは流速と濃度、密度が分布の形状を示すことに起因する分布補正係数、σは砂礫密度、θｅは全流動層平均濃度に対応する平衡勾配、φｓは砂礫の内部摩擦角、ｋｆ＝０．２５、ｋｇ＝０．０８２８、ｅは反発係数、ｄは粒径、τｅｘｔ（ｚ＝ｚｂ）は河床面での外力としてのせん断応力、τｙｋ（ｚ＝ｚｂ）は河床面直上面における降伏応力である。 Where ρ is the average density, θ is the riverbed gradient, B is the river width, h is the fluidized bed thickness, H is the side bank specific height, v is the average flow velocity, g is the gravitational acceleration, and c is the total fluidized bed average. Concentration, c s is the average concentration of the gravel moving layer (S), c * is the sediment layer concentration, u I is the flow velocity in the x direction at the boundary (I), P w is integrated from the boundary (I) to the free surface (F) Ps is the pressure acting on the gravel moving bed (S) integrated from the river bed to the boundary (I), P I is the pressure at the boundary (I), and τ w is the boundary (I shear stress acting on), tau b is springing out of bed surface shear stress, s T into the gravel moving bed through the bed surface (S) in (erosion speed), z b are bed height, gamma, gamma ' , Β s , β w are flow velocity and concentration, distribution correction coefficient due to density indicating the shape of distribution, σ is gravel density, θ e is total fluidized bed Equilibrium gradient corresponding to the average concentration, φ s is the internal friction angle of gravel, k f = 0.25, k g = 0.0828, e is the coefficient of restitution, d is the particle size, τ ext (z = zb) is the river bed The shear stress τ yk (z = zb) as an external force on the surface is the yield stress in the immediate upper surface of the river bed.

なお、添え字の１、２は時間ステップの前と後を示し、添え字のｗ、ｓ、ｔはそれぞれ水流層（Ｗ）、砂礫移動層（Ｓ）、全流動層（Ｔ）についての値であることを示す。   The subscripts 1 and 2 indicate before and after the time step, and the subscripts w, s, and t are values for the water flow layer (W), the gravel moving bed (S), and the total fluidized bed (T), respectively. Indicates that

以下に連続式を示す。

Figure 2012017628
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 The continuous type is shown below.
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以下に運動方程式を示す。

Figure 2012017628
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 The equation of motion is shown below.
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（システムの処理工程）
図１０に示した本システムの処理シーケンスを参照しながら、各処理工程について説明する。 (System processing process)
Each processing step will be described with reference to the processing sequence of the system shown in FIG.

（イ）入力工程
本システムでは、まず、入力部１１は、外部から入力される地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、係数データ２３、およびオルソフォトデータ２４をシミュレーションデータベース１６に保存する（Ｓ１０）。 (A) Input process In this system, first, the input unit 11 stores the topographic data 20, flow data 21, physical property data 22, coefficient data 23, and orthophoto data 24 input from the outside in the simulation database 16. (S10).

（ロ）演算工程
次に、入力部１１により起動された制御部１２は、シミュレーションを行う期間の開始時間から終了時間まで、所定の単位時間Δｔごとに、運動方程式演算部１３と連続式演算部１４を起動して（Ｓ１１）、計算を繰り返させる（Ｓ１４）。 (B) Calculation Step Next, the control unit 12 activated by the input unit 11 includes a motion equation calculation unit 13 and a continuous calculation unit every predetermined unit time Δt from the start time to the end time of the simulation period. 14 is started (S11), and the calculation is repeated (S14).

運動方程式演算部１３は、シミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３を読み出し、数式（７）から数式（１８）の運動方程式を解いて、制御部１２により設定された時間における各予測地点の流量と流速を算出し、計算結果を第１算出データＲ１としてシミュレーションデータベース１６に記録する（Ｓ１２）。   The motion equation calculation unit 13 reads the topographic data 20, the flow rate data 21, the physical property value data 22, and the coefficient data 23 stored in the simulation database 16, and solves the motion equation of Formula (18) from Formula (7). The flow rate and flow velocity at each prediction point at the time set by the control unit 12 are calculated, and the calculation result is recorded in the simulation database 16 as the first calculation data R1 (S12).

連続式演算部１４は、シミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３と、運動方程式演算部１３によってシミュレーションデータベース１６に記録された第１算出データＲ１を読み出し、数式（１）から数式（６）の連続式を解いて、制御部１２により設定された時間における各予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、河床侵食速度、側岸侵食速度を算出し、計算結果を第２算出データＲ２としてシミュレーションデータベース１６に記録する（Ｓ１３）。   The continuous calculation unit 14 includes the topographic data 20, the flow rate data 21, the physical property value data 22, the coefficient data 23 stored in the simulation database 16, and the first calculation data recorded in the simulation database 16 by the motion equation calculation unit 13. R1 is read, the continuous equation of Equation (1) to Equation (6) is solved, and the water depth, concentration, river bed height, river width, river bed erosion speed, side bank erosion speed at the time set by the control unit 12 And the calculation result is recorded in the simulation database 16 as the second calculation data R2 (S13).

（ハ）出力工程
情報出力部１５は、入力部１１によってシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０と、運動方程式演算部１３と連続式演算部１４によってシミュレーションデータベース１６に記録された各予測地点の第１算出データＲ１と第２算出データＲ２を読み出し、ユーザの指示する情報を画面に表示し、また外部に出力する（Ｓ１５）。 (C) Output process The information output unit 15 includes the topographic data 20 stored in the simulation database 16 by the input unit 11 and the prediction points recorded in the simulation database 16 by the motion equation calculation unit 13 and the continuous calculation unit 14. The first calculation data R1 and the second calculation data R2 are read, and information instructed by the user is displayed on the screen and output to the outside (S15).

ユーザの指示する情報の種類には、以下のようなものがある。   The types of information designated by the user are as follows.

・任意の予測地点の第１算出データＲ１の流量を、時間経過に従って表した当該予測地点のハイドログラフ
・任意の予測地点の第２算出データＲ２の河床侵食速度を、時間経過に従って表した当該予測地点の河床侵食速度変化
・任意の予測地点の第２算出データＲ２の側岸侵食速度を、時間経過に従って表した当該予測地点の側岸侵食速度変化
・ある時間の全予測地点の第２算出データＲ２の川幅を、決壊前の地形データ２０の川幅上にプロットした河道全体またはある区間の川幅の変化
・任意の予測地点の第２算出データＲ２の河床高を、時間経過に従って表した当該予測地点の河床変動
・ある時間の全予測地点の第２算出データＲ２の河床高を、決壊前の地形データ２０の河床高上にプロットした河道全体またはある区間の河床変動
また、情報出力部１５は、ある時間の全予測地点の第２算出データＲ２の水深と、決壊前の地形データ２０の標高から洪水高を計算し、天然ダム下流全域の氾濫範囲を特定し、シミュレーションデータベース１６に保存されたオルソフォトデータ２４上に、氾濫範囲を重ねて表示する。 ・ The hydrograph of the predicted point representing the flow rate of the first calculated data R1 at an arbitrary predicted point over time. ・ The predicted value representing the river erosion rate of the second calculated data R2 at an arbitrary predicted point over time. Change in riverbed erosion speed at the point ・ Second calculation data of the second calculation data R2 of the arbitrary prediction point The change in the side erosion speed of the prediction point and the second calculation data of all prediction points at a certain time represented by the passage of time Prediction point that represents the river height of the second calculated data R2 of the entire river channel or the change of the river width of a certain section of the river channel plotted on the river width of the topographical data 20 before the break, or the arbitrary calculation point R2 Riverbed changes ・ The riverbed height of the second calculated data R2 of all forecast points at a certain time is plotted on the riverbed height of the terrain data 20 before the breakage. The information output unit 15 calculates the flood height from the water depth of the second calculation data R2 of all the predicted points at a certain time and the elevation of the topographic data 20 before the failure, specifies the flooding area in the entire downstream area of the natural dam, and performs the simulation. The flooding area is displayed over the orthophoto data 24 stored in the database 16.

さらに、情報出力部１５は、時間ごとの氾濫範囲を、時間経過に従ってオルソフォトデータ２４上に重ねて連続表示していくことで、動画として氾濫範囲の変化を表示する。   Furthermore, the information output unit 15 displays the change of the flooding range as a moving image by continuously displaying the flooding range for each hour on the orthophoto data 24 over time.

次に、実施例１、実施例２および実施例３を例示しながら、演算工程について詳しく説明する。   Next, the calculation process will be described in detail with reference to Example 1, Example 2, and Example 3.

本発明の実施例１は、図１１に示すように、河道に沿って予測地点ｄ１、予測地点ｄ２、・・・、予測地点ｄｎを設定して、各予測地点について演算し、洪水流量等を推定する例である。   In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 11, a prediction point d1, a prediction point d2,..., A prediction point dn are set along the river channel, and calculation is performed for each prediction point. This is an example of estimation.

実施例１の入力工程で、入力部１１は、河道に沿って例えば１０メートル間隔ごとに予測地点を設定し、各予測地点に予測地点番号ｄｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を割りあて、各予測地点の河道の横断面を図９に図示したように矩形断面に近似させ、外部から入力する地形データ２０等を、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａの例のようにシミュレーションデータベース１６に保存する。   In the input process of the first embodiment, the input unit 11 sets prediction points, for example, every 10 meters along the river channel, and predictive point numbers di (i = 1, 2,..., N) for each prediction point. As shown in FIG. 16, the cross section of the river channel at each prediction point is approximated to a rectangular cross section as shown in FIG. 9, and the terrain data 20 or the like input from the outside is as in the example of the initial input data table 30a shown in FIG. And stored in the simulation database 16.

なお、図１６は、外部から入力する地形データ２０等から得られるデータの一覧をテーブル形式で表した図であり、データ構造を限定したものではない。データを実際にシミュレーションデータベース１６に保存する際は、リレーショナルデータベース機能を利用して、地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、係数データ２３等の種別ごとにグループ化したテーブルとして保存し、予測地点番号ｄｉをキーとして各データをリンク付けて、関連を持たせても構わない。   FIG. 16 is a diagram showing a list of data obtained from terrain data 20 or the like input from the outside in a table format, and does not limit the data structure. When actually storing the data in the simulation database 16, using the relational database function, the data is stored as a table grouped for each type of terrain data 20, flow data 21, physical property data 22, coefficient data 23, Each data may be linked by using the predicted point number di as a key so as to be related.

つづいて、図１２から図１５に示した実施例１の演算工程のシーケンス図を参照しながら、実施例１の演算工程について詳しく説明する。   Next, the calculation process of the first embodiment will be described in detail with reference to the sequence diagrams of the calculation process of the first embodiment shown in FIGS.

まず、図１２に示すように、実施例１の演算工程で、制御部１２はシミュレーションを行う期間の開始時間Ｔの状態について、運動方程式演算部１３を起動して計算を実行させる（Ｓ１００）。   First, as shown in FIG. 12, in the calculation process of the first embodiment, the control unit 12 activates the motion equation calculation unit 13 to execute the calculation for the state of the start time T of the simulation period (S100).

起動された運動方程式演算部１３は、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３を読み出し（Ｓ１０１）、予測地点番号ｄｉに初期値「１」を設定する（Ｓ１０２）。   The activated equation-of-motion calculation unit 13 reads the terrain data 20, the flow rate data 21, the physical property value data 22, and the coefficient data 23 stored in the simulation database 16 which is an element of the initial input data table 30a shown in FIG. (S101), an initial value “1” is set to the predicted spot number di (S102).

次に、運動方程式演算部１３は、各予測地点についての運動方程式の繰り返し演算処理に移行するが、シーケンス図では、予測地点番号ｄｉの予測地点を予測地点ｄｉと記す。   Next, the motion equation calculation unit 13 shifts to the motion equation iterative calculation processing for each prediction point, but in the sequence diagram, the prediction point of the prediction point number di is described as the prediction point di.

運動方程式演算部１３は、第１回目の繰り返し演算処理では、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａの予測地点ｄ１の欄に該当する予測地点ｄ１に関する値を数式（７）から数式（１８）の運動方程式に代入して、予測地点ｄ１の流量（水流層（Ｗ）の流動層厚ｈｗと砂礫移動層（Ｓ）の流動層厚ｈｓ）と流速（水流層（Ｗ）の平均流速ｖｗと砂礫移動層（Ｓ）の平均流速ｖｓ）を算出する（Ｓ１０３）。 In the first iterative calculation process, the motion equation calculation unit 13 sets the value related to the predicted point d1 corresponding to the column of the predicted point d1 in the initial input data table 30a illustrated in FIG. 16 from Formula (7) to Formula (18). by substituting the equation of motion, the mean flow velocity of the flow velocity (flow layer thickness h s of the fluidized layer thickness h w and gravel transport layer water layer (W) (S)) the flow rate of the prediction point d1 (water layer (W) v average flow velocity v s of w and gravel transport layer (S)) is calculated (S103).

運動方程式演算部１３は、予測地点ｄ１について算出が終わると、予測地点番号ｄｉに１を加算し（Ｓ１０４）、予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなったか判定する（Ｓ１０５）。   When the calculation for the predicted point d1 ends, the motion equation calculation unit 13 adds 1 to the predicted point number di (S104), and determines whether the predicted point number di is greater than the last predicted point number dn (S105).

予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎ以下の場合、運動方程式演算部１３は、繰り返し演算処理に戻り、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａの予測地点ｄｉの欄に該当する予測地点ｄｉに関する値を数式（７）から数式（１８）の運動方程式に代入して、予測地点ｄｉの流量（水流層（Ｗ）の流動層厚ｈｗと砂礫移動層（Ｓ）の流動層厚ｈｓ）と流速（水流層（Ｗ）の平均流速ｖｗと砂礫移動層（Ｓ）の平均流速ｖｓ）を算出する（Ｓ１０３）。 When the predicted point number di is less than or equal to the last predicted point number dn, the motion equation calculation unit 13 returns to the iterative calculation process, and the predicted point di corresponding to the column of the predicted point di in the initial input data table 30a shown in FIG. value by substituting from equation (7) to the equation of motion of the equation (18) the related to, fluidized bed thickness h s of the flow rate of the prediction point di (fluidized bed thickness h w and gravel moving layer of the water layer (W) (S) ) And flow velocity (average flow velocity v w of the water flow layer (W) and average flow velocity v s of the gravel moving bed (S)) are calculated (S103).

運動方程式演算部１３は、さらに予測地点番号ｄｉに１を加算し（Ｓ１０４）、予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなったか判定し（Ｓ１０５）、予測地点ｄｎになるまで同様に繰り返し演算処理を実行する。   The motion equation calculation unit 13 further adds 1 to the predicted spot number di (S104), determines whether the predicted spot number di is larger than the last predicted spot number dn (S105), and similarly until the predicted spot number dn is reached. Perform repeated arithmetic processing.

