分布型流出モデルと統合化可能な内・外水氾濫マクロモデルの開発

Abstract

本研究は, 流出モデルと同じ計算格子で同時に検討できる内・外水氾濫の水深伝播モデルを提案した。家屋の隙間や道路を解析領域として抽出することはせずに平面氾濫モデルに対して流量等価となるよう集約化しており, 家屋の占有率のみ考慮すればよい点に特徴がある。家屋の隙間や道路をミクロスケールの最小要素に考え, 運動式の単純化を図ると浸透のダルシ−則や熱伝導のフーリエ則と相似な水深の伝播則を得る。この要素モデルを流出モデルと同じマクロサイズまでアップスケーリングすると, パラメータが集約化された伝播則となり, これと連続式を合わせれば水深伝播の基礎式が導き出せる。最後に実流域で数値実験を行った結果, 湛水域の水深伝播拡大は表現出来ており, その有用性が確認できた。

This study aims to propose the lumped model of two-dimensional inundation flow in macro scale. This model ensures numerical compatibility with a basin-widely distributed runoff one in modeling accuracy and simplification. An inundating domain is divided into many infinitesimal elements constitutied of one straight and short channelin micro scale. Based on the Navier Stokes equations, the mass conservation and motion equations of inundating flow in this channel are successfully simplified. The resulting motion equation is in conformity with the Fourier's and the Darcy's Laws. It is lumped in macro scale with the other elements. It can be shown that the basic equation of inundating flow in macro scale is finally categorized in the group conformable to water-depth transfer phenomenon.