(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河道に接続された谷を含む所定地域に雨が降って前記谷の左右の斜面の地中を浸透して流れる中間流の層を斜面中間流上層と斜面中間流下層とに分けて、得られた計算結果を谷部解析部に出力して谷に発生する流量を予測させる発生流出量予測シミュレーション方法であって、
前記所定地域の単位時間当たりの雨量データがさらに微細な解析単位時間で分割された分割雨量が記憶された雨量データ記憶手段と、
左右の前記斜面の斜面長、前記谷の谷長、左右の前記斜面中間流上層の厚み及び左右の前記斜面中間流下層の厚み並びに左右の斜面勾配を含む発生流量解析用基本情報に基づいた前記谷を挟む左右の斜面多層モデルが谷番号（ｉｖ）に関連付けられて記憶された斜面モデル記憶手段と、
前記斜面を流れる水量及び土砂流を解析するための左右の斜面の斜面用各種パラメータが前記谷番号（ｉｖ）に関連付けられて記憶された斜面用パラメータ記憶手段と、
左右の斜面分割ブロック毎計算結果データが前記谷番号（ｉｖ）に関連付けられて記憶される斜面流計算結果用記憶手段と、
を備え、
コンピュータが、
（Ａ１）．前記左右の斜面多層モデルを、一定の分割幅で前記表面から前記中間流下層の底面まで分割した斜面分割ブロックを有する斜面分割多層モデルにする工程と、
（Ａ２）．前記解析単位時間毎に、この該分割雨量を前記斜面分割多層モデルの各斜面分割ブロックに定義する工程と、
（Ａ３）．前記斜面分割多層モデルの左又は右の斜面を設定し、該設定毎に、前記斜面分割ブロックを上側から前記谷の縁端に向かって順次設定する手段と、
（Ａ４）．前記斜面分割ブロックが設定される毎に、隣接する両脇の斜面分割ブロックを指定する工程と、
（Ａ５）、前記指定された斜面分割ブロック毎に、該斜面分割ブロックの前記分割雨量を読み込んで前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の分割雨量で求められた前記両脇の前記斜面分割ブロックの各々の水深、各々の水の総流量並びに前記斜面勾配、前記斜面用各種パラメータを用いて前記設定された前記斜面分割ブロックにおける前記斜面中間流下層の底面から溜まる水深（ｈｓ）を求める工程と、
（Ａ６）．前記指定された前記斜面分割ブロックにおける水深（ｈｓ）が求められる毎に、この水深（ｈｓ）及び前記斜面各種パラメータ並びに前記斜面勾配に基づいて前記斜面分割ブロックにおける前記斜面の表面を流れる水の流量（ｑｗｓ0）、斜面中間流上層を流れる水の流量（ｑｗｓ１）並びに斜面中間下流層を流れる水の流量（ｑｗｓ２）の合計を前記斜面分割ブロックの前記水の総流量（ｑｗｓ）として求める工程と、
（Ａ７）．前記指定された斜面分割ブロックに、前記水深（ｈｓ）と前記水の総流量（ｑｗｓ）ならびに前記解析単位時間とを関連付けて前記斜面ブロック毎斜面計算結果データとして前記斜面流計算結果用記憶手段に記憶する工程と、
（Ａ８）．前記斜面流計算結果記憶手段から前記解析単位時間での最下端の前記斜面ブロック毎斜面計算結果データの前記水の総流量（ｑｗｓ）を前記計算結果として前記谷部解析部に出する工程と
を行うことを特徴とする発生流出量予測シミュレーション方法。
【請求項２】
コンピュータが、
（Ａ９）．前記斜面分割ブロック毎に、前記斜面用各種パラメータに含まれる土石流を解析するためのパラメータを定義する工程と、
（Ａ１０）．この斜面分割ブロックにおける前記水深（ｈｓ）、水の総流量（ｑｗｓ）及び前記土石流を解析するためのパラメータ並びに前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の分割雨量で求めた前記両脇の斜面移動可能土砂量（ＶＬｓ）に基づいて斜面流砂量（ｑLｓ）を求め、これを該斜面分割ブロックの前記斜面ブロック毎斜面計算結果データに関連付けて記憶する工程と、
（Ａ１１）．前記斜面流計算結果記憶手段から最下端の前記斜面ブロック毎斜面計算結果データの前記斜面流砂量（ｑLｓ）を前記計算結果として前記谷部解析部に出する工程と
を行うことを特徴とする請求項１記載の発生流出量予測シミュレーション方法。
【請求項３】
コンピュータが、
（Ｂ１）．前記（Ａ５）工程で求めた前記水深（ｈｓ）の水面が前記表面の層、前記中間流上層又は前記中間流下層のいずれかに存在しているかを解析する工程と、
（Ｂ２）．この解析結果を前記斜面毎計算結果データに関連付ける工程と
を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の発生流出量予測シミュレーション方法。
【請求項４】
前記谷の谷長、谷の幅、谷底を浸透して流れる中間流の層を谷部中間流上層の厚みと谷部中間流下層の厚み並びに谷勾配を含む発生流量解析用基本情報に基づいた谷部多層モデルが前記左右の斜面多層モデルを挟む谷として前記谷番号に関連付けられて記憶された谷部モデル記憶手段と、
前記谷部を流れる水量及び土砂流を解析するための谷部用各種パラメータが谷番号に関連付けられて記憶された谷部用パラメータ記憶手段と、
谷部毎計算結果データが記憶される谷部計算結果用記憶手段と、
を備え、
コンピュータが、
（Ｃ１）．前記斜面分割幅で前記谷部中間流下層の底面まで分割した谷部多層分割メッシュを有する谷部分割多層モデルにする工程と、
（Ｃ２）．前記谷部分割多層モデルの最上流側から谷部多層分割メッシュを順に設定する工程と、
（Ｃ３）．前記設定された谷部多層分割メッシュ毎に、前記谷部用各種パラメータを割り付ける工程と、
（Ｃ４）．前記出力された前記解析単位時間での最下端の前記斜面分割ブロックの前記水の総流量（ｑｗｓ）を前記分割雨量に代えて各々の前記谷部多層分割メッシュに割り付ける工程と、
（Ｃ５）．前記谷部分割メッシュ毎に、前記水の総流量（ｑｗｓ）と前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の最下端の前記水の総流量（ｑｗｓ）で求められた前記両脇の谷部分割メッシュの水の総流量並びに前記谷勾配、前記谷部用各種パラメータを用いて前記設定された前記谷部多層分割メッシュにおける前記谷部中間流下層の底面から溜まる水深（ｈｖ）を求める工程と、
（Ｃ６）．前記水深（ｈｖ）が求められる毎に、前記谷部各種パラメータ及び前記谷勾配を読み込んで前記設定された前記谷部多層分割メッシュにおける前記谷部の表面を流れる水の流量（ｑｗｖ0）、前記谷部中間流上層を流れる水の流量（ｑｗｖ１）並びに谷部中間下流層を流れる水の流量（ｑｗｖ２）の合計を前記設定された谷部多層分割メッシュを流れる前記水の総流量（ｑｗｖ）として求める工程と、
（Ｃ７）．前記谷部多層分割メッシュ当たりの水深（ｈｖ）と前記水の総流量（ｑｗｖ）並びに前記解析単位時間とを関連付けて前記谷部毎計算結果データとして前記谷部計算結果用記憶手段に記憶する工程と、
（Ｃ８）．前記前記谷部計算結果用記憶手段の前記解析単位時間での最下端の谷部多層分割メッシュの前記水の総流量（ｑｗｖ）を前記河道解析部に出力する工程と
を行うことを特徴とする請求項１、２又は３のいずれかに記載の発生流出量予測シミュレーション方法。
【請求項５】
コンピュータが、
（Ｃ９）．前記谷部多層分割メッシュ毎に、前記谷部用各種パラメータに含まれる土石流を解析するためのパラメータを定義する工程と、
（Ｃ１０）．この谷部多層分割メッシュにおける前記水深（ｈｖ）、水の総流量（ｑｗｖ）及び前記土石流を解析するためのパラメータ並びに前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の分割雨量で求めた前記両脇の谷部移動可能土砂量（ＶＬｖ）に基づいて谷部流砂量（ｑLｖ）を求め、これを該谷部多層分割メッシュの前記谷部毎計算結果データに関連付けて記憶する工程と、