予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなった場合、運動方程式演算部１３は、全予測地点（ｄ１、ｄ２、・・・、ｄｎ）の流量と流速の計算結果を、図１７に示した算出データテーブル３１ａの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ１０６）、開始時間Ｔの状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ１０７）。   When the predicted point number di is larger than the last predicted point number dn, the motion equation calculator 13 calculates the flow rate and flow velocity calculation results of all predicted points (d1, d2,..., Dn) in FIG. The simulation data 16 is recorded in the simulation database 16 as the first calculation data R1 of the predicted data of the start time T of the calculated data table 31a shown (S106), and the control unit 12 is notified that the calculation is finished for the state of the start time T (S107). ).

次に、図１３に示すように、制御部１２はシミュレーションを行う期間の開始時間Ｔの状態について、連続式演算部１４を起動して計算を実行させる（Ｓ２００）。   Next, as shown in FIG. 13, the control unit 12 activates the continuous calculation unit 14 to execute the calculation for the state of the start time T of the simulation period (S200).

起動された連続式演算部１４は、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３と、運動方程式演算部１３によってシミュレーションデータベース１６に記録された図１７に示した算出データテーブル３１ａの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１を読み出す（Ｓ２０１）。   The activated continuous calculation unit 14 includes terrain data 20, flow rate data 21, physical property value data 22, and coefficient data 23 stored in the simulation database 16 which is an element of the initial input data table 30a shown in FIG. The first calculation data R1 of the prediction data of the start time T of the calculation data table 31a shown in FIG. 17 recorded in the simulation database 16 by the motion equation calculation unit 13 is read (S201).

次に、連続式演算部１４は、予測地点番号ｄｉに初期値「１」を設定し（Ｓ２０２）、各予測地点についての連続式の繰り返し演算処理に移行する。   Next, the continuous calculation unit 14 sets an initial value “1” for the predicted point number di (S202), and proceeds to a continuous iterative calculation process for each predicted point.

連続式演算部１４は、第１回目の繰り返し演算処理では、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａと図１７に示した算出データテーブル３１ａの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１の予測地点ｄ１の欄に該当する予測地点ｄ１に関する値を数式（１）から数式（６）の連続式に代入して、水深（全流動層（Ｔ）の流動層厚ｈｔ）、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴを算出する（Ｓ２０３）。 In the first iterative calculation process, the continuous calculation unit 14 calculates the first calculation data R1 of the prediction data of the start time T of the initial input data table 30a shown in FIG. 16 and the calculation data table 31a shown in FIG. By substituting the value related to the predicted point d1 corresponding to the column of the predicted point d1 into the continuous formula of Formula (1) to Formula (6), the water depth (the fluidized bed thickness h t of the total fluidized bed (T)), the river bed height z b , river width B, river bed erosion speed s T , side bank erosion (widening) speed ss T are calculated (S203).

連続式演算部１４は、予測地点ｄ１について算出が終わると、予測地点番号ｄｉに１を加算し（Ｓ２０４）、予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなったか判定する（Ｓ２０５）。   When the calculation for the predicted spot d1 ends, the continuous calculation unit 14 adds 1 to the predicted spot number di (S204), and determines whether the predicted spot number di is larger than the last predicted spot number dn (S205).

予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎ以下の場合、連続式演算部１４は、繰り返し演算処理に戻り、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａと図１７に示した算出データテーブル３１ａの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１の予測地点ｄｉの欄に該当する予測地点ｄｉに関する値を数式（１）から数式（６）の連続式に代入して、水深（全流動層（Ｔ）の流動層厚ｈｔ）、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴを算出する（Ｓ２０３）。 When the predicted spot number di is less than or equal to the last predicted spot number dn, the continuous calculation unit 14 returns to the repeated calculation process and starts the initial input data table 30a shown in FIG. 16 and the calculated data table 31a shown in FIG. By substituting the value related to the predicted point di corresponding to the predicted point di column of the first calculated data R1 of the predicted data at time T into the continuous formula of Formula (1) to Formula (6), the water depth (total fluidized bed (T ) fluidized layer thickness h t of) bed height z b, river B, riverbed erosion rate s T, calculates a side coast erosion (widening) speed ss T (S203).

連続式演算部１４は、さらに予測地点番号ｄｉに１を加算し（Ｓ２０４）、予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなったか判定し（Ｓ２０５）、予測地点ｄｎになるまで同様に繰り返し演算処理を実行する。   The continuous calculation unit 14 further adds 1 to the predicted spot number di (S204), determines whether the predicted spot number di is larger than the last predicted spot number dn (S205), and similarly until the predicted spot number dn is reached. Perform repeated arithmetic processing.

予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなった場合、連続式演算部１４は、全予測地点（ｄ１、ｄ２、・・・、ｄｎ）の水深、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴの計算結果を、図１７に示した算出データテーブル３１ａの開始時間Ｔの予測データの第２算出データＲ２としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ２０６）、開始時間Ｔの状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ２０７）。 When the predicted point number di becomes larger than the last predicted point number dn, the continuous calculation unit 14 calculates the water depth, river bed height z b , river width B, river bed of all predicted points (d1, d2,..., Dn). The calculation results of the erosion speed s T and the side bank erosion (widening) speed ss T are recorded in the simulation database 16 as the second calculation data R2 of the prediction data of the start time T in the calculation data table 31a shown in FIG. ) Notifying the control unit 12 that the calculation has been completed for the state of the start time T (S207).

開始時間Ｔの状態についての演算が全て終了すると、図１４に示すように、制御部１２は、前回指定した時間（今回は開始時間Ｔ）から所定の単位時間Δｔ後の状態について、再び連続式演算部１４を起動して計算を実行させる（Ｓ３００）。   When all the calculations for the state of the start time T are completed, as shown in FIG. 14, the control unit 12 again repeats the continuous state for the state after a predetermined unit time Δt from the previously specified time (this time, the start time T). The calculation unit 14 is activated to perform calculation (S300).

再び起動された運動方程式演算部１３は、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３と、図１７に示した算出データテーブル３１ａの予測データを読み出し（Ｓ３０１）、予測地点番号ｄｉに初期値「１」を設定し（Ｓ３０２）、各予測地点についての運動方程式の繰り返し演算処理に移行する。   The motion equation calculation unit 13 activated again includes the topographic data 20, the flow rate data 21, the physical property value data 22, and the coefficient data 23 stored in the simulation database 16 which is an element of the initial input data table 30a shown in FIG. Then, the prediction data of the calculation data table 31a shown in FIG. 17 is read (S301), the initial value “1” is set to the prediction point number di (S302), and the process proceeds to the iterative calculation process of the motion equation for each prediction point. .

運動方程式演算部１３は、第１回目の繰り返し演算処理では、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａと図１７に示した算出データテーブル３１ａ内の１単位時間前の指定時間の予測データの予測地点ｄ１の欄に該当する予測地点ｄ１に関する値を数式（７）から数式（１８）の運動方程式に代入して、予測地点ｄ１の流量（水流層（Ｗ）の流動層厚ｈｗと砂礫移動層（Ｓ）の流動層厚ｈｓ）と流速（水流層（Ｗ）の平均流速ｖｗと砂礫移動層（Ｓ）の平均流速ｖｓ）を算出する（Ｓ３０３）。 In the first iterative calculation process, the motion equation calculation unit 13 predicts the prediction data of the specified time one unit time before in the initial input data table 30a shown in FIG. 16 and the calculated data table 31a shown in FIG. the values for prediction point d1 corresponding to the column of point d1 by substituting from equation (7) to the equation of motion equations (18), the fluidized layer thickness h w and gravel movement of the flow rate of the prediction point d1 (water layer (W) The fluidized bed thickness h s of the bed (S) and the flow velocity (average flow velocity v w of the water flow bed (W) and average flow velocity v s of the gravel moving bed (S)) are calculated (S303).

運動方程式演算部１３は、予測地点ｄ１について算出が終わると、予測地点番号ｄｉに１を加算し（Ｓ３０４）、予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなったか判定する（Ｓ３０５）。   When the calculation for the predicted point d1 ends, the motion equation calculation unit 13 adds 1 to the predicted point number di (S304), and determines whether the predicted point number di is greater than the last predicted point number dn (S305).

予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎ以下の場合、運動方程式演算部１３は、繰り返し演算処理に戻り、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａと図１７に示した算出データテーブル３１ａ内の１単位時間前の指定時間の予測データの予測地点ｄｉの欄に該当する予測地点ｄｉに関する値を数式（７）から数式（１８）の運動方程式に代入して、予測地点ｄｉの流量（水流層（Ｗ）の流動層厚ｈｗと砂礫移動層（Ｓ）の流動層厚ｈｓ）と流速（水流層（Ｗ）の平均流速ｖｗと砂礫移動層（Ｓ）の平均流速ｖｓ）を算出する（Ｓ３０３）。 When the predicted spot number di is less than or equal to the last predicted spot number dn, the motion equation calculator 13 returns to the iterative calculation process, and the initial input data table 30a shown in FIG. 16 and the calculated data table 31a shown in FIG. By substituting a value related to the prediction point di corresponding to the prediction point di field of the prediction data of the specified time one unit time before the prediction equation into the equation of motion of Equation (7) to Equation (18), fluidized layer thickness h w and gravel transport layer (W) the average velocity v s of the mean flow velocity v w and gravel moving layer of the fluidized bed thickness h s) and flow rate (water flow layer (W) of (S) (S)) Calculate (S303).

運動方程式演算部１３は、さらに予測地点番号ｄｉに１を加算し（Ｓ３０４）、予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなったか判定し（Ｓ３０５）、予測地点ｄｎになるまで同様に繰り返し演算処理を実行する。   The motion equation calculation unit 13 further adds 1 to the predicted spot number di (S304), determines whether the predicted spot number di is greater than the last predicted spot number dn (S305), and similarly until the predicted spot number dn is reached. Perform repeated arithmetic processing.

予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなった場合、運動方程式演算部１３は、全予測地点（ｄ１、ｄ２、・・・、ｄｎ）の流量と流速の計算結果を、図１７に示した算出データテーブル３１ａの指定時間の予測データの第１算出データＲ１としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ３０６）、指定時間の状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ３０７）。   When the predicted point number di is larger than the last predicted point number dn, the motion equation calculator 13 calculates the flow rate and flow velocity calculation results of all predicted points (d1, d2,..., Dn) in FIG. It records in the simulation database 16 as the 1st calculation data R1 of the prediction data of the designated time of the shown calculation data table 31a (S306), and notifies the control part 12 that the calculation was complete | finished about the state of the designated time (S307).

次に、図１５に示すように、制御部１２は前回指定した時間から所定の単位時間Δｔ後の状態について、再び連続式演算部１４を起動して計算を実行させる（Ｓ４００）。   Next, as shown in FIG. 15, the control unit 12 activates the continuous calculation unit 14 again to execute the calculation for a state after a predetermined unit time Δt from the previously designated time (S400).

起動された連続式演算部１４は、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３と、図１７に示した算出データテーブル３１ａの予測データを読み出し（Ｓ４０１）、予測地点番号ｄｉに初期値「１」を設定し（Ｓ４０２）、各予測地点についての連続式の繰り返し演算処理に移行する。   The activated continuous calculation unit 14 includes terrain data 20, flow rate data 21, physical property value data 22, and coefficient data 23 stored in the simulation database 16 which is an element of the initial input data table 30a shown in FIG. The prediction data of the calculation data table 31a shown in FIG. 17 is read (S401), the initial value “1” is set to the prediction point number di (S402), and the process proceeds to a continuous iterative calculation process for each prediction point.

連続式演算部１４は、第１回目の繰り返し演算処理では、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａと、図１７に示した算出データテーブル３１ａ内の１単位時間前の指定時間の予測データと今回の指定時間の予測データの第１算出データＲ１の予測地点ｄ１の欄に該当する予測地点ｄ１に関する値を数式（１）から数式（６）の連続式に代入して、水深（全流動層（Ｔ）の流動層厚ｈｔ）、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴを算出する（Ｓ４０３）。 In the first iterative calculation process, the continuous calculation unit 14 uses the initial input data table 30a shown in FIG. 16 and the predicted data of the specified time one unit time before in the calculation data table 31a shown in FIG. Substituting a value related to the prediction point d1 corresponding to the prediction point d1 field of the first calculation data R1 of the prediction data of the specified time this time into the continuous equation of Equation (1) to Equation (6), the water depth (total fluidized bed (T) fluidized bed thickness h t ), river bed height z b , river width B, river bed erosion speed s T , side bank erosion (widening) speed ss T are calculated (S403).

連続式演算部１４は、予測地点ｄ１について算出が終わると、予測地点番号ｄｉに１を加算し（Ｓ４０４）、予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなったか判定する（Ｓ４０５）。   When the calculation for the predicted point d1 is completed, the continuous calculation unit 14 adds 1 to the predicted point number di (S404), and determines whether the predicted point number di is larger than the last predicted point number dn (S405).

予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎ以下の場合、連続式演算部１４は、繰り返し演算処理に戻り、図１６に示した初期入力データテーブル３０ａと、図１７に示した算出データテーブル３１ａ内の１単位時間前の指定時間の予測データと今回の指定時間の予測データの第１算出データＲ１の予測地点ｄｉの欄に該当する予測地点ｄｉに関する値を数式（１）から数式（６）の連続式に代入して、水深（全流動層（Ｔ）の流動層厚ｈｔ）、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴを算出する（Ｓ４０３）。 When the predicted spot number di is equal to or less than the last predicted spot number dn, the continuous calculation unit 14 returns to the repeated calculation process, and the initial input data table 30a shown in FIG. 16 and the calculated data table 31a shown in FIG. A value related to the prediction point di corresponding to the prediction point di column of the first calculation data R1 of the prediction data of the specified time one unit time before and the prediction data of the current specified time is expressed by the following equations (1) to (6). Substituting into the continuous equation, the water depth (fluidized bed thickness h t of the whole fluidized bed (T)), river bed height z b , river width B, river bed erosion speed s T , side bank erosion (widening) speed ss T are calculated ( S403).

連続式演算部１４は、さらに予測地点番号ｄｉに１を加算し（Ｓ４０４）、予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなったか判定し（Ｓ４０５）、予測地点ｄｎになるまで同様に繰り返し演算処理を実行する。   The continuous calculation unit 14 further adds 1 to the predicted spot number di (S404), determines whether the predicted spot number di is greater than the last predicted spot number dn (S405), and similarly until the predicted spot number dn is reached. Perform repeated arithmetic processing.

