キーワードを入力し検索ボタンを押下ください。

流域雨量指数

流域雨量指数とは

 流域雨量指数とは、河川の流域に降った雨水が、どれだけ下流の地域に影響を与えるかを、これまでに降った雨(解析雨量)と今後数時間に降ると予想される雨(降水短時間予報)から、流出過程と流下過程の計算によって指数化したものです。
 大雨によって発生する洪水災害(河川の増水、はん濫など)は、流下してくる雨水の量が多いほど発生の可能性が高く、かつ、上流の降雨が下流に集まるまでの時間差も考慮しなければなりません。流域雨量指数は、これらを踏まえた新たな指標として、各地気象台が発表する洪水警報・注意報の発表基準に使用しています。


流域雨量指数



流域雨量指数の計算

流域雨量指数

 流域雨量指数の計算は、流路延長がおおむね15km以上の全国全ての河川の流域を対象としています。地表面を5km四方に分けて、そこに降った雨が河川に流出する過程をタンクモデルを用いて計算します。次に、流下過程により水の流れを計算します。これらを計算して指数化したものが流域雨量指数です。なお、計算に必要となる地理的な資料には、国土数値情報の河川流路、地質、傾斜、土地利用などを使用しています。



<流出過程>

 雨が降ると、雨水は地中に染み込んだり、地表面を流れたりして、川に流れ込みます。流域雨量指数の流出過程の計算には、下図に示すように、降った雨が河川に流出する様子を孔の開いたタンクを用いてモデル化した「タンクモデル」を使用します。
 降った雨は、通常は、地中に染み込んで地下水となったり、地表面を流れたりして河川に流れ込みますが、都市域では、地面がコンクリートで覆われているため、ほとんどが地表面を流れます。このため、都市域では、表面流出が主体の1段タンクモデルを用い、非都市域では、土壌雨量指数の計算にも用いているIshihara & Kobatake(1979)の直列3段タンクモデルを用いています。
 両者は、5km四方の中の地面の状態(コンクリート舗装、水田、畑、山林など)の比率に応じた重みをかけて使い分けています。


流域雨量指数



<流下過程>

 流出過程により河川に流入する雨水の量が算出されるので、次に流入した雨水の流れを計算します。具体的には、「運動方程式(マニング式)」と、「連続方程式(水量保存の式)」を用いて、5km格子単位で流下する雨水の量の時間変化を求めます。



流域雨量指数の計算式

 1つの5km格子内の河道を、流れに沿って6領域に分割して、下に示すような方程式を用いて流下過程の計算を行っています。なお、流出過程については土壌雨量指数と同じタンクモデルを用いていますので、土壌雨量指数の計算式をご覧ください。


流域雨量指数


  • マニング式は、河川の勾配が大きく水深が深いほど流れが速いこと等を表す式です。
  • 連続方程式は、河川を細かく区切った区間を出入りする水の量(上流から流れてくる水、下流へ流れる水、その地点の降雨によって増える水)の増減を表す式です。


 計算方法に関する留意点は以下のとおりです。

 流域雨量指数は、降った雨水が下流の地域へどの程度影響するのかを指数化したもので、実際の水位、流量を推計したものではありません。水位、流量を推計するためには、例えば、以下の事項も十分勘案する必要があります。
  ①ダムや堰、水門、生活排水等の人為的な流水の制御の効果。
  ②河川の形状や雨水の河川への流入経路など、詳細な河川環境。
  ③海の干満による流出・流入。



[参考文献]
Ishihara, Y. and S. Kobatake (1979): Runoff Model for Flood Forecasting, Bull.D.P.R.I., Kyoto Univ., Vol.29, 27-43

このページのトップへ