（Ｃ１１）．前記谷部計算結果記憶手段から最下端の前記谷部毎計算結果データの前記谷部流砂量（ｑLｖ）を前記河道解析部に出する工程と
を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の発生流出量予測シミュレーション方法。
【請求項６】
コンピュータが、
（Ｄ１）．前記（Ｃ５）工程で求めた前記水深（ｈｖ）の水面が谷の表面の層、谷の中間流上層又は谷の中間流下層のいずれかに存在しているかを解析する工程と、
（Ｄ２）．この解析結果を前記谷部毎計算結果データに関連付ける工程と
を行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の発生流出量予測シミュレーション方法。
【請求項７】
前記河道解析部は、前記谷部解析部から前記算出結果データが入力する毎に、これを蓄積しての谷部流砂量（ｑＬｖ）と前記谷部の水の総流量（ｑｗｖ）との合計を河道に溜まる流量として画面に表示する手段と
を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の発生流出量予測シミュレーション方法。
【請求項８】
河道に接続された谷を含む所定地域に雨が降って前記谷の左右の斜面の地中を浸透して流れる中間流の層を斜面中間流上層と斜面中間流下層とに分けて、得られた計算結果を谷部解析部に出力して谷に発生する流量を予測させる発生流出量予測シミュレーションのプログラムであって、
前記所定地域の単位時間当たりの雨量データがさらに微細な解析単位時間で分割された分割雨量が記憶された雨量データ記憶手段と、
左右の前記斜面の斜面長、前記谷の谷長、左右の前記斜面中間流上層の厚み及び左右の前記斜面中間流下層の厚み並びに左右の斜面勾配を含む発生流量解析用基本情報に基づいた前記谷を挟む左右の斜面多層モデルが谷番号（ｉｖ）に関連付けられて記憶された斜面モデル記憶手段と、
前記斜面を流れる水量及び土砂流を解析するための左右の斜面の斜面用各種パラメータが前記谷番号（ｉｖ）に関連付けられて記憶された斜面用パラメータ記憶手段と、
左右の斜面分割ブロック毎計算結果データが前記谷番号（ｉｖ）に関連付けられて記憶される斜面流計算結果用記憶手段と、
を備え、
コンピュータに、
（Ａ１）．前記左右の斜面多層モデルを、一定の分割幅で前記表面から前記中間流下層の底面まで分割した斜面分割ブロックを有する斜面分割多層モデルにする手段、
（Ａ２）．前記解析単位時間毎に、この該分割雨量を前記斜面分割多層モデルの各斜面分割ブロックに定義する手段、
（Ａ３）．前記斜面分割多層モデルの左又は右の斜面を設定し、該設定毎に、前記斜面分割ブロックを上側から前記谷の縁端に向かって順次設定する手段、
（Ａ４）．前記斜面分割ブロックが設定される毎に、隣接する両脇の斜面分割ブロックを指定する手段、
（Ａ５）、前記指定された斜面分割ブロック毎に、該斜面分割ブロックの前記分割雨量を読み込んで前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の分割雨量で求められた前記両脇の前記斜面分割ブロックの各々の水深、各々の水の総流量並びに前記斜面勾配、前記斜面用各種パラメータを用いて前記設定された前記斜面分割ブロックにおける前記斜面中間流下層の底面から溜まる水深（ｈｓ）を求める手段、
（Ａ６）．前記指定された前記斜面分割ブロックにおける水深（ｈｓ）が求められる毎に、この水深（ｈｓ）及び前記斜面各種パラメータ並びに前記斜面勾配に基づいて前記斜面分割ブロックにおける前記斜面の表面を流れる水の流量（ｑｗｓ0）、斜面中間流上層を流れる水の流量（ｑｗｓ１）並びに斜面中間下流層を流れる水の流量（ｑｗｓ２）の合計を前記斜面分割ブロックの前記水の総流量（ｑｗｓ）として求める手段、
（Ａ７）．前記指定された斜面分割ブロックに、前記水深（ｈｓ）と前記水の総流量（ｑｗｓ）ならびに前記解析単位時間とを関連付けて前記斜面ブロック毎斜面計算結果データとして前記斜面流計算結果用記憶手段に記憶する手段、
（Ａ８）．前記斜面流計算結果記憶手段から前記解析単位時間での最下端の前記斜面ブロック毎斜面計算結果データの前記水の総流量（ｑｗｓ）を前記計算結果として前記谷部解析部に出する手段
としての機能を実行させるための発生流出量予測シミュレーションのプログラム。
【請求項９】
コンピュータに、
（Ａ９）．前記斜面分割ブロック毎に、前記斜面用各種パラメータに含まれる土石流を解析するためのパラメータを定義する手段、
（Ａ１０）．この斜面分割ブロックにおける前記水深（ｈｓ）、水の総流量（ｑｗｓ）及び前記土石流を解析するためのパラメータ並びに前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の分割雨量で求めた前記両脇の斜面移動可能土砂量（ＶＬｓ）に基づいて斜面流砂量（ｑLｓ）を求め、これを該斜面分割ブロックの前記斜面ブロック毎斜面計算結果データに関連付けて記憶する手段、
（Ａ１１）．前記斜面流計算結果記憶手段から最下端の前記斜面ブロック毎斜面計算結果データの前記斜面流砂量（ｑLｓ）を前記計算結果として前記谷部解析部に出力する手段
としての機能を実行させるための請求項８記載の発生流出量予測シミュレーションのプログラム。
【請求項１０】
コンピュータに、
（Ｂ１）．前記（Ａ５）手段で求めた前記水深（ｈｓ）の水面が前記表面の層、前記中間流上層又は前記中間流下層のいずれかに存在しているかを解析する手段、
（Ｂ２）．この解析結果を前記斜面毎計算結果データに関連付ける手段
としての機能を実行させるための請求項８又は９に記載の発生流出量予測シミュレーションのプログラム。
【請求項１１】
前記谷の谷長、谷の幅、谷底を浸透して流れる中間流の層を谷部中間流上層の厚みと谷部中間流下層の厚み並びに谷勾配を含む発生流量解析用基本情報に基づいた谷部多層モデルが前記左右の斜面多層モデルを挟む谷として前記谷番号に関連付けられて記憶された谷部モデル記憶手段と、
前記谷部を流れる水量及び土砂流を解析するための谷部用各種パラメータが谷番号に関連付けられて記憶された谷部用パラメータ記憶手段と、
谷部毎計算結果データが記憶される谷部計算結果用記憶手段と、
を備え、
コンピュータに、
（Ｃ１）．前記斜面分割幅で前記谷部中間流下層の底面まで分割した谷部多層分割メッシュを有する谷部分割多層モデルにする手段、
（Ｃ２）．前記谷部分割多層モデルの最上流側から谷部多層分割メッシュを順に設定する手段、
（Ｃ３）．前記設定された谷部多層分割メッシュ毎に、前記谷部用各種パラメータを割り付ける手段、
（Ｃ４）．前記出力された前記解析単位時間での最下端の前記斜面分割ブロックの前記水の総流量（ｑｗｓ）を前記分割雨量に代えて各々の前記谷部多層分割メッシュに割り付ける手段、
（Ｃ５）．前記谷部分割メッシュ毎に、前記水の総流量（ｑｗｓ）と前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の最下端の前記水の総流量（ｑｗｓ）で求められた前記両脇の谷部分割メッシュの水の総流量並びに前記谷勾配、前記谷部用各種パラメータを用いて前記設定された前記谷部多層分割メッシュにおける前記谷部中間流下層の底面から溜まる水深（ｈｖ）を求める手段、
（Ｃ６）．前記水深（ｈｖ）が求められる毎に、前記谷部各種パラメータ及び前記谷勾配を読み込んで前記設定された前記谷部多層分割メッシュにおける前記谷部の表面を流れる水の流量（ｑｗｖ0）、前記谷部中間流上層を流れる水の流量（ｑｗｖ１）並びに谷部中間下流層を流れる水の流量（ｑｗｖ２）の合計を前記設定された谷部多層分割メッシュを流れる前記水の総流量（ｑｗｖ）として求める手段、