予測地点番号ｄｉが最後の予測地点番号ｄｎより大きくなった場合、連続式演算部１４は、全予測地点（ｄ１、ｄ２、・・・、ｄｎ）の水深、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴの計算結果を、図１７に示した算出データテーブル３１ａの指定時間の予測データの第２算出データＲ２としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ４０６）、指定時間の状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ４０７）。 When the predicted point number di becomes larger than the last predicted point number dn, the continuous calculation unit 14 calculates the water depth, river bed height z b , river width B, river bed of all predicted points (d1, d2,..., Dn). The calculation results of the erosion speed s T and the side bank erosion (widening) speed ss T are recorded in the simulation database 16 as the second calculation data R2 of the prediction data of the designated time in the calculation data table 31a shown in FIG. 17 (S406). Then, the controller 12 is notified that the calculation has been completed for the specified time state (S407).

制御部１２は、今回指定した時間に単位時間Δｔを加算し、終了時間（Ｔ＋Δｔ×ｎ）を超えたかを判定し（Ｓ４０８）、終了時間（Ｔ＋Δｔ×ｎ）を超えるまで、運動方程式演算部１３と連続式演算部１４を起動して計算を実行させる処理を繰り返す。   The control unit 12 adds the unit time Δt to the time specified this time, determines whether or not the end time (T + Δt × n) has been exceeded (S408), and until the end time (T + Δt × n) is exceeded, the motion equation calculation unit 13 And the process of starting the continuous operation unit 14 and executing the calculation is repeated.

以上の演算工程により、全予測地点（ｄ１、ｄ２、・・・、ｄｎ）について、開始時間Ｔから終了時間（Ｔ＋Δｔ×ｎ）までの単位時間Δｔ毎の第１算出データＲ１と第２算出データＲ２が、図１７に示した算出データテーブル３１ａの各指定時間の予測データとしてシミュレーションデータベース１６に記録される。   Through the above calculation process, the first calculation data R1 and the second calculation data for each unit time Δt from the start time T to the end time (T + Δt × n) for all prediction points (d1, d2,..., Dn). R2 is recorded in the simulation database 16 as prediction data for each specified time in the calculation data table 31a shown in FIG.

本発明の実施例２は、図１８に示すように、天然ダム下流全域をメッシュに区画化し、メッシュｍ１、メッシュｍ２、・・・、メッシュｍｎを予測地点として設定して、各メッシュについて演算し、洪水流量を推定する例である。   In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 18, the entire downstream area of the natural dam is partitioned into meshes, meshes m1, meshes m2,. This is an example of estimating flood discharge.

実施例２の入力工程で、入力部１１は、予測地点であるメッシュを、天然ダム下流全域を例えば縦横各１メートルに区画分けして設定し、各メッシュにメッシュ番号ｍｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を割りあて、運動方程式と連続式を適用できるように、各メッシュの横断面を図９に図示したように矩形断面に近似させ、外部から入力する地形データ２０等を、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂの例のようにシミュレーションデータベース１６に保存する。   In the input process of the second embodiment, the input unit 11 sets the mesh that is the predicted point by dividing the entire area downstream of the natural dam into, for example, 1 meter in length and width, and mesh numbers mi (i = 1, 2). ,..., N) are assigned, and the cross section of each mesh is approximated to a rectangular cross section as shown in FIG. As shown in the example of the initial input data table 30b shown in FIG.

なお、図２３は、外部から入力する地形データ２０等から得られるデータの一覧をテーブル形式で表した図であり、データ構造を限定したものではない。データを実際にシミュレーションデータベース１６に保存する際は、リレーショナルデータベース機能を利用して、地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、係数データ２３等の種別ごとにグループ化したテーブルとして保存し、メッシュ番号ｍｉをキーとして各データをリンク付けて、関連を持たせても構わない。   FIG. 23 is a diagram showing a list of data obtained from the externally input terrain data 20 or the like in a table format, and does not limit the data structure. When actually storing the data in the simulation database 16, using the relational database function, the data is stored as a table grouped for each type of terrain data 20, flow data 21, physical property data 22, coefficient data 23, Each data may be linked by using the mesh number mi as a key to have a relation.

つづいて、図１９から図２２に示した実施例２の演算工程のシーケンス図を参照しながら、実施例２の演算工程について詳しく説明する。   Next, the calculation process of the second embodiment will be described in detail with reference to the sequence diagrams of the calculation process of the second embodiment shown in FIGS.

まず、図１９に示すように、実施例２の演算工程で、制御部１２はシミュレーションを行う期間の開始時間Ｔの状態について、運動方程式演算部１３を起動して計算を実行させる（Ｓ５００）。   First, as illustrated in FIG. 19, in the calculation process of the second embodiment, the control unit 12 activates the motion equation calculation unit 13 to execute the calculation for the state of the start time T of the simulation period (S500).

起動された運動方程式演算部１３は、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３を読み出し（Ｓ５０１）、メッシュ番号ｍｉに初期値「１」を設定する（Ｓ５０２）。   The activated equation-of-motion calculation unit 13 reads the terrain data 20, the flow rate data 21, the physical property value data 22, and the coefficient data 23 stored in the simulation database 16 which is an element of the initial input data table 30b shown in FIG. (S501), an initial value “1” is set to the mesh number mi (S502).

次に、運動方程式演算部１３は、各メッシュについての運動方程式の繰り返し演算処理に移行するが、シーケンス図では、メッシュ番号ｍｉのメッシュをメッシュｍｉと記す。   Next, the motion equation calculation unit 13 proceeds to a repetitive calculation process of the motion equation for each mesh, but in the sequence diagram, the mesh with the mesh number mi is denoted as mesh mi.

運動方程式演算部１３は、第１回目の繰り返し演算処理では、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂのメッシュｍ１の欄に該当するメッシュｍ１に関する値を数式（７）から数式（１８）の運動方程式に代入して、メッシュｍ１の流量（水流層（Ｗ）の流動層厚ｈｗと砂礫移動層（Ｓ）の流動層厚ｈｓ）と流速（水流層（Ｗ）の平均流速ｖｗと砂礫移動層（Ｓ）の平均流速ｖｓ）を算出する（Ｓ５０３）。 In the first iterative calculation process, the motion equation calculation unit 13 calculates the value related to the mesh m1 corresponding to the column of the mesh m1 in the initial input data table 30b shown in FIG. 23 from the equations (7) to (18). by substituting into the equation, and the average flow velocity v w of the flow rate (fluidized bed thickness h s of the fluidized bed thickness h w and gravel moving layer of the water layer (W) (S)) flow rate of the mesh m1 (water layer (W) An average flow velocity v s of the gravel moving layer (S) is calculated (S503).

運動方程式演算部１３は、メッシュｍ１について算出が終わると、メッシュ番号ｍｉに１を加算し（Ｓ５０４）、メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなったか判定する（Ｓ５０５）。   When the calculation for the mesh m1 is completed, the motion equation calculation unit 13 adds 1 to the mesh number mi (S504), and determines whether the mesh number mi is larger than the last mesh number mn (S505).

メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎ以下の場合、運動方程式演算部１３は、繰り返し演算処理に戻り、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂのメッシュｍｉの欄に該当するメッシュｍｉに関する値を数式（７）から数式（１８）の運動方程式に代入して、メッシュｍｉの流量（水流層（Ｗ）の流動層厚ｈｗと砂礫移動層（Ｓ）の流動層厚ｈｓ）と流速（水流層（Ｗ）の平均流速ｖｗと砂礫移動層（Ｓ）の平均流速ｖｓ）を算出する（Ｓ５０３）。 When the mesh number mi is less than or equal to the last mesh number mn, the motion equation calculation unit 13 returns to the iterative calculation process, and calculates a value related to the mesh mi corresponding to the column of the mesh mi of the initial input data table 30b shown in FIG. (7) are substituted into the equation of motion of equation (18), and the flow rate (water flow (fluidized layer thickness h s of the fluidized layer thickness h w and gravel transport layer water layer (W) (S)) of the mesh mi flow The average flow velocity v w of the layer (W) and the average flow velocity v s of the gravel moving layer (S) are calculated (S503).

運動方程式演算部１３は、さらにメッシュ番号ｍｉに１を加算し（Ｓ５０４）、メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなったか判定し（Ｓ５０５）、メッシュ番号ｍｎになるまで同様に繰り返し演算処理を実行する。   The motion equation calculation unit 13 further adds 1 to the mesh number mi (S504), determines whether the mesh number mi is greater than the last mesh number mn (S505), and repeats the calculation process until the mesh number mn is reached. Execute.

メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなった場合、運動方程式演算部１３は、全メッシュ（ｍ１、ｍ２、・・・、ｍｎ）の流量と流速の計算結果を、図２４に示した算出データテーブル３１ｂの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ５０６）、開始時間Ｔの状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ５０７）。   When the mesh number mi becomes larger than the last mesh number mn, the motion equation calculation unit 13 calculates the flow rate and flow velocity calculation results of all meshes (m1, m2,..., Mn) as shown in FIG. It records in the simulation database 16 as the 1st calculation data R1 of the prediction data of the start time T of the data table 31b (S506), and notifies the control part 12 that the calculation was completed about the state of the start time T (S507).

次に、図２０に示すように、制御部１２はシミュレーションを行う期間の開始時間Ｔの状態について、連続式演算部１４を起動して計算を実行させる（Ｓ６００）。   Next, as shown in FIG. 20, the control unit 12 activates the continuous calculation unit 14 to execute the calculation for the state of the start time T of the period for performing the simulation (S600).

起動された連続式演算部１４は、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３と、運動方程式演算部１３によってシミュレーションデータベース１６に記録された図２４に示した算出データテーブル３１ｂの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１を読み出す（Ｓ６０１）。   The activated continuous calculation unit 14 includes terrain data 20, flow rate data 21, physical property value data 22, and coefficient data 23 stored in the simulation database 16 which is an element of the initial input data table 30b shown in FIG. The first calculation data R1 of the prediction data of the start time T of the calculation data table 31b shown in FIG. 24 recorded in the simulation database 16 by the motion equation calculation unit 13 is read (S601).

次に、連続式演算部１４は、メッシュ番号ｍｉに初期値「１」を設定し（Ｓ６０２）、各メッシュについての連続式の繰り返し演算処理に移行する。   Next, the continuous calculation unit 14 sets an initial value “1” to the mesh number mi (S602), and proceeds to a continuous repetition calculation process for each mesh.

連続式演算部１４は、第１回目の繰り返し演算処理では、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂと図２４に示した算出データテーブル３１ｂの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１のメッシュｍ１の欄に該当するメッシュｍ１に関する値を数式（１）から数式（６）の連続式に代入して、水深（全流動層（Ｔ）の流動層厚ｈｔ）、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴを算出する（Ｓ６０３）。 In the first iterative calculation process, the continuous calculation unit 14 calculates the first calculation data R1 of the prediction data of the start time T of the initial input data table 30b shown in FIG. 23 and the calculation data table 31b shown in FIG. By substituting the value related to the mesh m1 corresponding to the column of the mesh m1 into the continuous equation of the equations (1) to (6), the water depth (the fluidized bed thickness h t of the total fluidized bed (T)), the river bed height z b , The river width B, the river bed erosion speed s T , and the side bank erosion (widening) speed ss T are calculated (S603).

連続式演算部１４は、メッシュｍ１について算出が終わると、メッシュ番号ｍｉに１を加算し（Ｓ６０４）、メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなったか判定する（Ｓ６０５）。   When the calculation for the mesh m1 is completed, the continuous calculation unit 14 adds 1 to the mesh number mi (S604), and determines whether the mesh number mi is larger than the last mesh number mn (S605).

メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎ以下の場合、連続式演算部１４は、繰り返し演算処理に戻り、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂと図２４に示した算出データテーブル３１ｂの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１のメッシュｍｉの欄に該当するメッシュｍｉに関する値を数式（１）から数式（６）の連続式に代入して、水深（全流動層（Ｔ）の流動層厚ｈｔ）、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴを算出する（Ｓ６０３）。 When the mesh number mi is less than or equal to the last mesh number mn, the continuous calculation unit 14 returns to the iterative calculation process, and the start time T of the initial input data table 30b shown in FIG. 23 and the calculated data table 31b shown in FIG. Substituting a value related to the mesh mi in the column of the mesh mi of the first calculation data R1 of the prediction data of the above into the continuous equation of the formula (1) to the formula (6), the water depth (fluidized bed of the total fluidized bed (T) Thickness h t ), river bed height z b , river width B, river bed erosion speed s T , side bank erosion (widening) speed ss T are calculated (S603).

連続式演算部１４は、さらにメッシュ番号ｍｉに１を加算し（Ｓ６０４）、メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなったか判定し（Ｓ６０５）、メッシュ番号ｍｎになるまで同様に繰り返し演算処理を実行する。   The continuous calculation unit 14 further adds 1 to the mesh number mi (S604), determines whether the mesh number mi is larger than the last mesh number mn (S605), and repeats the calculation process until the mesh number mn is reached. Execute.

メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなった場合、連続式演算部１４は、全メッシュ（ｍ１、ｍ２、・・・、ｍｎ）の水深、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴの計算結果を、図２４に示した算出データテーブル３１ｂの開始時間Ｔの予測データの第２算出データＲ２としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ６０６）、開始時間Ｔの状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ６０７）。 When the mesh number mi becomes larger than the last mesh number mn, the continuous calculation unit 14 determines the depth of all the meshes (m1, m2,..., Mn), the bed height z b , the river width B, the river bed erosion rate s. T, side coast erosion calculation results of (widening) speed ss T, recorded in the simulation database 16 as the second calculation data R2 forecast data of the start time T of the calculation data table 31b shown in FIG. 24 (S606), starting The control unit 12 is notified that the calculation is completed for the state at time T (S607).

開始時間Ｔの状態についての演算が全て終了すると、図２１に示すように、制御部１２は、前回指定した時間（今回は開始時間Ｔ）から所定の単位時間Δｔ後の状態について、再び連続式演算部１４を起動して計算を実行させる（Ｓ７００）。   When all the calculations for the state of the start time T are completed, as shown in FIG. 21, the control unit 12 again repeats the state after a predetermined unit time Δt from the previously specified time (the start time T this time). The calculation unit 14 is activated to perform calculation (S700).

再び起動された運動方程式演算部１３は、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３と、図２４に示した算出データテーブル３１ｂの予測データを読み出し（Ｓ７０１）、メッシュ番号ｍｉに初期値「１」を設定し（Ｓ７０２）、各メッシュについての運動方程式の繰り返し演算処理に移行する。   The motion equation calculation unit 13 activated again includes the topographic data 20, the flow rate data 21, the physical property value data 22, and the coefficient data 23 stored in the simulation database 16 that is an element of the initial input data table 30 b shown in FIG. 23. 24, the prediction data of the calculation data table 31b shown in FIG. 24 is read (S701), the initial value “1” is set to the mesh number mi (S702), and the process proceeds to the iterative calculation process of the equation of motion for each mesh.

