洪水氾濫解析における局所流のサブモデル化

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大規模な洪水氾濫解析に用いる空間差分が数100〜数1,000mの格子系では表現できないサブグリッドの地形や構造物周辺の局所流について、氾濫初期およびピーク時の流れに対応する2つのサブモデルを作成した。前者は単純な形状の破堤口や氾濫時に堰のように作用する堤防・道路などの線構造物の破堤や越流を含む問題であり、時間的に強度の変わるソース・シンクのペアとみなす従来の方法を用いた。一方、後者の適用できる段階になると線構造物を挟んで流れが連続し線構造物にあたる差分格子点の代表水深を一時的に小さくとることで粗度の空間変化を与えるのと等価な取扱いが可能である。このように洪水初期から中期にかけて時間的にモデル接続することにより、初期の目的を達成したが、両者の中間段階で想定される急激な地形変化を追跡していないので改良を要する、さらに、非氾濫の河床変動問題について高濃度シルト分を含む流れ解析を考えた。とくに、粒径が数10μmと細かい場合、陽解法に固有の数値振動に伴って摩擦速度が変動するため、平滑な地形変動の計算は困難である。そこで、半陰解法を導入して洗掘・堆積傾向を安定に評価するとともに、濁度による僅かな密度差を打消すように作用し、時間スケールの大きな洪水氾濫では重要と考えられる水温とその成層効果を考慮しうる3次元モデルを作成し、長期の洪水氾濫も計算するようにした。応用として、バングラデシュ国の大規模な氾濫現象の解析を進めており、今後、大流域モデルあるいは地方毎のモデルとして発展させるとともに、サブモデル相互の接続性を高めることが課題といえる。