（Ｃ７）．前記谷部多層分割メッシュ当たりの水深（ｈｖ）と前記水の総流量（ｑｗｖ）並びに前記解析単位時間とを関連付けて前記谷部毎計算結果データとして前記谷部計算結果用記憶手段に記憶する手段、
（Ｃ８）．前記前記谷部計算結果用記憶手段の前記解析単位時間での最下端の谷部多層分割メッシュの前記水の総流量（ｑｗｖ）を前記河道解析部に出力する手段
としての機能を実行するための請求項８、９又は１０のいずれかに発生流出量予測シミュレーションのプログラム。
【請求項１２】
コンピュータに、
（Ｃ９）．前記谷部多層分割メッシュ毎に、前記谷部用各種パラメータに含まれる土石流を解析するためのパラメータを定義する手段、
（Ｃ１０）．この谷部多層分割メッシュにおける前記水深（ｈｖ）、水の総流量（ｑｗｖ）及び前記土石流を解析するためのパラメータ並びに前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の分割雨量で求めた前記両脇の谷部移動可能土砂量（ＶＬｖ）に基づいて谷部流砂量（ｑLｖ）を求め、これを該谷部多層分割メッシュの前記谷部毎計算結果データに関連付けて記憶する手段、
（Ｃ１１）．前記谷部計算結果記憶手段から最下端の前記谷部毎計算結果データの前記谷部流砂量（ｑLｖ）を前記河道解析部に出力する手段
としての機能を実行するための請求項８乃至１１のいずれかに記載の発生流出量予測シミュレーションのプログラム。
【請求項１３】
コンピュータに、
（Ｄ１）．前記（Ｃ５）手段で求めた前記水深（ｈｖ）の水面が谷の表面の層、谷の中間流上層又は谷の中間流下層のいずれかに存在しているかを解析する手段、
（Ｄ２）．この解析結果を前記谷部毎計算結果データに関連付ける手段
とを行うことを特徴とする請求項８乃至１２のいずれかに記載の発生流出量予測シミュレーションのプログラム。
【請求項１４】
コンピュータに、
前記谷部解析部から前記算出結果データが入力する毎に、これを蓄積しての谷部流砂量（ｑＬｖ）と前記谷部の水の総流量（ｑｗｖ）との合計を河道に溜まる流量として画面に表示する手段
としての機能を実行させるための請求項８乃至１３のいずれかに記載の発生流出量予測シミュレーションのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発生流出量予測シミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
山岳地域においては台風による豪雨やゲリラ豪雨等によって谷、河道に洪水が突発的に発生し、同時に土砂が流出することにより災害が拡大する。このような洪水時の土砂流出による災害が下流に発生しないように、谷には土砂の流出調節・管理のために砂防用ダムが設けれる。
【０００３】
このような、ある地域における雨量によって河（川）、沢に流入する量を計算するキネマティック  ウエーブ法（Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  Ｗａｖｅ法）というのがある。
【０００４】
キネマティックウエーブ法（Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  Ｗａｖｅ法）は、指定長さの川（沢）の両脇に仮想の斜面と河道とをモデル化して、降雨量に応じて斜面流量を計算して河道への流量を計算する方法である。
【０００５】
一方、キネマティックウエーブ法（Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  Ｗａｖｅ法）を用いた流出予測システム（特許文献１）がある。
【０００６】
特許文献１の流出予測システムには、所定の地域の斜面の表層、中間層、地下層の浸透性の大小を判定して流出量を求めることが記載されている。特許文献１は現在から数時間先までの河道の任意地点における洪水流量を算出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−８６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、雨量によって増加するのは水量だけではない、斜面の表面に存在する土、砂、石が雨量の増加に伴って土砂となって谷に流れこんで、結果として谷、河道においても土砂を含んで水量が増加する。
【０００９】
このため、河道の下流地域においては土砂が堆積して行くことになる。土砂流出は災害をもたらす反面、下流の河床を安定させ、海岸を保全することにはなるものの、台風による豪雨や近年のゲリラ豪雨等の発生時には、下流に予想以上の土砂を堆積している。
【００１０】
従って、上流部には水量の他に土砂流の量を考慮して適切な位置・基数の砂防ダムを設けるべきであるが、水量だけを考慮しているのが現状だから適切な個数の砂防ダムを提案できない。
【００１１】
また、上流に発生する雨量に応じて、斜面、谷部、河道部においても水量、土砂量の発生量が逐次分かることが望ましい。
【００１２】
しかしながら、雨量によって増加するのは水量だけではなく、斜面の表面や谷に存在する土、砂、石が流水の増加に伴って下流へ流下し、河道の下流地域において土砂が堆積して洪水被害を拡大させたり、土砂が河道から溢れて人家・公共施設・道路等に被害を及ぼすこととなる。
【００１３】
従って、上流域においては砂防ダムを適切な位置に適切な基数で設置し、豪雨時の土砂流出を制御する必要があり、降雨時の水の流出量を予測するのと同様に、土砂の流出を予測する解析プログラムが必要とされる。
【００１４】
さらに、土砂流出は災害をもたらす反面、下流の河床を安定させ、海岸を保全することにはなるため、豪雨時以外は適切な量の土砂を下流へ流すような維持管理も必要とされ、このような管理のためにも降雨に伴う土砂の流出量を予測する解析プログラムが必要となる。
【００１５】
しかし、現状では水の流出量を予測する方法があるのみで、土砂の流出量を予測するのに十分な解析方法が確立されていないため、降雨に伴う土砂の流出量の時間変化までを考慮して適切な位置・基数の砂防ダムを設置するには至っておらず、豪雨時以外に下流へ流す土砂の量を踏まえた維持管理にも至っていない。
【００１６】
また、豪雨時の土砂流出に備えた砂防ダムの適切な設置、豪雨時以外の維持管理を行う上では、上流に発生する雨量に応じて、斜面、谷部、河道部においても水量、土砂量の発生量が逐次分かることが望ましい。
【００１７】
本発明は以上の課題を鑑みてなされたもので、降雨による微細時間当たりの水及び土砂の流量を斜面、谷、河道において逐次、分かると共に、斜面、谷、河道においてもその増加量を精度良く算出できる発生流出予測シミュレーション方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、河道に接続された谷を含む所定地域に雨が降って前記谷の左右の斜面の地中を浸透して流れる中間流の層を斜面中間流上層と斜面中間流下層とに分けて、得られた計算結果を谷部解析部に出力して谷に発生する流量を予測させる発生流出量予測シミュレーション方法であって、
前記所定地域の単位時間当たりの雨量データがさらに微細な解析単位時間で分割された分割雨量が記憶された雨量データ記憶手段と、
左右の前記斜面の斜面長、前記谷の谷長、左右の前記斜面中間流上層の厚み及び左右の前記斜面中間流下層の厚み並びに左右の斜面勾配を含む発生流量解析用基本情報に基づいた前記谷を挟む左右の斜面多層モデルが谷番号（ｉｖ）に関連付けられて記憶された斜面モデル記憶手段と、
前記斜面を流れる水量及び土砂流を解析するための左右の斜面の斜面用各種パラメータが前記谷番号（ｉｖ）に関連付けられて記憶された斜面用パラメータ記憶手段と、