運動方程式演算部１３は、第１回目の繰り返し演算処理では、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂと図２４に示した算出データテーブル３１ｂ内の１単位時間前の指定時間の予測データのメッシュｍ１の欄に該当するメッシュｍ１に関する値を数式（７）から数式（１８）の運動方程式に代入して、メッシュｍ１の流量（水流層（Ｗ）の流動層厚ｈｗと砂礫移動層（Ｓ）の流動層厚ｈｓ）と流速（水流層（Ｗ）の平均流速ｖｗと砂礫移動層（Ｓ）の平均流速ｖｓ）を算出する（Ｓ７０３）。 In the first iterative calculation process, the motion equation calculation unit 13 generates a mesh of predicted data of a specified time one unit time before in the initial input data table 30b shown in FIG. 23 and the calculated data table 31b shown in FIG. the values for mesh m1 corresponding to the column of m1 by substituting from equation (7) to the equation of motion equations (18), the fluidized layer thickness h w and gravel mobile phase flow rate of the mesh m1 (water layer (W) (S fluidized layer thickness h s) and flow rate of) (calculating the average flow velocity v s) of the average flow velocity v w and gravel transport layer water layer (W) (S) (S703).

運動方程式演算部１３は、メッシュｍ１について算出が終わると、メッシュ番号ｍｉに１を加算し（Ｓ７０４）、メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなったか判定する（Ｓ７０５）。   When the calculation for the mesh m1 is completed, the motion equation calculation unit 13 adds 1 to the mesh number mi (S704), and determines whether the mesh number mi is larger than the last mesh number mn (S705).

メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎ以下の場合、運動方程式演算部１３は、繰り返し演算処理に戻り、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂと図２４に示した算出データテーブル３１ｂ内の１単位時間前の指定時間の予測データのメッシュｍｉの欄に該当するメッシュｍｉに関する値を数式（７）から数式（１８）の運動方程式に代入して、メッシュｍｉの流量（水流層（Ｗ）の流動層厚ｈｗと砂礫移動層（Ｓ）の流動層厚ｈｓ）と流速（水流層（Ｗ）の平均流速ｖｗと砂礫移動層（Ｓ）の平均流速ｖｓ）を算出する（Ｓ７０３）。 When the mesh number mi is less than or equal to the last mesh number mn, the motion equation calculation unit 13 returns to the iterative calculation process, and one unit in the initial input data table 30b shown in FIG. 23 and the calculated data table 31b shown in FIG. Substituting a value related to the mesh mi in the column of the mesh mi of the prediction data of the specified time before the time into the equation of motion of the equation (7) to the equation (18), the flow rate of the mesh mi (flow of the water layer (W)) The layer thickness h w , the fluidized bed thickness h s of the gravel moving bed (S)) and the flow velocity (the average flow velocity v w of the water flow layer (W) and the average flow velocity v s of the gravel moving bed (S)) are calculated (S 703). .

運動方程式演算部１３は、さらにメッシュ番号ｍｉに１を加算し（Ｓ７０４）、メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなったか判定し（Ｓ７０５）、メッシュ番号ｍｎになるまで同様に繰り返し演算処理を実行する。   The motion equation calculation unit 13 further adds 1 to the mesh number mi (S704), determines whether the mesh number mi is larger than the last mesh number mn (S705), and repeats the calculation process until the mesh number mn is reached. Execute.

メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなった場合、運動方程式演算部１３は、全メッシュ（ｍ１、ｍ２、・・・、ｍｎ）の流量と流速の計算結果を、図２４に示した算出データテーブル３１ｂの今回の指定時間の予測データの第１算出データＲ１としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ７０６）、今回の指定時間の状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ７０７）。   When the mesh number mi becomes larger than the last mesh number mn, the motion equation calculation unit 13 calculates the flow rate and flow velocity calculation results of all meshes (m1, m2,..., Mn) as shown in FIG. It is recorded in the simulation database 16 as the first calculation data R1 of the prediction data for the current specified time in the data table 31b (S706), and the control unit 12 is notified that the calculation has been completed for the current specified time state (S707). .

次に、図２２に示すように、制御部１２は前回指定した時間から所定の単位時間Δｔ後の状態について、再び連続式演算部１４を起動して計算を実行させる（Ｓ８００）。   Next, as shown in FIG. 22, the control unit 12 activates the continuous calculation unit 14 again to execute the calculation for a state after a predetermined unit time Δt from the previously designated time (S800).

起動された連続式演算部１４は、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３と、図２４に示した算出データテーブル３１ｂの予測データを読み出し（Ｓ８０１）、メッシュ番号ｍｉに初期値「１」を設定し（Ｓ８０２）、各メッシュについての連続式の繰り返し演算処理に移行する。   The activated continuous calculation unit 14 includes terrain data 20, flow rate data 21, physical property value data 22, and coefficient data 23 stored in the simulation database 16 which is an element of the initial input data table 30b shown in FIG. The prediction data of the calculation data table 31b shown in FIG. 24 is read (S801), the initial value “1” is set to the mesh number mi (S802), and the process proceeds to continuous iterative calculation processing for each mesh.

連続式演算部１４は、第１回目の繰り返し演算処理では、図２３に示した初期入力データテーブル３０ｂと、図２４に示した算出データテーブル３１ｂ内の１単位時間前の指定時間の予測データと今回の指定時間の予測データの第１算出データＲ１のメッシュｍ１の欄に該当するメッシュｍ１に関する値を数式（１）から数式（６）の連続式に代入して、水深（全流動層（Ｔ）の流動層厚ｈｔ）、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴを算出する（Ｓ８０３）。 In the first iterative calculation process, the continuous calculation unit 14 uses the initial input data table 30b shown in FIG. 23 and the predicted data of the specified time one unit time before in the calculation data table 31b shown in FIG. By substituting the value related to the mesh m1 corresponding to the mesh m1 column of the first calculation data R1 of the prediction data of the specified time this time into the continuous formula of Formula (1) to Formula (6), the water depth (total fluidized bed (T ) fluidized layer thickness h t of) bed height z b, river B, riverbed erosion rate s T, calculates a side coast erosion (widening) speed ss T (S803).

連続式演算部１４は、メッシュｍ１について算出が終わると、メッシュ番号ｍｉに１を加算し（Ｓ８０４）、メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなったか判定し（Ｓ８０５）、メッシュ番号ｍｎになるまで同様に繰り返し演算処理を実行する。   When the calculation for the mesh m1 is completed, the continuous calculation unit 14 adds 1 to the mesh number mi (S804), determines whether the mesh number mi is larger than the last mesh number mn (S805), and adds the mesh number mn to the mesh number mn. The calculation process is repeated in the same way until

メッシュ番号ｍｉが最後のメッシュ番号ｍｎより大きくなった場合、連続式演算部１４は、全メッシュ（ｍ１、ｍ２、・・・、ｍｎ）の水深、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴの計算結果を、図２４に示した算出データテーブル３１ｂの今回の指定時間の予測データの第２算出データＲ２としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ８０６）、今回の指定時間の状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ８０７）。 When the mesh number mi becomes larger than the last mesh number mn, the continuous calculation unit 14 determines the depth of all the meshes (m1, m2,..., Mn), the bed height z b , the river width B, the river bed erosion rate s. T , and the calculation result of the side bank erosion (widening) speed ss T are recorded in the simulation database 16 as the second calculation data R2 of the prediction data for the current designated time in the calculation data table 31b shown in FIG. 24 (S806), The control unit 12 is notified that the calculation has been completed for the current specified time state (S807).

制御部１２は、今回指定した時間に単位時間Δｔを加算し、終了時間（Ｔ＋Δｔ×ｎ）を超えたかを判定し（Ｓ８０８）、終了時間（Ｔ＋Δｔ×ｎ）を超えるまで、運動方程式演算部１３と連続式演算部１４を起動して計算を実行させる処理を繰り返す。   The control unit 12 adds the unit time Δt to the time specified this time, determines whether or not the end time (T + Δt × n) has been exceeded (S808), and until the end time (T + Δt × n) is exceeded, the motion equation calculation unit 13 And the process of starting the continuous operation unit 14 and executing the calculation is repeated.

以上の演算工程により、全メッシュ（ｍ１、ｍ２、・・・、ｍｎ）について、開始時間Ｔから終了時間（Ｔ＋Δｔ×ｎ）までの単位時間Δｔ毎の第１算出データＲ１と第２算出データＲ２が、図２４に示した算出データテーブル３１ｂの各指定時間の予測データとしてシミュレーションデータベース１６に記録される。   Through the above calculation process, the first calculation data R1 and the second calculation data R2 for every unit time Δt from the start time T to the end time (T + Δt × n) for all meshes (m1, m2,..., Mn). Is recorded in the simulation database 16 as prediction data for each specified time in the calculation data table 31b shown in FIG.

なお、実施例１では、河道に沿って予測地点を設定しているので、予測地点は線状に一次元配列されている。したがって上流側の予測地点から時系列に順番に洪水が到達する。   In the first embodiment, since the predicted points are set along the river channel, the predicted points are linearly arranged in a one-dimensional manner. Therefore, floods arrive in order from the upstream forecast point.

一方、実施例２では、天然ダム下流全域をメッシュに区画化して予測地点を設定しているので、予測地点は面状に二次元配列されている。したがって河道上のメッシュについては、上流から下流へと時系列に順番に洪水が到達するが、河道周囲のメッシュについては、河道上のメッシュに洪水が到達してから、河道上の当該メッシュの左右および下方のメッシュへと洪水が伝播することになる。   On the other hand, in Example 2, since the prediction downstream point is set by dividing the entire downstream area of the natural dam into a mesh, the prediction point is two-dimensionally arranged in a planar shape. Therefore, for the mesh on the river channel, floods arrive in order from upstream to downstream, but for the mesh around the river channel, after the flood reaches the mesh on the river channel, And the flood will propagate to the mesh below.

そこで、実施例２ではメッシュｍ１からメッシュｍｎまで順番に演算処理を実行していたのに対し、次に説明する実施例３では、まず河道上のメッシュについて演算処理を開始する。河道上のメッシュであるか否かは、地形データ２０からユーザがあらかじめ指定しておく。   Therefore, in the second embodiment, calculation processing is executed in order from the mesh m1 to the mesh mn. In the third embodiment described below, first, calculation processing is started for the mesh on the river channel. Whether the mesh is on the river channel is designated in advance by the user from the terrain data 20.

本発明の実施例３は、実施例２と同様に、図１８に示すように、天然ダム下流全域をメッシュに区画化し、メッシュｍ１、メッシュｍ２、・・・、メッシュｍｎを予測地点として設定して、各メッシュについて演算し、洪水流量を推定する例である。   As in the second embodiment, the third embodiment of the present invention partitions the entire downstream area of the natural dam into meshes as shown in FIG. 18, and sets the mesh m1, mesh m2,. This is an example of calculating the flood flow by calculating each mesh.

実施例３の入力工程で、入力部１１は、予測地点であるメッシュを、天然ダム下流全域を例えば縦横各１メートルに区画分けして設定し、各メッシュにメッシュ番号ｍｉ（ｉ＝１、２、・・・、ｎ）を割りあて、運動方程式と連続式を適用できるように、各メッシュの横断面を図９に図示したように矩形断面に近似させ、外部から入力する地形データ２０等を、図３０に示した初期入力データテーブル３０ｃの例のようにシミュレーションデータベース１６に保存する。この際、河道上のメッシュである場合、初期入力データテーブル３０ｃの対象フラグ欄にフラグ（Ｆ）を設定する。   In the input process of the third embodiment, the input unit 11 sets the mesh that is the predicted point by dividing the entire area downstream of the natural dam into, for example, 1 meter in length and width, and mesh numbers mi (i = 1, 2). ,..., N) are assigned, and the cross section of each mesh is approximated to a rectangular cross section as shown in FIG. The data is stored in the simulation database 16 as in the example of the initial input data table 30c shown in FIG. At this time, if the mesh is on a river channel, the flag (F) is set in the target flag column of the initial input data table 30c.

なお、図３０は、外部から入力する地形データ２０等から得られるデータの一覧をテーブル形式で表した図であり、データ構造を限定したものではない。データを実際にシミュレーションデータベース１６に保存する際は、リレーショナルデータベース機能を利用して、地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、係数データ２３等の種別ごとにグループ化したテーブルとして保存し、メッシュ番号ｍｉをキーとして各データをリンク付けて、関連を持たせても構わない。   FIG. 30 is a diagram showing a list of data obtained from terrain data 20 or the like input from the outside in a table format, and the data structure is not limited. When actually storing the data in the simulation database 16, using the relational database function, the data is stored as a table grouped for each type of terrain data 20, flow data 21, physical property data 22, coefficient data 23, Each data may be linked by using the mesh number mi as a key to have a relation.

つづいて、図２５から図２９に示した実施例３の演算工程のシーケンス図を参照しながら、実施例３の演算工程について詳しく説明する。   Next, the calculation process of the third embodiment will be described in detail with reference to the sequence diagram of the calculation process of the third embodiment shown in FIGS.

まず、図２５に示すように、実施例３の演算工程で、制御部１２はシミュレーションを行う期間の開始時間Ｔの状態について、運動方程式演算部１３を起動して計算を実行させる（Ｓ５５０）。   First, as shown in FIG. 25, in the calculation process of the third embodiment, the control unit 12 activates the motion equation calculation unit 13 to execute the calculation for the state of the start time T during the simulation period (S550).

起動された運動方程式演算部１３は、図３０に示した初期入力データテーブル３０ｃの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３を読み出し（Ｓ５５１）、初期入力データテーブル３０ｃ中の対象フラグ欄にフラグが設定された最初のメッシュ番号ｍｉ（河道上の最初のメッシュの番号）を検索する（Ｓ５５２）。   The activated equation-of-motion calculation unit 13 reads the terrain data 20, the flow rate data 21, the physical property value data 22, and the coefficient data 23 stored in the simulation database 16 that is an element of the initial input data table 30c shown in FIG. (S551) The first mesh number mi (number of the first mesh on the river channel) in which the flag is set in the target flag column in the initial input data table 30c is searched (S552).

次に、運動方程式演算部１３は、各メッシュについての運動方程式の繰り返し演算処理に移行するが、シーケンス図では、メッシュ番号ｍｉのメッシュをメッシュｍｉと記す。   Next, the motion equation calculation unit 13 proceeds to a repetitive calculation process of the motion equation for each mesh, but in the sequence diagram, the mesh with the mesh number mi is denoted as mesh mi.