左右の斜面分割ブロック毎計算結果データが前記谷番号（ｉｖ）に関連付けられて記憶される斜面流計算結果用記憶手段と、
を備え、
コンピュータが、
（Ａ１）．前記左右の斜面多層モデルを、一定の分割幅で前記表面から前記中間流下層の底面まで分割した斜面分割ブロックを有する斜面分割多層モデルにする工程と、
（Ａ２）．前記解析単位時間毎に、この該分割雨量を前記斜面分割多層モデルの各斜面分割ブロックに定義する工程と、
（Ａ３）．前記斜面分割多層モデルの左又は右の斜面を設定し、該設定毎に、前記斜面分割ブロックを上側から前記谷の縁端に向かって順次設定する手段と、
（Ａ４）．前記斜面分割ブロックが設定される毎に、隣接する両脇の斜面分割ブロックを指定する工程と、
（Ａ５）、前記指定された斜面分割ブロック毎に、該斜面分割ブロックの前記分割雨量を読み込んで前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の分割雨量で求められた前記両脇の前記斜面分割ブロックの各々の水深、各々の水の総流量並びに前記斜面勾配、前記斜面用各種パラメータを用いて前記設定された前記斜面分割ブロックにおける前記斜面中間流下層の底面から溜まる水深（ｈｓ）を求める工程と、
（Ａ６）．前記指定された前記斜面分割ブロックにおける水深（ｈｓ）が求められる毎に、この水深（ｈｓ）及び前記斜面各種パラメータ並びに前記斜面勾配に基づいて前記斜面分割ブロックにおける前記斜面の表面を流れる水の流量（ｑｗｓ0）、斜面中間流上層を流れる水の流量（ｑｗｓ１）並びに斜面中間下流層を流れる水の流量（ｑｗｓ２）の合計を前記斜面分割ブロックの前記水の総流量（ｑｗｓ）として求める工程と、
（Ａ７）．前記指定された斜面分割ブロックに、前記水深（ｈｓ）と前記水の総流量（ｑｗｓ）ならびに前記解析単位時間とを関連付けて前記斜面ブロック毎斜面計算結果データとして前記斜面流計算結果用記憶手段に記憶する工程と、
（Ａ８）．前記斜面流計算結果記憶手段から前記解析単位時間での最下端の前記斜面ブロック毎斜面計算結果データの前記水の総流量（ｑｗｓ）を前記計算結果として前記谷部解析部に出する工程と
を行うことを要旨とする。
【００１９】
また、本発明は、
コンピュータが、
（Ａ９）．前記斜面分割ブロック毎に、前記斜面用各種パラメータに含まれる土石流を解析するためのパラメータを定義する工程と、
（Ａ１０）．この斜面分割ブロックにおける前記水深（ｈｓ）、水の総流量（ｑｗｓ）及び前記土石流を解析するためのパラメータ並びに前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の分割雨量で求めた前記両脇の斜面移動可能土砂量（ＶＬｓ）に基づいて斜面流砂量（ｑLｓ）を求め、これを該斜面分割ブロックの前記斜面ブロック毎斜面計算結果データに関連付けて記憶する工程と、
（Ａ１１）．前記斜面流計算結果記憶手段から最下端の前記斜面ブロック毎斜面計算結果データの前記斜面流砂量（ｑLｓ）を前記計算結果として前記谷部解析部に出する工程と
を行うことを要旨とする。
【００２０】
さらに、本発明は、コンピュータが、
（Ｂ１）．前記（Ａ５）工程で求めた前記水深（ｈｓ）の水面が前記表面の層、前記中間流上層又は前記中間流下層のいずれかに存在しているかを解析する工程と、
（Ｂ２）．この解析結果を前記斜面毎計算結果データに関連付ける工程と
を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の発生流出予測シミュレーション方法。
【００２１】
さらに、本発明は、前記谷の谷長、谷の幅、谷底を浸透して流れる中間流の層を谷部中間流上層の厚みと谷部中間流下層の厚み並びに谷勾配を含む発生流量解析用基本情報に基づいた谷部多層モデルが前記左右の斜面多層モデルを挟む谷として前記谷番号に関連付けられて記憶された谷部モデル記憶手段と、
前記谷部を流れる水量及び土砂流を解析するための谷部用各種パラメータが谷番号に関連付けられて記憶された谷部用パラメータ記憶手段と、
谷部毎計算結果データが記憶される谷部計算結果用記憶手段と、
を備え、
コンピュータが、
（Ｃ１）．前記斜面分割幅で前記谷部中間流下層の底面まで分割した谷部多層分割メッシュを有する谷部分割多層モデルにする工程と、
（Ｃ２）．前記谷部分割多層モデルの最上流側から谷部多層分割メッシュを順に設定する工程と、
（Ｃ３）．前記設定された谷部多層分割メッシュ毎に、前記谷部用各種パラメータを割り付ける工程と、
（Ｃ４）．前記出力された前記解析単位時間での最下端の前記斜面分割ブロックの前記水の総流量（ｑｗｓ）を前記分割雨量に代えて各々の前記谷部多層分割メッシュに割り付ける工程と、
（Ｃ５）．前記谷部分割メッシュ毎に、前記水の総流量（ｑｗｓ）と前記解析単位時間よりも１つ前の解析単位時間の最下端の前記水の総流量（ｑｗｓ）で求められた前記両脇の谷部分割メッシュの水の総流量並びに前記谷勾配、前記谷部用各種パラメータを用いて前記設定された前記谷部多層分割メッシュにおける前記谷部中間流下層の底面から溜まる水深（ｈｖ）を求める工程と、
（Ｃ６）．前記水深（ｈｖ）が求められる毎に、前記谷部各種パラメータ及び前記谷勾配を読み込んで前記設定された前記谷部多層分割メッシュにおける前記谷部の表面を流れる水の流量（ｑｗｖ0）、前記谷部中間流上層を流れる水の流量（ｑｗｖ１）並びに谷部中間下流層を流れる水の流量（ｑｗｖ２）の合計を前記設定された谷部多層分割メッシュを流れる前記水の総流量（ｑｗｖ）として求める工程と、
（Ｃ７）．前記谷部多層分割メッシュ当たりの水深（ｈｖ）と前記水の総流量（ｑｗｖ）並びに前記解析単位時間とを関連付けて前記谷部毎計算結果データとして前記谷部計算結果用記憶手段に記憶する工程と、
（Ｃ８）．前記前記谷部計算結果用記憶手段の前記解析単位時間での最下端の谷部多層分割メッシュの前記水の総流量（ｑｗｖ）を前記河道解析部に出力する工程と
を行うことを要旨とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によれば、解析単位時間当たりの分割雨量を谷部の左右岸の斜面の表面に定義して、表面と中間流上層と中間流下層に発生する水量の総計並びに斜面の表面に流れる土砂量とを谷部への流量としている。
【００２３】
このため、谷部では解析単位時間毎に分割雨量によって流れる水量、土砂量を正確に単位時間毎に知らせることができるので、河道の下流地域においては雨量によって、土砂がどの程度堆積するかを正確に予測できる。
【００２４】
従って、豪雨が発生した場合には、水量と土砂量との発生量を精度よく予測できることになる。
【００２５】
また、精度よく水量と土砂量とを予測できるので、砂防ダムが何個設ければ下流に土砂が堆積しないかを予測できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施の形態の発生流出量予測シミュレーション装置１００の概略構成図である。
【図２】雨量データの説明図である。
【図３】谷斜面データの説明図である。
【図４】流出解析に使用するパラメータの説明図である。
【図５】土砂流出計算及び河床変動計算で共通に使用するパラメータである。
【図６】土砂の粒径データの説明図である。
【図７】斜面部土砂流出計算パラメータの説明図である。
【図８】谷部土砂流出計算パラメータの説明図である。
【図９】河道断面データの説明図である。
【図１０】谷斜面モデルの生成を説明する説明図である。
【図１１】オペレータが入力する入力データの説明図である。
【図１２】分割雨量データの算出のフローチャートである。
【図１３】分割雨量データの説明図である。
【図１４】斜面流解析を説明するフロチャートである。
【図１５】斜面流解析を説明するフロチャートである。
【図１６】斜面分割多層モデルの説明図である。
【図１７】斜面ブロック毎斜面斜面流計算結果データの説明図である。
【図１８】斜面の各層に発生する水深の判定を説明する説明図である。
【図１９】谷部流水量解析部２２０ｂの処理を説明するフローチャートである。
【図２０】谷部流水量解析部２２０ｂの処理を説明するフローチャートである。
【図２１】谷部分割多層モデルを説明する説明図である。
【図２２】谷部毎発生水量計算結果データの説明図である。
【図２３】谷部の各層に発生する水深の判定を説明する説明図である。
【図２４】斜面土砂移動の解析処理を説明するフローチャートである。
【図２５】斜面土砂移動の解析処理を説明するフローチャートである。
【図２６】斜面土石移動モデルの説明図である。
【図２７】斜面ブロック毎土砂流算出結果データの説明図である。
【図２８】谷部土砂移動の解析処理を説明するフローチャートである。
【図２９】谷部土砂移動の解析処理を説明するフローチャートである。
【図３０】谷部土砂移動モデルを説明する説明図である。
【図３１】土石流発生の場合の谷部毎土砂流量算出結果データの説明図である。
【図３２】河道部へ出力されるデータを説明する説明図である。
【図３３】本実施による効果を説明する説明図である。
【図３４】本実施による効果を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は本実施の形態の発生流量予測シミュレーション装置１００の概略構成図である。図１に示すように、発生流量予測シミュレーション装置１００は、表示部１０１と、解析用データ生成部２１０と、発生水量解析部２２０と、土砂流出解析部２３０と、河道変動解析部２４０等から構成されている。
【００２８】
これらは、ソフトウエアであり、図示しないＲＯＭに記憶され、ＣＰＵが実行用ＲＡＭにプログラムを記憶して実行する。また、図示しないワーキング用メモリを有していると共に各種記憶手段（メモリ）を備えている。
【００２９】
前述の各種記憶手段としては、以下の記憶手段を備えている。
【００３０】
雨量データが記憶された雨量データ用データベース３１０と、発生流量解析用基本情報が記憶された基本情報用データベース３２０と、斜面毎多層分割モデル（斜面多層分割モデルともいう）が記憶される斜面モデル記憶手段３３０と、谷部毎多層分割モデル（谷部多層分割モデルともいう）が生成される谷部モデル記憶手段３４０と、斜面毎斜面流計算結果データが記憶される斜面水量計算結果用記憶手段３５０と、谷部毎発生流水量計算結果データが記憶される谷部流水量計算結果用記憶手段３６０と、斜面毎土砂流量計算データが記憶される斜面土砂計算結果用記憶手段３７０と、谷部毎土砂流量算出結果データが記憶される谷部土砂流計算結果用記憶手段３８０と、河道断面データが記憶された河道断面データ記憶手段３９０等を有している。
【００３１】
なお、斜面毎斜面流計算結果データと斜面毎土砂流量計算データを総称して斜面毎計算結果データと称する。谷部毎発生流水量計算結果データと谷部毎土砂流量算出結果データとを総称して谷部毎計算結果データと称する。
【００３２】
前述の斜面水量計算結果用記憶手段３５０と、斜面土砂計算結果用記憶手段３７０とを総称して斜面流計算結果用記憶手段ともいう。
【００３３】
雨量データ用データベース３１０に記憶されている雨量データは、図２に示すように年月日と時刻と継続時間ｔｒｉと雨量とが関連付けられている。また、雨量データｒｉにはレコード番号Ｒｉ（Ｒ１、Ｒ２・・・）が付加されている。これらは、気象庁又は河川管理事務所等からオペレータが入手した情報である。
【００３４】
基本情報用データベース３２０に記憶される発生流量解析用基本情報について以下に説明する。
【００３５】
発生流量解析用基本情報は図３に示す谷斜面データと、図４に示す斜面に関するパラメータ（斜面用各種パラメータ）及び谷部に関するパラメータ（谷部用各種パラメータ）（総称して谷斜面解析用パラメータという）と、図５に示す土砂移動に使用するパラメータと、図６に示す土砂の粒径パラメータと、図７に示す斜面部土砂流出計算パラメータと、図８に示す谷部土砂流出計算パラメータ等が記憶されている。これらは、谷番号ｉｖに関連付けられて記憶されている。
【００３６】
また、河道断面データは、図９に示すように河道断面番号（名）に関連づけられて記憶されている。
【００３７】
図３に示す谷斜面データは、図１０（ａ）に示すように、例えば図示しないＧＩＳシステムで解析地域の地図を表示部１０１の画面に表示し、この地図において河に河道断面番号（ＮＯ１、ＮＯ２・・・）を記し、この河道断面番号の上流に存在する谷に河道断面番号に関連する谷番号を記して生成している。
【００３８】
つまり、図３に示すように河道断面番号、谷番号ｉｖに谷長さ、谷勾配、谷幅、斜面長（左右の岸）、斜面勾配（左右の岸）を関連づけている。すなわち、図１０（ｂ）に示す谷斜面モデルを定義していることになる。また、図１０（ｃ）は、図９に示す河道断面データを図示化したものである。
【００３９】
また、前述の谷番号ｉｖは、河道断面番号と谷の番号とで示している。
【００４０】
（各部の説明）
解析用データ生成部２１０は、図１１に示すように、谷の右側斜面、左側斜面、谷幅を入力させる画面を表示部１０１に表示させる。
【００４１】
図１１に示す入力画面は、流入先河道断面番号と、谷番号と、斜面番号Ｎｓと、谷長Ｌｙと、谷幅Ｂｖと、谷勾配Ｉｖと、谷部中間流層透水係数（上層Ｋｓ１、下層ｋｓ１と、谷部祖度係数ｎｖと、谷部中間流層厚（上層ｄｐｓ１、下層ｄｐｓ２）等の入力項目からなっている。これらの入力画面は、右斜面、左斜面毎にある。
【００４２】
また、谷の各斜面部に設定するデータ用のサブ画面を表示させている。このサブ画面は、右岸側、左岸側毎にある。サブ画面は、斜面長Ｌｓと、斜面勾配Ｉｓと、斜面部中間流層送水係数（上層ｋｖ１、下層ｋｖ２）と、斜面部租度係数ｎｖと、斜面部中間流層厚（上層ｄｐｖ１、下層ｄｐｖ２）等の入力項目からなる。また、河道断面データを入力する画面を表示して入力させる。
【００４３】
解析用データ生成部２１０は、これらの入力データを読み込んで、図３、図４、図５、図６、図７、図８、図９ように各データを該当の記憶手段に記憶する。
【００４４】
発生水量解析部２２０は、図１に示すように、斜面流水量解析部２２０ａと、谷部流水量解析部２２０ｂを備えている。
【００４５】
土砂流出解析部２３０は、斜面土砂流量解析部２３０ａと、谷部土砂流量解析部２３０ｂと図示しない谷部計算結果出力部２３０ｃとを備えている。
【００４６】
＜発生水量解析部＞
斜面流水量解析部２２０ａは、基本情報用データベース３２０に記憶されている発生流量解析用基本情報読み込み、斜面部の斜面長さ（右、左）、斜面長さ（右、左）、斜面勾配（右、左）（これらは斜面多層モデルのデータ）並びに斜面に関するパラメータに含まれている斜面分割幅（例えば１０ｍ、２０ｍ）に基づいて後述する図１６に示す斜面多層分割モデルを斜面モデル記憶手段３３０に生成する。
【００４７】
図１６の（ｂ）に示すように、斜面上側から谷の端までを一定幅（例えば１０ｍ）で分割している（各々を斜面分割ブロックと称する）。
【００４８】
そして、斜面流水量解析部２２０ａは、入力された時間範囲Ｔｉにおいて雨量データｒｉを（図２の継続時間：例えば６００秒）を読み込んで、この読み込んだ時間範囲Ｔｉの雨量データｒｉの各々の継続時間ｔｒｉを解析単位時間ｔｔｉ（例えば１秒、２秒・・５秒・・１０秒）で分割した、解析単位時間ｔｔｉ当たりの分割雨量ｒｔｔｉを求めて（図１３参照）、これらを解析単位時間ｔｔｉ毎に前述の左右の斜面多層分割モデルの表面の各メッシュ（斜面多層分割メッシュ）に割り付ける。
【００４９】