運動方程式演算部１３は、図３０に示した初期入力データテーブル３０ｃのメッシュｍｉの欄に該当するメッシュｍｉに関する値を数式（７）から数式（１８）の運動方程式に代入して、メッシュｍｉの流量（水流層（Ｗ）の流動層厚ｈｗと砂礫移動層（Ｓ）の流動層厚ｈｓ）と流速（水流層（Ｗ）の平均流速ｖｗと砂礫移動層（Ｓ）の平均流速ｖｓ）を算出する（Ｓ５５３）。 The motion equation calculation unit 13 substitutes a value related to the mesh mi in the column of the mesh mi of the initial input data table 30c illustrated in FIG. 30 into the motion equation of the formula (7) to the formula (18), and the average velocity of flow mean velocity v w and gravel moving layer with a flow rate (flow layer thickness h s of the fluidized layer thickness h w and gravel transport layer water layer (W) (S)) (water layer (W) (S) v s ) is calculated (S553).

運動方程式演算部１３は、メッシュｍｉについて算出が終わると、初期入力データテーブル３０ｃ中の対象フラグ欄にフラグが設定された次のメッシュを検索し（Ｓ５５４）、河道上のメッシュが他にないか判定し（Ｓ５５５）、河道上のメッシュがある場合、当該メッシュｍｉについて繰り返し演算処理に戻る。   When the calculation for the mesh mi is finished, the motion equation calculation unit 13 searches for the next mesh in which the flag is set in the target flag column in the initial input data table 30c (S554), and whether there is another mesh on the river channel. If it is determined (S555) and there is a mesh on the river channel, the process returns to the iterative calculation process for the mesh mi.

河道上のメッシュが終了した場合、運動方程式演算部１３は、演算を行った河道上の全メッシュｍｉの流量と流速の計算結果を、図３１に示した算出データテーブル３１ｃの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ５５６）、開始時間Ｔの状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ５５７）。   When the mesh on the river channel is completed, the motion equation calculation unit 13 predicts the calculation result of the flow rate and the flow velocity of all meshes mi on the calculated river channel and the start time T of the calculation data table 31c shown in FIG. The data is recorded in the simulation database 16 as the first calculated data R1 (S556), and the control unit 12 is notified that the calculation has been completed for the state of the start time T (S557).

次に、図２６に示すように、制御部１２はシミュレーションを行う期間の開始時間Ｔの状態について、連続式演算部１４を起動して計算を実行させる（Ｓ６５０）。   Next, as shown in FIG. 26, the control unit 12 activates the continuous calculation unit 14 to execute the calculation for the state of the start time T of the simulation period (S650).

起動された連続式演算部１４は、図３０に示した初期入力データテーブル３０ｃの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３と、図３１に示した算出データテーブル３１ｃの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１を読み出す（Ｓ６５１）。   The activated continuous calculation unit 14 includes terrain data 20, flow rate data 21, physical property value data 22, and coefficient data 23 stored in the simulation database 16 as elements of the initial input data table 30c shown in FIG. The first calculation data R1 of the prediction data of the start time T in the calculation data table 31c shown in FIG. 31 is read (S651).

次に、連続式演算部１４は、初期入力データテーブル３０ｃ中の対象フラグ欄にフラグが設定された最初のメッシュ番号ｍｉ（河道上の最初のメッシュの番号）を検索し（Ｓ６５２）、各メッシュについての連続式の繰り返し演算処理に移行する。   Next, the continuous calculation unit 14 searches for the first mesh number mi (the number of the first mesh on the river channel) in which the flag is set in the target flag column in the initial input data table 30c (S652), and each mesh The process proceeds to a continuous repetitive calculation process.

連続式演算部１４は、図３０に示した初期入力データテーブル３０ｃと図３１に示した算出データテーブル３１ｃの開始時間Ｔの予測データの第１算出データＲ１のメッシュｍｉの欄に該当するメッシュｍｉに関する値を数式（１）から数式（６）の連続式に代入して、水深（全流動層（Ｔ）の流動層厚ｈｔ）、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴを算出する（Ｓ６５３）。 The continuous calculation unit 14 selects the mesh mi corresponding to the column of the mesh mi of the first calculation data R1 of the prediction data of the start time T of the initial input data table 30c shown in FIG. 30 and the calculation data table 31c shown in FIG. Is substituted into the continuous equation of Equation (1) to Equation (6), the water depth (the fluidized bed thickness h t of the total fluidized bed (T)), the bed height z b , the river width B, the bed erosion rate s T , The side bank erosion (widening) speed ss T is calculated (S653).

連続式演算部１４は、メッシュｍｉについて算出が終わると、初期入力データテーブル３０ｃ中の対象フラグ欄にフラグが設定された次のメッシュを検索し（Ｓ６５４）、河道上のメッシュが他にないか判定し（Ｓ６５５）、河道上のメッシュがある場合、当該メッシュｍｉについて繰り返し演算処理に戻る。   When the calculation for the mesh mi is completed, the continuous calculation unit 14 searches for the next mesh in which the flag is set in the target flag column in the initial input data table 30c (S654), and whether there is another mesh on the river channel. If it is determined (S655) and there is a mesh on the river channel, the process returns to the iterative calculation process for the mesh mi.

河道上のメッシュが終了した場合、連続式演算部１４は、演算を行った河道上の全メッシュｍｉの水深、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴの計算結果を、図３１に示した算出データテーブル３１ｃの開始時間Ｔの予測データの第２算出データＲ２としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ６５６）、開始時間Ｔの状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ６５７）。 When the mesh on the river channel is completed, the continuous calculation unit 14 determines the water depth, the river bed height z b , the river width B, the river bed erosion speed s T , and the side bank erosion (broadening) speed on the calculated river channel. The calculation result of ss T is recorded in the simulation database 16 as the second calculation data R2 of the prediction data of the start time T in the calculation data table 31c shown in FIG. 31 (S656), and the calculation for the state of the start time T is completed. This is notified to the control unit 12 (S657).

開始時間Ｔの状態についての演算が全て終了すると、図２７に示すように、制御部１２は、前回指定した時間（今回は開始時間Ｔ）から所定の単位時間Δｔ後の状態について、再び連続式演算部１４を起動して計算を実行させる（Ｓ７５０）。   When all the calculations for the state of the start time T are completed, as shown in FIG. 27, the control unit 12 again repeats the continuous state for the state after a predetermined unit time Δt from the previously specified time (the start time T this time). The calculation unit 14 is activated to perform calculation (S750).

再び起動された運動方程式演算部１３は、図３０に示した初期入力データテーブル３０ｃの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３と、図３１に示した算出データテーブル３１ｃの予測データを読み出し（Ｓ７５１）、１単位時間前の指定時間の予測データの対象フラグ欄にフラグが設定された前回算出対象だった最初のメッシュｍｉを検索する（Ｓ７５２）。   The motion equation calculation unit 13 activated again includes the topographic data 20, the flow rate data 21, the physical property value data 22, and the coefficient data 23 stored in the simulation database 16 which is an element of the initial input data table 30c shown in FIG. 31 reads the prediction data of the calculation data table 31c shown in FIG. 31 (S751), and searches for the first mesh mi that was the previous calculation target with the flag set in the target flag column of the prediction data for the specified time one unit time before. (S752).

運動方程式演算部１３は、検索したメッシュｍｉに関して、算出データテーブル３１ｃの１単位時間前の指定時間の予測データから水深（全流動層（Ｔ）の流動層厚ｈｔ）、初期入力データテーブルから側岸の比高Ｈを読み出し（Ｓ７５３）、メッシュｍｉの水深と側岸の比高Ｈを比較する（Ｓ７５４）。 The motion equation calculation unit 13 obtains the water depth (fluidized bed thickness h t of the total fluidized bed (T)) from the predicted data of the designated time one unit time before the calculated data table 31c and the initial input data table for the searched mesh mi. The specific height H of the side bank is read (S753), and the water depth of the mesh mi is compared with the specific height H of the side bank (S754).

メッシュｍｉの水深が側岸の比高Ｈより大きい場合、運動方程式演算部１３は、図３１に示した算出データテーブル３１ｃ内の今回の指定時間の予測データに設けられたメッシュｍｉの左右のメッシュ（例えば、メッシュ番号ｍｉ−１とメッシュ番号ｍｉ＋１）の対象フラグ欄にフラグを設定する（Ｓ７５５）。   When the water depth of the mesh mi is larger than the specific height H of the side bank, the motion equation calculation unit 13 determines the left and right meshes of the mesh mi provided in the prediction data for the current designated time in the calculation data table 31c shown in FIG. A flag is set in the target flag column (for example, mesh number mi-1 and mesh number mi + 1) (S755).

さらに、運動方程式演算部１３は、図３１に示した算出データテーブル３１ｃの１単位時間前の指定時間の予測データの対象フラグ欄にフラグが設定された前回算出対象だった次のメッシュｍｉを検索し（Ｓ７５６）、前回算出対象だったメッシュｍｉが終了したかを判定する（Ｓ７５７）。   Furthermore, the motion equation calculation unit 13 searches for the next mesh mi that was the previous calculation target in which the flag is set in the target flag column of the prediction data of the specified time one unit time before the calculation data table 31c shown in FIG. Then, it is determined whether or not the mesh mi that was the previous calculation target has been completed (S757).

まだ前回算出対象だったメッシュｍｉが存在する場合、運動方程式演算部１３は、メッシュｍｉの水深と側岸の比高Ｈの比較処理に戻る。   If there is a mesh mi that was previously calculated, the motion equation calculator 13 returns to the comparison process of the water depth of the mesh mi and the specific height H of the side bank.

前回算出対象だったメッシュｍｉが終了すると、図２８に示すように、運動方程式演算部１３は、今回の指定時間の予測データに設けられた対象フラグ欄を検索し、フラグが設定された最初のメッシュｍｉを検出する（Ｓ７５８）。   When the mesh mi that was the previous calculation target ends, as shown in FIG. 28, the motion equation calculation unit 13 searches the target flag column provided in the prediction data of the current specified time, and first sets the flag. The mesh mi is detected (S758).

運動方程式演算部１３は、図３０に示した初期入力データテーブル３０ｃと図３１に示した算出データテーブル３１ｃ内の１単位時間前の指定時間の予測データのメッシュｍｉの欄に該当するメッシュｍｉに関する値を数式（７）から数式（１８）の運動方程式に代入して、メッシュｍｉの流量（水流層（Ｗ）の流動層厚ｈｗと砂礫移動層（Ｓ）の流動層厚ｈｓ）と流速（水流層（Ｗ）の平均流速ｖｗと砂礫移動層（Ｓ）の平均流速ｖｓ）を算出する（Ｓ７５９）。 The motion equation calculation unit 13 relates to the mesh mi corresponding to the column of the mesh mi of the predicted data of the specified time one unit time before in the initial input data table 30c shown in FIG. 30 and the calculated data table 31c shown in FIG. the value by substituting from equation (7) to the equation of motion of the equation (18), (fluidized bed thickness h w and gravel moving layer of the water layer (W) (fluidized bed thickness h s of S)) of the mesh mi flow rate and The flow velocity (average flow velocity v w of the water flow layer (W) and average flow velocity v s of the gravel moving bed (S)) is calculated (S759).

運動方程式演算部１３は、さらに今回の指定時間の予測データに設けられた対象フラグ欄にフラグが設定された次の算出対象のメッシュｍｉを検索し（Ｓ７６０）、算出対象のメッシュｍｉがないか判定し（Ｓ７６１）、算出対象のメッシュｍｉが検出された場合、繰り返し演算処理に戻る。   The motion equation calculation unit 13 further searches for the next calculation target mesh mi in which the flag is set in the target flag column provided in the prediction data of the current specified time (S760), and whether there is a calculation target mesh mi. When the determination is made (S761) and the mesh mi to be calculated is detected, the process returns to the iterative calculation process.

算出対象のメッシュｍｉがなくなった場合、運動方程式演算部１３は、算出対象の全メッシュｍｉの流量と流速の計算結果を、図３１に示した算出データテーブル３１ｃの今回の指定時間の予測データの第１算出データＲ１としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ７６２）、今回の指定時間の状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ７６３）。   When the calculation target mesh mi disappears, the motion equation calculation unit 13 uses the calculation results of the flow rate and flow velocity of all the calculation target mesh mi to calculate the prediction data of the current designated time in the calculation data table 31c shown in FIG. It records in the simulation database 16 as 1st calculation data R1 (S762), and notifies the control part 12 that the calculation was complete | finished about the state of this designated time (S763).

次に、図２９に示すように、制御部１２は前回指定した時間から所定の単位時間Δｔ後の状態について、再び連続式演算部１４を起動して計算を実行させる（Ｓ８５０）。   Next, as shown in FIG. 29, the control unit 12 activates the continuous calculation unit 14 again to execute the calculation for a state after a predetermined unit time Δt from the previously specified time (S850).

起動された連続式演算部１４は、図３０に示した初期入力データテーブル３０ｃの要素であるシミュレーションデータベース１６に保存された地形データ２０、流量データ２１、物性値データ２２、および係数データ２３と、図３１に示した算出データテーブル３１ｃの予測データを読み出す（Ｓ８５１）。   The activated continuous calculation unit 14 includes terrain data 20, flow rate data 21, physical property value data 22, and coefficient data 23 stored in the simulation database 16 as elements of the initial input data table 30c shown in FIG. The prediction data of the calculation data table 31c shown in FIG. 31 is read (S851).

連続式演算部１４は、今回の指定時間の予測データに設けられた対象フラグ欄を検索し、フラグが設定された最初のメッシュｍｉを検出する（Ｓ８５２）。   The continuous calculation unit 14 searches the target flag column provided in the prediction data of the current designated time, and detects the first mesh mi in which the flag is set (S852).

連続式演算部１４は、図３０に示した初期入力データテーブル３０ｃと、図３１に示した算出データテーブル３１ｃ内の１単位時間前の指定時間と今回の指定時間の予測データの第１算出データＲ１の予測データのメッシュｍｉの欄に該当するメッシュｍｉに関する値を数式（１）から数式（６）の連続式に代入して、水深（全流動層（Ｔ）の流動層厚ｈｔ）、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴを算出する（Ｓ８５３）。 The continuous calculation unit 14 is the first calculation data of the initial input data table 30c shown in FIG. 30 and the predicted data of the specified time one unit time before and the current specified time in the calculation data table 31c shown in FIG. Substituting a value related to the mesh mi corresponding to the mesh mi column of the prediction data of R1 into the continuous formula of Formula (1) to Formula (6), the water depth (fluidized bed thickness h t of the total fluidized bed (T)), The river bed height z b , the river width B, the river bed erosion speed s T , and the side bank erosion (widening) speed ss T are calculated (S853).