そして、分割雨量ｒｔｔｉ毎に、各斜面分割ブロックに発生する斜面の水の総流量（ｑｗｓｘ：斜面分割ブロック単位の表面、中間流上層、中間流下層の合計）を各々求めて斜面水量流計算結果用記憶手段３５０に記憶（斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉ）すると共に、谷部流水量解析部２２０ｂに最終の斜面分割ブロックの斜面の水の総流量（ｑｗｓｘ）を知らせる。この斜面の水の総流量（ｑｗｓｘ）の算出については詳細に後述する。これらの算出は左右の斜面毎に行う。
【００５０】
谷部流水量解析部２２０ｂは、基本情報用データベース３２０に記憶されている発生流量解析用基本情報の谷番号（ｉｖ）を読み込み、谷斜面データに含まれている谷の谷長、谷幅並びに谷部用各種パラメータ（谷部中間流上層の厚み、谷部中間流下層の厚み、谷勾配等）で定義された谷部多層モデルを、後述する図２１に示す谷部分割多層モデルとして谷部モデル記憶手段３４０に記憶する。図２１においては１０ｍで分割されたメッシュを谷部多層分割メッシュと称する。
【００５１】
そして、斜面流水量解析部２２０ａからの分割雨量ｒｔｔｉ毎の最終の斜面分割ブロックの斜面の水の総流量（ｑｗｓｘ）が出力される毎に、この斜面流水量の計算結果の谷番号ｉｖを有する谷部分割多層モデルを読み込み、斜面流水量解析部２２０ａからの分割雨量ｒｔｔｉ毎の最終の斜面分割ブロックの斜面の水の総流量（ｑｗｓｘ）に含まれている斜面の水の総流量（ｑｗｓｘ：斜面分割ブロックの最下端の斜面多層メッシュの水の総流量（ｑｗｓｘ））を、雨量データに代えて該当の谷分割番号の谷部多層分割メッシュに順次、割り付ける。
【００５２】
そして、谷部の最下端の谷部多層分割メッシュを流れる谷部毎水総流量ｑｗｖｘ（ｑｗｖｘ：各谷部多層分割メッシュの水の総流量（ｑｗｖ）の合計）を求めて、谷部毎発生流水量計算結果データｒｔＶＢｉとして谷部計算結果用記憶手段３６０に記憶すると共に、土砂流出解析部２３０に出力する。
【００５３】
＜土砂流出解析部＞
土砂流出解析部２３０の斜面土砂流量解析部２３０ａは、斜面モデル記憶手段３３０の谷番号ｉｖに対応する斜面多層分割モデルを斜読み込み、この斜面分割多層モデルに、発生流量解析用基本情報の斜面用各種パラメータに含まれる土石流を解析するためのパラメータを各々の斜面分割ブロックの表面に割り付ける。
【００５４】
そして、発生水量解析部２２０からの雨量分割データｒｔｔｉ当たりの斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉが入力する毎に、各斜面分割ブロックにおける発生する土砂の総斜面流砂量（ｑLｓ）を各々求め、斜面土砂計算結果用記憶手段３７０に斜面ブロック毎土砂流量計算結果データｒｔＳＤｉとして記憶すると共に、谷部土砂流量解析部２３０に出力する。これらの算出は左右の斜面毎に行う。
【００５５】
谷部土砂流量解析部２３０ｂは、谷部モデル記憶手段３４０の谷番号ｉｖに対応する谷部分割多層モデルの各メッシュに基本情報用データベース３２０のこの谷番号の発生流量解析用基本情報の谷部用各種パラメータに含まれる土石流を解析するためのパラメータを各々の谷部分割メッシュの表面に割り付ける。
【００５６】
そして、分割雨量データｒｔｔｉ当たりの谷部多層分割メッシュに発生する土砂の谷部総流砂量（ｑLｖ）を求め、谷部計算結果用記憶手段３８０に谷部毎流砂量計算結果データｒｔＶＤｉとして記憶すると共に河道部に出力する。この谷部総流砂量（ｑLｖ）の算出については詳細に後述する。
【００５７】
河道解析部２４０は、谷部毎水総流量ｑｗｖｘと、谷部毎流砂量（ｑLｖｘ）とが入力する毎に、これらの合計を求めて、河道に発生する流量として画面又はメモリに順次記憶する。
【００５８】
従って、画面に地図を表示してこの合計を逐次表示した場合は、単位時間当たりの雨量に基づく増加分が画像として逐次表示されることになる（ＧＩＳを用いる）。
【００５９】
（動作説明）
上記のように構成された発生流量シミュレーション装置１００について以下に動作を説明する。
【００６０】
初めに、分割雨量データｒｔｔｉについて説明する。図１２は分割雨量データの算出を説明するフローチャートである。
【００６１】
図１２に示すように、斜面流水量解析部２２０ａは雨量データ用データベース３１０に記憶されている雨量データｒｉを読み込む（Ｓ１：図２参照）。
【００６２】
そして、この雨量データｒｉのレコードの番号Ｒｉを設定（ポインタ）する（Ｓ２）。次に、予め設定されている継続時間ｔｒｉを読み込み（Ｓ３）、この継続時間ｔｒｉを予め設定されている解析単位時間ｔｔｉで分割する（Ｓ４）。
【００６３】
そして、この解析単位時間ｔｔｉを設定し（Ｓ５）、レコードの番号Ｒｉの雨量データｒｉの雨量ｒｕｉを解析単位時間ｔｔｉで分割（分割雨量データｒｔｔｉ）する（Ｓ６）。
【００６４】
そして、これらをレコードの番号Ｒｉに関連付けて図１３に示すようにして記憶する（Ｓ７；３１０）。図１３に示すように１つの雨量データｒｉの番号Ｒｉに継続時間ｔｒと雨量ｒｕｉとが対応づけられて、かつ分割雨量データ番号ｒｐｉに分割解析単位時間ｔｔｉとその分割雨量ｒｔｔｉが対応付けれている。
【００６５】
次に、解析単位時間ｔｔｉは他にあるかどうかを判断（Ｓ８）、他にある場合は解析単位時間ｔｔｉを更新して処理をステップＳ２に戻す（Ｓ９）。
【００６６】
次に、レコード番号Ｒｉが他にあるかどうかを判断し他にある場合はレコード番号Ｒｉを更新して処理をステップＳ２に戻す（Ｓ１０）。
【００６７】
図１４及び図１５は発生水量解析部２２０の斜面流水量解析部２２０ａの斜面部総流量（ｑｗｓ）の算出を説明するフローチャートである。
【００６８】
図１４に示すように、発生水量解析部２２０の斜面土砂流量解析部２３０ａは、設定された谷番号（ｉｖ）（複数又は１個）を読み込む（Ｓ１１）。
【００６９】
次に、基本情報用データベース３２０の発生流量解析用基本情報に含まれている谷斜面データの斜面部の斜面長さ（右、左）、斜面長さ（右、左）、斜面勾配（右、左）並びに基本情報用データベース３２０の斜面に関するパラメータに含まれている斜面分割幅（例えば１０ｍ）等を読み込む（Ｓ１２）。
【００７０】
次に、発生水量解析部２２０の斜面土砂流量解析部２３０ａは、斜面分割幅に基づいて図１６に示すように斜面部の縦断面を分割（例えば１０ｍ）した斜面多層分割モデルを斜面モデル記憶手段３３０に生成する（Ｓ１３）。
【００７１】
図１６（ｂ）においては、左斜面部を示し、図１６（ｂ）にＡ矢視図を示している。つまり、ｍｓ１、ｍｓ２、・・・ｍｓｘ（ｘ：最終の斜面分割ブロックの番号を示す）で分割された斜面多層分割モデルとなっている。次に斜面番号Ｍｉ（右又は左）を設定する（Ｓ１４ａ）。
【００７２】
次に、雨量データｒｉのレコード番号Ｒｉを設定する（Ｓ１４ｂ）。そして、斜面番号Ｍｉの斜面分割番号ｍｓｉを設定する（Ｓ１５）。初めはｍｓ１と設定する。
【００７３】
次に、レコード番号Ｒｉの分割雨量データの番号ｒｐｉ（ｔｔｉ）を設定する（Ｓ１６）。そして、この分割雨量データの番号ｒｐｉ（ｔｔｉ）の分割雨量データｒｔｔｉ（Ｓ１７）と、斜面中間流層厚（上層ｄｐｓ１、下層ｄｐｓ２：Ｓ１９）、斜面粗度係数ｎｓ（Ｓ２７）、斜面中間流層透水係数（上層ｋｓ１、下層ｋｓ２：Ｓ２８）、斜面勾配Ｉｓ（Ｓ２９）等と、１ステップ前（ｔｔｉ―１）の、設定された斜面分割ブロック番号ｍｓｉの斜面分割ブロックに隣接する両脇の斜面分割ブロックの水深ｈｓ、流量（ｑｗｓ）とを読み込んで、設定された設定された斜面分割ブロック番号ｍｓｉにおける全層（表面、上層、下層）の斜面水深ｈｓを求めて（図１６参照）、これを斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉとして斜面水量計算結果用記憶手段３５０に記憶する（Ｓ２０：図１７参照）。
【００７４】
前述の１ステップ前というのは、ステップＳ１６で設定した分割雨量データの番号ｒｐｉより一つ前（ｔｔｉ−１）の分割雨量データに基づいた算出した設定された斜面分割ブロック番号ｍｓｉの斜面分割ブロックに隣接する両脇の斜面分割ブロックの水深ｈｓ、流量（ｑｗｓ）である。設定された斜面分割ブロックに対して上側の斜面分割ブロックの水深ｈｓは、ｈｓ（ｍｓｉ―１）、流量（ｑｗｓ）はｑｗｓ（ｍｓｉ―１）と示し、下側の斜面分割ブロックの水深ｈｓは、ｈｓ（ｍｓｉ＋１）、流量（ｑｗｓ）はｑｗｓ（ｍｓｉ＋１）と示す。
【００７５】
図１７に示すように、全層の水深ｈｓは、谷番号（ｉｖ）に岸番号ｉｓ（左岸：ｉｓ＝１、右岸：ｉｓ＝２）と斜面分割ブロック番号ｍｓｉなどに関連付けられて記憶される。また、これらは、解析単位時間ｔｔｉ（又はｒｐｉ）に関連付けられている。つまり、解析単位時間毎に斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉとして斜面水量計算結果用記憶手段３５０に記憶されている。
【００７６】
なお、図１６（ａ）においてはと中間流下層（下層底面）からの水面までの高さを全層の深さｈｓとして記載している。
【００７７】
この水深ｈｓは、以下に示すようにして求める。
【００７８】
（斜面水深の算出）
斜面水深を算出する基礎式は次式である。
【数１】
0005856896.tif 000002
【００７９】
斜面水深の算出には、未知数を展開して2次までの各項に基礎方程式を代入し，時間ステップごとに陽に次ステップの未知数を求めていく前進型の解法であるLax-Wendroff法を用いて以下の式から計算する。
【数２】
0005856896.tif 000003
【００８０】
ここに，hs：斜面水深，qws：斜面流量，r：雨量である。
【００８１】
なお、mは斜面の分割番号でありm-1は1つ上流側の値、m+1は1つ下流側の値を用いることを示す。
【００８２】
また、nは時間ステップであり現在時間ステップnの値を求めるのに1ステップ前n-1で求められた値を用いている。
【００８３】
Fの項については以下の通り計算する。
【数３】
0005856896.tif 000004
【００８４】
fについては以下の通り計算する。
【数４】
0005856896.tif 000005
【００８５】
ここに、Is：斜面勾配、ns：斜面におけるマニングの粗度係数、dps1：斜面中間流上層の厚さ(m)、dps2：斜面中間流下層の厚さ(m)、kps1：斜面中間流上層の透水係数、kps2：斜面中間流下層の透水係数、γ：土層の有効空隙率(0.4)である。
【００８６】
hs(m±1/2, n)については以下の通り計算する。
【数５】
0005856896.tif 000006
【００８７】
そして、発生水量解析部２２０の斜面流水量解析部２２０ａは、斜面の全層の水深ｈｓが求められると、斜面中間流層厚（上層ｄｐｓ１、下層ｄｐｓ１：Ｓ１９）を読み込んで（Ｓ２１）、どの層に流水が発生するかどうかを判定する（Ｓ２２）。
【００８８】
この判定処理は、図１８に示している。
【００８９】
図１８（ａ）は中間流下層に流水が発生する場合を示し、図１８（ｂ）は中間流上層及び下層に流水が発生することを示し、図１８（ｃ）は地表面、中間流上層および下層に流水が発生すること判定することを示している。
【００９０】
そして、ステップＳ２２において、中間流下層のみ流水が発生すると判定した場合は、その中間流下層のみの深さｈｓ２を求める（Ｓ２３）。
【００９１】
また、ステップＳ１７において、中間流上層と下層のみ流水が発生すると判定した場合は、その中間流上層の深さｈｓ１（ｈｓ１＝ｈ−ｄｐｓ２）と下層のみの深さｈｓ２（ｈｓ２＝ｄｐｓ２）を求める（Ｓ２４）。
【００９２】
さらに、ステップＳ２２において、地表流及び中間流上層と下層のみ流水が発生すると判定した場合は、その地表流の深さｈｓｏ（ｈ−ｄｐｓ１−ｄｐｓ２）と、中間流上層の深さｈｓ１（ｈｓ１＝ｄｐｓ１）と下層のみの深さｈｓ２（ｈｓ２＝ｄｐｓ２）を求める（Ｓ２５）。
【００９３】
そして、この判定結果の水深（地表流の深さｈｓｏと、中間流上層の深さｈｓ１と下層のみの深さｈｓ２）のいずれかを、谷番号ｉｖ等に関連付けて斜面水量計算結果用記憶手段３５０に斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉとして記憶する（図１７参照：Ｓ２６）。
【００９４】
次に、発生水量解析部２２０の斜面流水量解析部２２０ａは、図１５に示すように、斜面部粗度係数ｎｓ（Ｓ３０）、斜面部中間流層透水係数（Ｓ３１）、斜面勾配（Ｓ３２）等を読み込んで斜面流量ｑｗｓ（地表流の流量ｑｗｓ０、上層流量ｑｗｓ１、下層流量ｑｗｓ２）を求める（Ｓ３３）。
【００９５】
この斜面流量ｑｗｓは、以下のようにして求めるのが好ましい。
【００９６】
（ 斜面部流量の算出）
斜面部流量は、各層に発生する水深をもとに次式で算出する。
【数６】
0005856896.tif 000007
【００９７】
ここに、ns：斜面部におけるマニングの粗度係数、Is：斜面部勾配、kps1：斜面中間流上層の透水係数、kps2：斜面中間流下層の透水係数、γ：土層の有効空隙率(0.4)
次に、図１５に示すように、これらのいずれかの流量を谷番号ｉｖ、斜面分割ブロック番号ｍｓｉに関連付けて斜面水量計算結果用記憶手段３５０に斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉとして記憶する（Ｓ３４：図１７参照）。
【００９８】
そして、斜面分割ブロック番号ｍｓｉは最後（ｍｓｘ）かどうかを判断して（Ｓ３５）、最後でない場合は、斜面分割ブロック番号ｍｓｉを次の番号（ｍｓｉ＝ｍｓｉ＋１）に更新して処理を図１４のステップＳ１４ｂに戻す（Ｓ３６）。
【００９９】
また、ステップＳ３５において、斜面分割ブロック番号ｍｓｉが最後（ｍｓｘ）と判定した場合は、最下端の斜面分割ブロックの水の総竜量ｑｗｓを谷部流量解析部に送出する（Ｓ３７）。これを、斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｘｉとも称する。
【０１００】
次に、分割雨量データの番号ｒｐｉ（ｔｔｉ）が他にあるかどうかを判断する（Ｓ３８）。
【０１０１】
ステップＳ３８において、分割雨量データの番号ｒｐｉ（ｔｔｉ）が他にあると判定したときは、次の分割雨量データの番号に更新して処理を図１４のステップＳ１６に戻す（Ｓ４０）。ステップＳ３８において他に分割雨量データｒｐｉがないと判定した場合は、他にＲｉがあるかどうかを判断する（Ｓ４１）。
【０１０２】
ステップＳ４１においてＲｉが他にあると判定したときは、Ｒｉを更新して処理を図１４のステップＳ１４ｂに戻す（Ｓ４２）。
【０１０３】
ステップＳ４１においてＲｉが他にないと判定したときは、対向する斜面番号Ｍｉがあるかどうかを判定する（Ｓ４３）。
【０１０４】
ステップＳ４３において、対向する斜面があると判定したときは、斜面番号を更新して処理を図１４のステップＳ１４ａに戻す（Ｓ４４）。
【０１０５】
次に、ステップＳ４３において対抗する斜面番号がないと判定したときは、谷番号が他にあるかどうかを判断し（Ｓ４５）、他にある場合は谷番号を更新して処理を図２４のステップＳ１１に戻す（Ｓ４６）。
【０１０６】
（谷部流水量解析部２２０ｂ）
次に、谷部流水量解析部２２０ｂの処理を図１９、図２０を用いて以下に説明する。
【０１０７】