連続式演算部１４は、さらに今回の指定時間の予測データに設けられた対象フラグ欄にフラグが設定された次の算出対象のメッシュｍｉを検索し（Ｓ８５４）、算出対象のメッシュｍｉがないか判定し（Ｓ８５５）、算出対象のメッシュｍｉが検出された場合、繰り返し演算処理に戻る。   The continuous calculation unit 14 further searches for the next calculation target mesh mi in which the flag is set in the target flag column provided in the prediction data of the current specified time (S854), and whether there is a calculation target mesh mi. When the determination is made (S855) and the calculation target mesh mi is detected, the process returns to the iterative calculation process.

算出対象のメッシュｍｉがなくなった場合、算出対象の全メッシュｍｉの水深、河床高ｚｂ、川幅Ｂ、河床侵食速度ｓＴ、側岸侵食（拡幅）速度ｓｓＴの計算結果を、図３１に示した算出データテーブル３１ｃの今回の指定時間の予測データの第２算出データＲ２としてシミュレーションデータベース１６に記録し（Ｓ８５６）、今回の指定時間の状態について演算を終了した旨を制御部１２に通知する（Ｓ８５７）。 When the calculation target mesh mi disappears, the calculation results of the water depth, river bed height z b , river width B, river bed erosion speed s T , side bank erosion (widening) speed ss T of all meshes to be calculated are shown in FIG. It records in the simulation database 16 as the 2nd calculation data R2 of the prediction data of this designated time of the calculation data table 31c shown (S856), and notifies the control part 12 that the calculation was complete | finished about the state of this designated time. (S857).

制御部１２は、今回指定した時間に単位時間Δｔを加算し、終了時間（Ｔ＋Δｔ×ｎ）を超えたかを判定し（Ｓ８５８）、終了時間（Ｔ＋Δｔ×ｎ）を超えるまで、運動方程式演算部１３と連続式演算部１４を起動して計算を実行させる処理を繰り返す。   The control unit 12 adds the unit time Δt to the time designated this time, determines whether or not the end time (T + Δt × n) has been exceeded (S858), and until the end time (T + Δt × n) is exceeded, the motion equation calculation unit 13 And the process of starting the continuous operation unit 14 and executing the calculation is repeated.

以上の演算工程により、開始時間Ｔから終了時間（Ｔ＋Δｔ×ｎ）までの単位時間Δｔ毎の算出対象の全メッシュｍｉについて、第１算出データＲ１と第２算出データＲ２が、図３１に示した算出データテーブル３１ｃの各指定時間の予測データとしてシミュレーションデータベース１６に記録される。   FIG. 31 shows the first calculation data R1 and the second calculation data R2 for all the meshes to be calculated for each unit time Δt from the start time T to the end time (T + Δt × n) by the above calculation process. It is recorded in the simulation database 16 as prediction data for each designated time in the calculation data table 31c.

なお、図３１には、算出データテーブル３１ｃの対象フラグ部分の変化のみを図示しているが、算出データテーブル３１ｃの他の要素は、図２４に示した算出データテーブル３１ｂと同様である。   FIG. 31 illustrates only changes in the target flag portion of the calculation data table 31c, but other elements of the calculation data table 31c are the same as those of the calculation data table 31b illustrated in FIG.

図３０と図３１では、河道上のメッシュはメッシュｍ３とメッシュｍ５０とし、図３０に示した初期入力データテーブルでは、メッシュｍ３とメッシュｍ５０の対象フラグ欄にフラグ（Ｆ）が設定されている。   30 and 31, the meshes on the river channel are mesh m3 and mesh m50. In the initial input data table shown in FIG. 30, a flag (F) is set in the target flag column for mesh m3 and mesh m50.

図３１に示した算出データテーブル３１ｃでは、開始時間Ｔの予測データを記録する際に、初期入力データテーブル３０ｃの対象フラグ欄のデータをそのまま複写し、メッシュｍ３とメッシュｍ５０の対象フラグ欄にフラグ（Ｆ）が設定されている。   In the calculated data table 31c shown in FIG. 31, when the predicted data of the start time T is recorded, the data in the target flag column of the initial input data table 30c is copied as it is, and the flag in the target flag column of the mesh m3 and the mesh m50 is flagged. (F) is set.

運動方程式演算部１３は、時間（Ｔ＋Δｔ）の予測データを演算する前に、開始時間Ｔの予測データに記録された水深と初期入力データテーブル３０ｃに記録された側岸の比高を比較する。   The motion equation calculation unit 13 compares the depth of water recorded in the prediction data of the start time T with the specific height of the side bank recorded in the initial input data table 30c before calculating the prediction data of time (T + Δt).

運動方程式演算部１３は、図３１では、メッシュｍ３の水深が側岸の比高より大きくなり、左右のメッシュに浸水が予測されるため、左右のメッシュ（メッシュｍ２とメッシュｍ４）を算出対象メッシュとして、時間（Ｔ＋Δｔ）の予測データの対象フラグ欄にフラグを設定している。   In FIG. 31, the motion equation calculation unit 13 calculates the left and right meshes (mesh m2 and mesh m4) because the water depth of the mesh m3 is greater than the specific height of the side bank and the left and right meshes are predicted to be flooded. As a result, a flag is set in the target flag column of the prediction data of time (T + Δt).

一方、メッシュｍ５０では水深が側岸の比高より小さいので、左右のメッシュに影響がなく、算出対象メッシュとしていない。   On the other hand, in the mesh m50, the water depth is smaller than the specific height of the side bank.

このように、時系列で予測データを演算する前に、前回算出した予測データに記録された水深と初期入力データテーブル３０ｃに記録された側岸の比高を比較し、左右のメッシュに浸水が予測される場合、算出対象メッシュとして、予め今回の予測データの対象フラグ欄にフラグを設定する。   Thus, before calculating the prediction data in time series, the water depth recorded in the prediction data calculated last time is compared with the specific height of the side bank recorded in the initial input data table 30c, and the left and right meshes are submerged. When predicted, a flag is set in advance in the target flag column of the current prediction data as a calculation target mesh.

図３１に示した時間（Ｔ＋Δｔ×ｎ）の予測データでは、メッシュｍ２とメッシュｍ５０でも水深が側岸の比高より大きくなり、左右のメッシュに浸水が予測されるため、対象フラグ欄にフラグを設定されている。ここで、既にフラグが設定されている対象フラグ欄は、新たにフラグで上書きしても構わない。   In the prediction data of time (T + Δt × n) shown in FIG. 31, the water depth is larger than the specific height of the side bank in the mesh m2 and the mesh m50, and inundation is predicted in the left and right meshes. Is set. Here, the target flag field in which the flag is already set may be overwritten with a new flag.

実施例３では、常に全メッシュについて演算処理を行う実施例２と異なり、河道上のメッシュ以外は、影響が発生する時間から演算対象とすることにより、演算処理の効率を上げることができる。   In the third embodiment, unlike the second embodiment in which calculation processing is always performed for all meshes, the efficiency of the calculation processing can be increased by setting the calculation targets other than the meshes on the river channel from the time when the influence occurs.

最後に、実施例２と実施例３の出力工程での情報出力部１５による表示例を図３２の（ａ）から（ｄ）を参照して説明する。   Finally, display examples by the information output unit 15 in the output steps of the second and third embodiments will be described with reference to FIGS.

図３２の（ａ）では、天然ダム直下で洪水が発生し、まず天然ダム直下のメッシュが色付けされて表示される。続いて、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）と時系列的に、洪水が到達する氾濫範囲が拡大し、該当するメッシュが色付けされて表示される。   In FIG. 32 (a), a flood occurs immediately below a natural dam, and the mesh immediately below the natural dam is colored and displayed. Subsequently, the flooding area where the flood reaches is expanded in time series (b), (c), and (d), and the corresponding mesh is colored and displayed.

さらに、メッシュを色付ける際に水深により色分けすることも可能であり、本発明では、洪水が到達する氾濫範囲の変化を視覚的に把握することができる。   Furthermore, when the mesh is colored, it is also possible to color-code according to the water depth, and in the present invention, it is possible to visually grasp the change of the flooding range that the flood reaches.

図３２の（ｄ）に示したように、表示された地図上の任意の位置にカーソルを合わせると、その地点への洪水の予測到達時間や予測水深等の詳細情報を表示し、さらにクリックすると、その地点のハイドログラフを表示する。   As shown in (d) of FIG. 32, when the cursor is moved to an arbitrary position on the displayed map, detailed information such as the predicted arrival time and predicted water depth of the flood at that point is displayed. , Display the hydrograph at that point.

また、入力データであるオルソフォトデータ２４を背景に表示させることで、家屋や施設などの建築物の位置がわかるので、各建築物にカーソルを合わせて、各建築物に被害が及ぶまでの時間を把握し、避難対策を講じることもできる。   Also, by displaying the orthophoto data 24, which is input data, in the background, the position of a building such as a house or facility can be known, so the time it takes for each building to be damaged by placing the cursor on the building And can take measures to evacuate.

１０ 洪水流量推定システム
１１ 入力部
１２ 制御部
１３ 運動方程式演算部
１４ 連続式演算部
１５ 情報出力部
１６ シミュレーションデータベース
２０ 地形データ
２１ 流量データ
２２ 物性値データ
２３ 係数データ
２４ オルソフォトデータ
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 初期入力データテーブル
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ 算出データテーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flood flow estimation system 11 Input part 12 Control part 13 Equation of motion calculation part 14 Continuous type calculation part 15 Information output part 16 Simulation database 20 Terrain data 21 Flow rate data 22 Physical property value data 23 Coefficient data 24 Orthophoto data 30a, 30b, 30c Initial input data tables 31a, 31b, 31c Calculation data table

Claims (10)

天然ダムの越流決壊による下流域の洪水流量の増減を、地理的および時系列的に数値シミュレーションする洪水流量推定システムであって、
シミュレーションデータベースと、
前記シミュレーションデータベースに接続された入力部と、
前記入力部に接続された制御部と、
前記制御部および前記シミュレーションデータベースに接続された運動方程式演算部と、
前記制御部および前記シミュレーションデータベースに接続された連続式演算部と、
前記シミュレーションデータベースに接続された情報出力部
とを含み、
前記入力部は、前記下流域の河道上に単位距離ごとに予測地点を設定し、外部から入力される地形データ、流量データ、物性値データ、係数データを、前記予測地点とリンク付けた初期入力データテーブルとして前記シミュレーションデータベースに保存し、
前記制御部は、シミュレーション開始時間から終了時間まで、単位時間Δｔ間隔の指定時間ｔに前記運動方程式演算部と前記連続式演算部を交互に繰り返し起動し、
前記運動方程式演算部は、
前記指定時間ｔが前記開始時間のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルの値を運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの前記予測地点の流量と流速を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして、前記シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、
前記指定時間ｔが前記開始時間以降のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データの値を前記運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの前記予測地点の流量と流速を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録し、
前記連続式演算部は、
前記指定時間ｔが前記開始時間のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、前記指定時間ｔの前記予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録し、
前記指定時間ｔが前記開始時間以降のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと前記１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を前記連続式に代入して、前記指定時間ｔの前記予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録し、
前記情報出力部は、前記初期入力データテーブルと前記算出データテーブルのデータにより、前記予測地点のハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、前記天然ダムおよび前記河道の河床変動、前記下流域の氾濫範囲の変化を画面に表示する
ことを特徴とする洪水流量推定システム。 A flood flow estimation system that numerically simulates the increase and decrease of flood flow in the downstream area due to overflow of a natural dam, both geographically and in time series,
Simulation database,
An input unit connected to the simulation database;
A control unit connected to the input unit;
A motion equation calculation unit connected to the control unit and the simulation database;
A continuous operation unit connected to the control unit and the simulation database;
An information output unit connected to the simulation database,
The input unit sets a predicted point for each unit distance on the downstream river channel, and initially inputs topographic data, flow rate data, property value data, and coefficient data input from the outside with the predicted point. Save it as a data table in the simulation database,
From the simulation start time to the end time, the control unit alternately and repeatedly starts the motion equation calculation unit and the continuous calculation unit at a specified time t of unit time Δt,
The equation of motion calculator is
When the designated time t is the start time, the value of the initial input data table of the predicted points is sequentially substituted into the equation of motion for all the predicted points, and the flow rate of the predicted points at the specified time t And the flow velocity is calculated and recorded in the calculation data table of the simulation database as the first calculation data of the prediction data of the specified time t,
When the specified time t is after the start time, for all the predicted points, the initial input data table of the predicted points and the value of the predicted data of the specified time (t-Δt) one unit time before are sequentially displayed. Substituting into the equation of motion, calculating the flow rate and flow velocity at the predicted point at the specified time t, and recording it as the first calculated data of the predicted data at the specified time t in the calculated data table of the simulation database,
The continuous calculation unit is:
When the specified time t is the start time, the initial input data table of the predicted point and the value of the first calculation data of the predicted data at the specified time t are sequentially substituted for all the predicted points. Then, the water depth, concentration, river bed height, river width, and erosion speed of the predicted point at the specified time t are calculated, and the calculated data table of the simulation database is used as second calculated data of the predicted data at the specified time t. Record,
When the specified time t is after the start time, for all the predicted points, the initial input data table of the predicted points, the predicted data of the specified time (t-Δt) one unit time before, and the By substituting the value of the first calculation data of the prediction data at the designated time t into the continuous equation, the water depth, concentration, bed height, river width, erosion speed at the prediction point at the designated time t is calculated, and the designated time t As the second calculation data of the prediction data of, recorded in the calculation data table of the simulation database,
The information output unit includes, based on the data of the initial input data table and the calculation data table, a hydrograph of the predicted point, a change in river bed erosion speed, a change in side erosion speed, a change in river width, the natural dam, and the river channel The flood flow estimation system is characterized by displaying changes in riverbed and changes in the inundation area in the downstream area on the screen. 前記入力部は、外部から入力されるオルソフォトデータを前記シミュレーションデータベースに保存し、
前記情報出力部は、前記オルソフォトデータを前記下流域の氾濫範囲の変化に重ねて表示する
ことを特徴とする請求項１に記載の洪水流量推定システム。 The input unit stores orthophoto data input from the outside in the simulation database,
The flood information estimation system according to claim 1, wherein the information output unit displays the orthophoto data so as to overlap the change of the flood area in the downstream area. 天然ダムの越流決壊による下流域の洪水流量の増減を、地理的および時系列的に数値シミュレーションする洪水流量推定システムであって、
シミュレーションデータベースと、
前記シミュレーションデータベースに接続された入力部と、
前記入力部に接続された制御部と、
前記制御部および前記シミュレーションデータベースに接続された運動方程式演算部と、
前記制御部および前記シミュレーションデータベースに接続された連続式演算部と、
前記シミュレーションデータベースに接続された情報出力部
とを含み、
前記入力部は、前記下流域を単位区画のメッシュに分割し、前記メッシュを予測地点として設定し、外部から入力される地形データ、流量データ、物性値データ、係数データを、前記予測地点とリンク付けた初期入力データテーブルとして前記シミュレーションデータベースに保存し、
前記制御部は、シミュレーション開始時間から終了時間まで、単位時間Δｔ間隔の指定時間ｔに前記運動方程式演算部と前記連続式演算部を交互に繰り返し起動し、
前記運動方程式演算部は、
前記指定時間ｔが前記開始時間のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルの値を運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの前記予測地点の流量と流速を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして、前記シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、
前記指定時間ｔが前記開始時間以降のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データの値を前記運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの前記予測地点の流量と流速を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録し、
前記連続式演算部は、
前記指定時間ｔが前記開始時間のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、前記指定時間ｔの前記予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録し、
前記指定時間ｔが前記開始時間以降のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと前記１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を前記連続式に代入して、前記指定時間ｔの前記予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録し、
前記情報出力部は、前記初期入力データテーブルと前記算出データテーブルのデータにより、前記予測地点のハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、前記天然ダムおよび前記河道の河床変動、前記下流域の氾濫範囲の変化を画面に表示する
ことを特徴とする洪水流量推定システム。 A flood flow estimation system that numerically simulates the increase and decrease of flood flow in the downstream area due to overflow of a natural dam, both geographically and in time series,
Simulation database,
An input unit connected to the simulation database;
A control unit connected to the input unit;
A motion equation calculation unit connected to the control unit and the simulation database;
A continuous operation unit connected to the control unit and the simulation database;
An information output unit connected to the simulation database,
The input unit divides the downstream area into meshes of unit sections, sets the mesh as a predicted point, and links externally input terrain data, flow rate data, physical property value data, and coefficient data with the predicted point. Saved in the simulation database as an attached initial input data table,
From the simulation start time to the end time, the control unit alternately and repeatedly starts the motion equation calculation unit and the continuous calculation unit at a specified time t of unit time Δt,
The equation of motion calculator is
When the designated time t is the start time, the value of the initial input data table of the predicted points is sequentially substituted into the equation of motion for all the predicted points, and the flow rate of the predicted points at the specified time t And the flow velocity is calculated and recorded in the calculation data table of the simulation database as the first calculation data of the prediction data of the specified time t,
When the specified time t is after the start time, for all the predicted points, the initial input data table of the predicted points and the value of the predicted data of the specified time (t-Δt) one unit time before are sequentially displayed. Substituting into the equation of motion, calculating the flow rate and flow velocity at the predicted point at the specified time t, and recording it as the first calculated data of the predicted data at the specified time t in the calculated data table of the simulation database,
The continuous calculation unit is:
When the specified time t is the start time, the initial input data table of the predicted point and the value of the first calculation data of the predicted data at the specified time t are sequentially substituted for all the predicted points. Then, the water depth, concentration, river bed height, river width, and erosion speed of the predicted point at the specified time t are calculated, and the calculated data table of the simulation database is used as second calculated data of the predicted data at the specified time t. Record,
When the specified time t is after the start time, for all the predicted points, the initial input data table of the predicted points, the predicted data of the specified time (t-Δt) one unit time before, and the By substituting the value of the first calculation data of the prediction data at the designated time t into the continuous equation, the water depth, concentration, bed height, river width, erosion speed at the prediction point at the designated time t is calculated, and the designated time t As the second calculation data of the prediction data of, recorded in the calculation data table of the simulation database,
The information output unit includes, based on the data of the initial input data table and the calculation data table, a hydrograph of the predicted point, a change in river bed erosion speed, a change in side erosion speed, a change in river width, the natural dam, and the river channel The flood flow estimation system is characterized by displaying changes in riverbed and changes in the inundation area in the downstream area on the screen. 前記入力部は、外部から入力されるオルソフォトデータを前記シミュレーションデータベースに保存し、
前記情報出力部は、前記オルソフォトデータを前記下流域の氾濫範囲の変化に重ねて表示する
ことを特徴とする請求項３に記載の洪水流量推定システム。 The input unit stores orthophoto data input from the outside in the simulation database,
The flood information estimation system according to claim 3, wherein the information output unit displays the orthophoto data so as to overlap the change of the flood area in the downstream area. 天然ダムの越流決壊による下流域の洪水流量の増減を、地理的および時系列的に数値シミュレーションする洪水流量推定システムであって、
シミュレーションデータベースと、
前記シミュレーションデータベースに接続された入力部と、
前記入力部に接続された制御部と、
前記制御部および前記シミュレーションデータベースに接続された運動方程式演算部と、
前記制御部および前記シミュレーションデータベースに接続された連続式演算部と、
前記シミュレーションデータベースに接続された情報出力部
とを含み、
前記入力部は、
前記下流域を単位区画のメッシュに分割し、前記メッシュを予測地点として設定し、外部から入力される地形データ、流量データ、物性値データ、係数データを、前記予測地点とリンク付けた初期入力データテーブルとして前記シミュレーションデータベースに保存し、
前記予測地点が前記下流域の河道上に存在する場合、前記初期入力データテーブルの当該予測地点のデータに対象フラグを設定して、
前記制御部は、
シミュレーション開始時間から終了時間まで、単位時間Δｔ間隔の指定時間ｔに前記運動方程式演算部と前記連続式演算部を交互に繰り返し起動し、
前記運動方程式演算部は、
前記指定時間ｔが前記開始時間のときは、前記初期入力データテーブルから前記対象フラグが設定された前記予測地点を検出し、当該予測地点の前記初期入力データテーブルの値を運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの当該予測地点の流量と流速を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして、前記シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録し、
前記指定時間が前記開始時間以降のときは、１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データから前記対象フラグが設定された前記予測地点を検出し、当該予測地点の水深が側岸の比高より大きい場合、前記指定時間ｔの予測データの当該予測地点の左右の予測地点に前記対象フラグを設定し、
前記指定時間ｔの予測データから前記対象フラグが設定された前記予測地点を検出し、当該予測地点の前記初期入力データテーブルと前記１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データの値を前記運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの当該予測地点の流量と流速を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録し、
前記連続式演算部は、
前記指定時間ｔが前記開始時間のときは、前記初期入力データテーブルから前記対象フラグが設定された前記予測地点を検出し、当該予測地点の前記初期入力データテーブルと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を連続式に代入して、前記指定時間ｔの前記予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録し、
前記指定時間ｔが前記開始時間以降のときは、前記指定時間ｔの予測データから前記対象フラグが設定された前記予測地点を検出し、当該予測地点の前記初期入力データテーブルと前記１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を前記連続式に代入して、前記指定時間ｔの前記予測地点の水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録し、
前記情報出力部は、前記初期入力データテーブルと前記算出データテーブルのデータにより、前記予測地点のハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、前記天然ダムおよび前記河道の河床変動、前記下流域の氾濫範囲の変化を画面に表示する
ことを特徴とする洪水流量推定システム。 A flood flow estimation system that numerically simulates the increase and decrease of flood flow in the downstream area due to overflow of a natural dam, both geographically and in time series,
Simulation database,
An input unit connected to the simulation database;
A control unit connected to the input unit;
A motion equation calculation unit connected to the control unit and the simulation database;
A continuous operation unit connected to the control unit and the simulation database;
An information output unit connected to the simulation database,
The input unit is
Initial downstream input data in which the downstream area is divided into unit-part meshes, the mesh is set as a predicted point, and terrain data, flow rate data, physical property data, and coefficient data input from the outside are linked to the predicted point Save it as a table in the simulation database,
If the predicted point exists on the downstream river channel, set the target flag in the data of the predicted point of the initial input data table,
The controller is
From the simulation start time to the end time, the motion equation calculation unit and the continuous calculation unit are alternately and repeatedly activated at a specified time t of a unit time Δt interval,
The equation of motion calculator is
When the specified time t is the start time, the predicted point where the target flag is set is detected from the initial input data table, and the value of the initial input data table at the predicted point is substituted into the equation of motion. , Calculating the flow rate and flow velocity at the predicted point at the specified time t, and recording it as the first calculated data of the predicted data at the specified time t in the calculated data table of the simulation database,
When the specified time is after the start time, the prediction point where the target flag is set is detected from the prediction data of the specified time (t-Δt) one unit time ago, and the water depth of the prediction point is If the ratio is greater than the specific height, the target flag is set at the prediction points on the left and right of the prediction point of the prediction data of the specified time t,
The predicted point where the target flag is set is detected from the predicted data of the specified time t, and the initial input data table of the predicted point and the value of the predicted data of the specified time (t−Δt) one unit time before Is substituted into the equation of motion to calculate the flow rate and flow velocity at the predicted point at the specified time t, and the first calculation data of the predicted data at the specified time t is recorded in the calculated data table of the simulation database. ,
The continuous calculation unit is:
When the specified time t is the start time, the predicted point where the target flag is set is detected from the initial input data table, and the initial input data table of the predicted point and the predicted data of the specified time t Substituting the value of the first calculation data into a continuous equation to calculate the water depth, concentration, river bed height, river width, erosion speed of the predicted point at the specified time t, and second calculated data of the predicted data at the specified time t As recorded in the calculation data table of the simulation database,
When the specified time t is after the start time, the predicted point where the target flag is set is detected from the predicted data of the specified time t, and the initial input data table of the predicted point and the unit time before Substituting the predicted data of the specified time (t−Δt) and the first calculated data of the predicted data of the specified time t into the continuous formula, the water depth, concentration, river bed height of the predicted point at the specified time t , Calculating the river width and the erosion rate, and recording it in the calculation data table of the simulation database as the second calculation data of the prediction data of the specified time t,
The information output unit includes, based on the data of the initial input data table and the calculation data table, a hydrograph of the predicted point, a change in river bed erosion speed, a change in side erosion speed, a change in river width, the natural dam, and the river channel The flood flow estimation system is characterized by displaying changes in riverbed and changes in the inundation area in the downstream area on the screen. 前記入力部は、外部から入力されるオルソフォトデータを前記シミュレーションデータベースに保存し、
前記情報出力部は、前記オルソフォトデータを前記下流域の氾濫範囲の変化に重ねて表示する
ことを特徴とする請求項５に記載の洪水流量推定システム。 The input unit stores orthophoto data input from the outside in the simulation database,
6. The flood flow estimation system according to claim 5, wherein the information output unit displays the orthophoto data superimposed on a change in the flooding area in the downstream area. 前記連続式は、数式（１）から数式（６）であり、前記運動方程式は、数式（７）から数式（１８）である請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の洪水流量推定システム。
数式中、添え字の１、２は時間ステップの前と後を、添え字のｗ、ｓ、ｔはそれぞれ二層流モデルの水流層、砂礫移動層、全流動層を示し、ρは平均密度、θは河床勾配、Ｂは川幅、ｈは流動層厚、Ｈは側岸の比高、ｖは平均流速、ｇは重力加速度、ｃは全流動層平均濃度、ｃｓは砂礫移動層の平均濃度、ｃ＊は堆積層濃度、ｕＩは境界におけるｘ方向の流速、Ｐｗは境界から自由表面にわたって積分した水流層に作用する圧力、Ｐｓは河床から境界にわたって積分した砂礫移動層に作用する圧力、ＰＩは境界における圧力、τｗは境界に作用するせん断応力、τｂは河床面せん断応力、ｓＴは河床面を通した砂礫移動層内への湧き出し量、ｚｂは河床高、γ、γ′、βｓ、βｗは流速と濃度、密度が分布の形状を示すことに起因する分布補正係数、σは砂礫密度、θｅは全流動層平均濃度に対応する平衡勾配、φｓは砂礫の内部摩擦角、ｋｆ＝０．２５、ｋｇ＝０．０８２８、ｅは反発係数、ｄは粒径、τｅｘｔ（ｚ＝ｚｂ）は河床面での外力としてのせん断応力、τｙｋ（ｚ＝ｚｂ）は河床面直上面における降伏応力を示す
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 The flood flow estimation system according to any one of claims 1 to 6, wherein the continuous formula is a formula (1) to a formula (6), and the equation of motion is a formula (7) to a formula (18). .
In the formula, subscripts 1 and 2 indicate before and after the time step, subscripts w, s, and t indicate the water layer, gravel moving bed, and total fluidized bed, respectively, and ρ is the average density. , theta is bed slope, B is river, h fluidized layer thickness, H is the side Coast relative height, v is the average flow velocity, g is the gravitational acceleration, c is the average of all fluidized bed average density, c s is gravel moving layer concentration, c * deposition layer density, u I is the x-direction flow velocity at the boundary, P w is the pressure acting on the water flow layer integrated over the free surface from the boundary, P s is applied to the gravel moving layer integrated over the boundary from bed , P I is the pressure at the boundary, τ w is the shear stress acting on the boundary, τ b is the bed surface shear stress, s T is the amount of spring that flows through the bed surface into the gravel moving layer, and z b is the river bed high, γ, γ ', β s , β w flow velocity and density, the density is due to indicate the shape of the distribution min Correction factor, sigma is gravel density, equilibrium gradient theta e is corresponding to all fluidized bed average density, phi s is the angle of internal friction of gravel, k f = 0.25, k g = 0.0828, e is the coefficient of restitution, d is the grain size, τ ext (z = zb) is the shear stress as an external force on the river bed, and τ yk (z = zb) is the yield stress immediately above the river bed
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 天然ダムの越流決壊による下流域の洪水流量の増減を、地理的および時系列的に数値シミュレーションする洪水流量推定方法であって、
前記下流域の河道上に単位距離ごとに予測地点を設定し、外部から入力される地形データ、流量データ、物性値データ、係数データを、前記予測地点とリンク付けた初期入力データテーブルとしてシミュレーションデータベースに保存するステップと、
シミュレーション開始時間から終了時間まで、単位時間Δｔ間隔の指定時間ｔごとに、運動方程式と連続式の演算を繰り返し実行させるステップと、
前記指定時間ｔが前記開始時間のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルの値を前記運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして流量と流速を算出し、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を前記連続式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録するステップと、
前記指定時間ｔが前記開始時間以降のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データの値を前記運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして流量と流速を算出し、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと前記１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を前記連続式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録するステップと、
前記初期入力データテーブルと前記算出データテーブルのデータにより、前記予測地点のハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、前記天然ダムおよび前記河道の河床変動、前記下流域の氾濫範囲の変化を画面に表示するステップ
とを含むことを特徴とする洪水流量推定方法。 A flood flow estimation method that numerically simulates the increase and decrease of flood flow in the downstream area due to overflow of a natural dam, both geographically and in time series,
A simulation database is set as an initial input data table in which prediction points are set for each unit distance on the river channel in the downstream area, and terrain data, flow rate data, physical property data, and coefficient data input from the outside are linked to the prediction points. The steps to save in
From the simulation start time to the end time, repeatedly executing the equation of motion and the continuous calculation every specified time t of the unit time Δt;
When the specified time t is the start time, the values of the initial input data table of the predicted points are sequentially substituted into the equation of motion for all the predicted points, and the prediction data of the specified time t The flow rate and the flow velocity are calculated as one calculation data, and the initial input data table of the prediction point and the value of the first calculation data of the prediction data of the specified time t are substituted into the continuous formula to predict the specified time t. Calculating water depth, concentration, bed height, river width, erosion rate as second calculation data of data, and recording it in a calculation data table of the simulation database;
When the specified time t is after the start time, for all the predicted points, the initial input data table of the predicted points and the value of the predicted data of the specified time (t-Δt) one unit time before are sequentially displayed. Substituting into the equation of motion, the flow rate and the flow velocity are calculated as the first calculation data of the prediction data of the specified time t, and the initial input data table of the prediction point and the specified time (t−Δt) one unit time before ) And the value of the first calculation data of the prediction data of the specified time t are substituted into the continuous equation, and the second calculation data of the prediction data of the specified time t is the water depth, concentration, bed height, river width, Calculating an erosion rate and recording it in the calculated data table of the simulation database;
According to the data of the initial input data table and the calculated data table, the hydrograph of the predicted point, the change of river bed erosion speed, the change of side erosion speed, the change of river width, the bed change of the natural dam and the river channel, the lower And a step of displaying on the screen a change in the flood area of the basin. 天然ダムの越流決壊による下流域の洪水流量の増減を、地理的および時系列的に数値シミュレーションする洪水流量推定方法であって、
前記下流域を単位区画のメッシュに分割し、前記メッシュを予測地点として設定し、外部から入力される地形データ、流量データ、物性値データ、係数データを、前記予測地点とリンク付けた初期入力データテーブルとしてシミュレーションデータベースに保存するステップと、
シミュレーション開始時間から終了時間まで、単位時間Δｔ間隔の指定時間ｔごとに、運動方程式と連続式の演算を繰り返し実行させるステップと、
前記指定時間ｔが前記開始時間のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルの値を前記運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして流量と流速を算出し、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を前記連続式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録するステップと、
前記指定時間ｔが前記開始時間以降のときは、全ての前記予測地点について、順次、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データの値を前記運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして流量と流速を算出し、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと前記１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を前記連続式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録するステップと、
前記初期入力データテーブルと前記算出データテーブルのデータにより、前記予測地点のハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、前記天然ダムおよび前記河道の河床変動、前記下流域の氾濫範囲の変化を画面に表示するステップ
とを含むことを特徴とする洪水流量推定方法。 A flood flow estimation method that numerically simulates the increase and decrease of flood flow in the downstream area due to overflow of a natural dam, both geographically and in time series,
Initial downstream input data in which the downstream area is divided into unit-part meshes, the mesh is set as a predicted point, and terrain data, flow rate data, physical property data, and coefficient data input from the outside are linked to the predicted point Saving as a table in the simulation database;
From the simulation start time to the end time, repeatedly executing the equation of motion and the continuous calculation every specified time t of the unit time Δt;
When the specified time t is the start time, the values of the initial input data table of the predicted points are sequentially substituted into the equation of motion for all the predicted points, and the prediction data of the specified time t The flow rate and the flow velocity are calculated as one calculation data, and the initial input data table of the prediction point and the value of the first calculation data of the prediction data of the specified time t are substituted into the continuous formula to predict the specified time t. Calculating water depth, concentration, bed height, river width, erosion rate as second calculation data of data, and recording it in a calculation data table of the simulation database;
When the specified time t is after the start time, for all the predicted points, the initial input data table of the predicted points and the value of the predicted data of the specified time (t-Δt) one unit time before are sequentially displayed. Substituting into the equation of motion, the flow rate and the flow velocity are calculated as the first calculation data of the prediction data of the specified time t, and the initial input data table of the prediction point and the specified time (t−Δt) one unit time before ) And the value of the first calculation data of the prediction data of the specified time t are substituted into the continuous equation, and the second calculation data of the prediction data of the specified time t is the water depth, concentration, bed height, river width, Calculating an erosion rate and recording it in the calculated data table of the simulation database;
According to the data of the initial input data table and the calculated data table, the hydrograph of the predicted point, the change of river bed erosion speed, the change of side erosion speed, the change of river width, the bed change of the natural dam and the river channel, the lower And a step of displaying on the screen a change in the flood area of the basin. 天然ダムの越流決壊による下流域の洪水流量の増減を、地理的および時系列的に数値シミュレーションする洪水流量推定方法であって、
前記下流域を単位区画のメッシュに分割し、前記メッシュを予測地点として設定し、外部から入力される地形データ、流量データ、物性値データ、係数データを、前記予測地点とリンク付けた初期入力データテーブルとしてシミュレーションデータベースに保存するステップと、
前記予測地点が前記下流域の河道上に存在する場合、前記初期入力データテーブルの当該予測地点のデータに対象フラグを設定するステップと、
シミュレーション開始時間から終了時間まで、単位時間Δｔ間隔の指定時間ｔごとに、運動方程式と連続式の演算を繰り返し実行させるステップと、
前記指定時間ｔが前記開始時間のときは、前記初期入力データテーブルから前記対象フラグが設定された前記予測地点を検出し、当該予測地点の前記初期入力データテーブルの値を前記運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして流量と流速を算出し、当該予測地点の前記初期入力データテーブルと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を前記連続式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記シミュレーションデータベースの算出データテーブルに記録するステップと、
前記指定時間ｔが前記開始時間以降のときは、１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データから前記対象フラグが設定された前記予測地点を検出し、当該予測地点の水深が側岸の比高より大きい場合、前記指定時間ｔの予測データの当該予測地点の左右の予測地点に前記対象フラグを設定するステップと、
前記指定時間ｔが前記開始時間以降のときは、前記指定時間ｔの予測データから前記対象フラグが設定された前記予測地点を検出し、当該予測地点の前記初期入力データテーブルと１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データの値を前記運動方程式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第１算出データとして流量と流速を算出し、前記予測地点の前記初期入力データテーブルと前記１単位時間前の指定時間（ｔ−Δｔ）の予測データと前記指定時間ｔの予測データの第１算出データの値を前記連続式に代入して、前記指定時間ｔの予測データの第２算出データとして水深、濃度、河床高、川幅、侵食速度を算出し、前記シミュレーションデータベースの前記算出データテーブルに記録するステップと、
前記初期入力データテーブルと前記算出データテーブルのデータにより、前記予測地点のハイドログラフ、河床侵食速度の変化、側岸侵食速度の変化、川幅の変化、前記天然ダムおよび前記河道の河床変動、前記下流域の氾濫範囲の変化を画面に表示するステップ
とを含むことを特徴とする洪水流量推定方法。 A flood flow estimation method that numerically simulates the increase and decrease of flood flow in the downstream area due to overflow of a natural dam, both geographically and in time series,
Initial downstream input data in which the downstream area is divided into unit-part meshes, the mesh is set as a predicted point, and terrain data, flow rate data, physical property data, and coefficient data input from the outside are linked to the predicted point Saving as a table in the simulation database;
If the predicted point is on the downstream river channel, setting a target flag in the data of the predicted point of the initial input data table;
From the simulation start time to the end time, repeatedly executing the equation of motion and the continuous calculation every specified time t of the unit time Δt;
When the specified time t is the start time, the predicted point where the target flag is set is detected from the initial input data table, and the value of the initial input data table at the predicted point is substituted into the equation of motion. Then, the flow rate and the flow velocity are calculated as the first calculation data of the prediction data at the specified time t, and the initial input data table at the prediction point and the value of the first calculation data of the prediction data at the specified time t are calculated as the continuous equation. Substituting into the calculation data table of the simulation database, and calculating the water depth, concentration, bed height, river width, erosion rate as the second calculation data of the prediction data of the specified time t,
When the specified time t is after the start time, the predicted point where the target flag is set is detected from the predicted data of the specified time (t-Δt) one unit time before, and the water depth of the predicted point is A step of setting the target flag at the prediction points on the left and right of the prediction data of the prediction data of the specified time t if greater than the specific height of the shore;
When the specified time t is after the start time, the predicted point where the target flag is set is detected from the predicted data of the specified time t, and the initial input data table of the predicted point and one unit time before By substituting the value of the prediction data of the designated time (t−Δt) into the equation of motion, the flow rate and the flow velocity are calculated as the first calculation data of the prediction data of the designated time t, and the initial input data table of the prediction point And substituting the predicted data of the specified time (t−Δt) one unit time ago and the first calculation data of the predicted data of the specified time t into the continuous formula, 2 calculating water depth, concentration, bed height, river width, erosion rate as calculation data, and recording it in the calculation data table of the simulation database;
According to the data of the initial input data table and the calculated data table, the hydrograph of the predicted point, the change of river bed erosion speed, the change of side erosion speed, the change of river width, the bed change of the natural dam and the river channel, the lower And a step of displaying on the screen a change in the flood area of the basin.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013210600A (en) * 2012-02-27 2013-10-10 Sabo Frontier Foundation Debris flow flooding area high speed simulation method and debris flow flooding area high speed simulation device
JP5654147B1 (en) * 2014-01-08 2015-01-14 エー・シー・エス株式会社 Water level prediction system
JP5731700B1 (en) * 2014-07-25 2015-06-10 エー・シー・エス株式会社 Sediment disaster prediction system based on water level prediction
CN110046398A (en) * 2019-03-22 2019-07-23 西北农林科技大学 One kind working as card power station sluice downstream scour process Three-dimensional Numerical Simulation Method
CN112232618A (en) * 2020-07-08 2021-01-15 大连理工大学人工智能大连研究院 Method for evaluating flood flooding risk during operation of canal crossing building
CN113627095A (en) * 2021-07-13 2021-11-09 武汉大学 Ecological flow process construction method and system based on daily flow process change trend
KR20220086787A (en) * 2020-12-16 2022-06-24 단국대학교 산학협력단 Flood occurrence time prediction method using peak flow velocity and time difference
KR20220086786A (en) * 2020-12-16 2022-06-24 단국대학교 산학협력단 Flood level prediction method using peak flow velocity and peak water level
KR102533185B1 (en) * 2023-02-10 2023-05-17 주식회사 솔디아 General river safety management device using CCTV camera images
CN117744535A (en) * 2024-01-02 2024-03-22 昆明理工大学 Method and system for predicting debris flow peak value of loose rock soil body dam
CN117870744A (en) * 2024-03-12 2024-04-12 成都理工大学 Monitoring device and method for realizing inversion of mud-rock flow dynamic parameters

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6793924B2 (en) * 2017-04-13 2020-12-02 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 Multiple reservoir inundation analysis device, multiple reservoir inundation analysis method
JP6774101B2 (en) * 2017-11-13 2020-10-21 ニタコンサルタント株式会社 Multiple reservoir flood analysis program and computer-readable recording medium and stored equipment, multiple reservoir flood analysis method, multiple reservoir flood analysis device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005128838A (en) * 2003-10-24 2005-05-19 Foundation Of River & Basin Integrated Communications Japan Simplified system for analyzing flood
JP2007034373A (en) * 2005-07-22 2007-02-08 Hitachi Ltd Space simulation program and device
JP2007255088A (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Hitachi Engineering & Services Co Ltd Flood simulation device and program

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005128838A (en) * 2003-10-24 2005-05-19 Foundation Of River & Basin Integrated Communications Japan Simplified system for analyzing flood
JP2007034373A (en) * 2005-07-22 2007-02-08 Hitachi Ltd Space simulation program and device
JP2007255088A (en) * 2006-03-24 2007-10-04 Hitachi Engineering & Services Co Ltd Flood simulation device and program

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013210600A (en) * 2012-02-27 2013-10-10 Sabo Frontier Foundation Debris flow flooding area high speed simulation method and debris flow flooding area high speed simulation device
JP5654147B1 (en) * 2014-01-08 2015-01-14 エー・シー・エス株式会社 Water level prediction system
JP5731700B1 (en) * 2014-07-25 2015-06-10 エー・シー・エス株式会社 Sediment disaster prediction system based on water level prediction
CN110046398B (en) * 2019-03-22 2022-10-14 西北农林科技大学 Three-dimensional numerical simulation method for downstream scouring process of flood discharge gate of hydropower station
CN110046398A (en) * 2019-03-22 2019-07-23 西北农林科技大学 One kind working as card power station sluice downstream scour process Three-dimensional Numerical Simulation Method
CN112232618A (en) * 2020-07-08 2021-01-15 大连理工大学人工智能大连研究院 Method for evaluating flood flooding risk during operation of canal crossing building
KR20220086787A (en) * 2020-12-16 2022-06-24 단국대학교 산학협력단 Flood occurrence time prediction method using peak flow velocity and time difference
KR20220086786A (en) * 2020-12-16 2022-06-24 단국대학교 산학협력단 Flood level prediction method using peak flow velocity and peak water level
KR102512531B1 (en) * 2020-12-16 2023-03-22 단국대학교 산학협력단 Flood level prediction method using peak flow velocity and peak water level
KR102512532B1 (en) * 2020-12-16 2023-03-22 단국대학교 산학협력단 Flood occurrence time prediction method using peak flow velocity and time difference
CN113627095A (en) * 2021-07-13 2021-11-09 武汉大学 Ecological flow process construction method and system based on daily flow process change trend
CN113627095B (en) * 2021-07-13 2023-10-24 武汉大学 Ecological flow process construction method and system based on daily flow process change trend
KR102533185B1 (en) * 2023-02-10 2023-05-17 주식회사 솔디아 General river safety management device using CCTV camera images
CN117744535A (en) * 2024-01-02 2024-03-22 昆明理工大学 Method and system for predicting debris flow peak value of loose rock soil body dam
CN117744535B (en) * 2024-01-02 2024-05-14 昆明理工大学 Method and system for predicting debris flow peak value of loose rock soil body dam
CN117870744A (en) * 2024-03-12 2024-04-12 成都理工大学 Monitoring device and method for realizing inversion of mud-rock flow dynamic parameters
CN117870744B (en) * 2024-03-12 2024-05-28 成都理工大学 Method for realizing inversion of mud-rock flow dynamic parameters

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