谷部流水量解析部２２０ｂは、図１９に示すように、基本情報用データベース３２０に記憶されている発生流量解析用基本情報の谷番号（ｉｖ）を読み込み（Ｓ５１）、谷斜面データに含まれている谷の谷長、谷幅並びに谷部用各種パラメータ（谷部中間流上層の厚み、谷部中間流下層の厚み、谷勾配、谷分割幅（例えば１０ｍ）等）を読み込み（Ｓ５２）、谷部多層モデルを生成する（Ｓ５３；図２１参照）。図２１（ａ）においては、図２１（ｂ）のＢ矢視図を示している。図２１に示すように、谷底を地表面とし、地表面から上層、下層に分けて、１０ｍ間隔で分割（ｍｖ１、ｍｖ２・・・ｍｖｘ）している。これを谷部分割番号ｍｖｉと称する。また、この谷部分割番号ｍｖｉの格子を谷部多層分割メッシュと称する。
【０１０８】
次に、発生水量解析部２２０の斜面部２２０ａから解析単位時間ｔｔｉ（ｒｐｉ）における斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉの入力かどうかを判断する（Ｓ５４）。
【０１０９】
ステップＳ５４において、斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉ（最下端）の入力と判定した場合は、斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉの谷部の分割番号ｍｖｉを設定する（Ｓ５５）。初めはｍｖ１と設定する。
【０１１０】
そして、設定された斜面ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉの水深ｈｓと、１ステップ前（ｔｔｉ−１）におけるこの谷分割番号ｍｖｉの谷部多層分割メッシュに隣接する谷部多層分割メッシュの水深ｈｖと水の総流量ｑｗｖとを読み込む（Ｓ５６）と共に、谷部中間流層厚（上層ｄｐｖ１、下層ｄｐｖ２：Ｓ５７）、谷部粗度係数ｎｖ（Ｓ６５）、谷部中間流層透水係数（上層ｋｖ１、下層ｋｖ２：Ｓ６６）、谷部勾配Ｉｖ（Ｓ６７）等を読み込んで図２１（ａ）に示すように谷部の全層（表面、上層、下層）の水深ｈｖ（谷部水面）を求め、これを谷部流水量計算結果用記憶手段３６０に谷部毎発生流水量計算結果データｒｔＶｉとして記憶する（Ｓ５８：図２２参照）。
【０１１１】
図２２に示すように、谷部毎発生水量計算結果データｒｔＶｉは、谷番号と、谷部分割番号とにこの番号の谷部多層分割メッシュの谷部の水深ｈｖ、谷部の水の総流量ｑｗｖ等が関連付けられている。また、これらは雨量データの解析単位時間ｔｔｉ当たりに対応させられている。
【０１１２】
なお、図２１（ａ）においては谷部分割番号ｍｖｉにおいて時間範囲内で斜面部からの谷部へ流出する水の流量（斜面のｍｓｘ）によって生じる谷部での水面を定義し、この水面と谷部中間流下層（谷部下層底面）からの水面までの高さを全層の深さｈｖとして求めている。
【０１１３】
谷部水深ｈｖは以下のようにして求める。
【０１１４】
（谷部水深の算出）
谷部水深を算出する基礎式は次式である。
【数７】
0005856896.tif 000008
【０１１５】
谷部水深はLax-Wendroff法を用いて以下の式から計算する。
【数８】
0005856896.tif 000009
【０１１６】
ここに，hv：谷部の水深，qvs：谷部の流量，である。Fの項については以下の通り計算する。
【数９】
0005856896.tif 000010
【数１０】
0005856896.tif 000011
【０１１７】
ここに、Iv：谷勾配、nv：谷におけるマニングの粗度係数、dpv1：谷部中間流上層の厚さ(m)、dpv2：谷部中間流下層の厚さ(m)、kpv1：谷部中間流上層の透水係数、kpv2：谷部中間流下層の透水係数、γ：土層の有効空隙率(0.4)である。
【０１１８】
hv (m±1/2,n-1)については以下の通り計算する。
【数１１】
0005856896.tif 000012
【０１１９】
そして、谷の全層の水深ｈｖ（水面）が求められると、谷部中間流層厚（上層ｄｐｖ１、下層ｄｐｖ2：Ｓ５７）を読み込んで（Ｓ５９）、どの層に流水が発生するかどうかを判定する（Ｓ６０）。
【０１２０】
この判定処理は、図２３に示している。
【０１２１】
図２３（ａ）は谷部中間流下層に流水が発生する場合を示し、図２３（ｂ）は谷部中間流上層及び下層に流水が発生することを示し、図２３（ｃ）は地表面（谷底）、谷部中間流上層および下層に流水が発生すること判定することを示している。
【０１２２】
そして、ステップＳ６０において、谷部中間流下層のみ流水が発生すると判定した場合は、その中間流下層のみの深さｈｖ２を求める（Ｓ６１）。
【０１２３】
また、ステップＳ６０において、谷部中間流上層と下層のみ流水が発生すると判定した場合は、その谷部中間流上層の深さｈｖ１（ｈｖ１＝ｈ−ｄｐｖ２）と下層のみの深さｈｖ２（ｈｖ２＝ｄｐｖ２）を求める（Ｓ６２）。
【０１２４】
さらに、ステップＳ６０において、地表流（谷部底面）及び谷部中間流上層と下層のみ流水が発生すると判定した場合は、その地表流（谷部底部）の深さｈｖｏ0（ｈｖ0＝ｈｖ−ｄｐｖ１−ｄｐｖ２）と、谷部中間流上層の深さｈｖ１（ｈｖ１＝ｄｐｖ１）と下層のみの深さｈｖ２（ｈｖ２＝ｄｐｖ２）を求める（Ｓ６３）。
【０１２５】
そして、この判定結果の水深（地表流の深さｈｖ0と、中間流上層の深さｈｖ１と下層のみの深さｈｖ２）を、谷番号ｉｖ、解析単位時間ｔｔｉ等に関連付けて谷部毎発生流水量計算結果データｒｔＶｉとして谷部流水量計算結果用記憶手段３６０に記憶する記憶する（図２２参照：Ｓ６４）。
【０１２６】
次に、谷部流水量解析部２２０ｂは、図２０に示すように、谷部粗度係数ｎｖ（Ｓ７７）、谷部中間流層透水係数（Ｓ７８）、谷部勾配Ｉｖ（Ｓ７９）等を読み込んで谷部流出流量ｑｗｖを求める（Ｓ７０）。
【０１２７】
この谷部流出流量ｑｗｖは、以下のようにして求めるのが好ましい。
【０１２８】
（谷部流量の算出）
谷部流量は、各層に発生する水深をもとに次式で算出する。
【数１２】
0005856896.tif 000013
【０１２９】
ここに、nv：斜面部におけるマニングの粗度係数、Iv：斜面部勾配、kpv1：斜面上層の透水係数、kpv2：斜面下層の透水係数、γ：土層の有効空隙率(0.4)
次に、谷部流水量解析部２２０ｂは、図２０）に示すように、これらの谷部の流量（ｑｗｖ）を谷番号、谷部分割番号ｍｖｉ、解析単位時間ｔｔｉ等に関連付けて谷部毎発生流水量計算結果データｒｔＶＢｉとして河道部に出力して（Ｓ７１）、河道流量の算出をさせる（Ｓ８０）。そして、終了かどうかを判断し、終了でない場合は処理を図１９のステップ５４に戻す（Ｓ８１）。
【０１３０】
河道解析部における各河道断面の流量は、上流に存在する各谷部流出量
0005856896.tif 000014
【０１３１】
の合計値として算出する。
【０１３２】
（土砂流出解析部）
次に、土砂流出解析部（土砂流出計算モデル）の処理を図２４のフローチャートを用いて説明する。
【０１３３】
土砂流出解析部２３０の斜面土砂流量解析部２３０ａは、設定された谷番号ｉｖを読み込む（Ｓ９２）。
【０１３４】
次に、この谷番号ｉｖの斜面分割多層モデルを読み込む（Ｓ９５）。
【０１３５】
次に、基本情報用データベース３２０の発生流量解析用基本情報に含まれている移動可能土砂量初期値ＶＬｓｏと（Ｓ９６）、粒度分布初期値fsi(j)と（Ｓ９４）とを読み込んで、斜面土砂条件の設定を行う（Ｓ９７）。
【０１３６】
この設定は図２６に示す。
【０１３７】
図２６（ｂ）には斜面の土砂の粒度分布の初期値の設定を示し、図２６（ｃ）には、移動可能土砂量初期値を示している。また、図２６（ａ）には、これらの初期値を斜面分割多層モデルの表層部分の分割幅毎に設定したことを示している。
【０１３８】
つまり、斜面土砂条件を斜面分割多層モデルの表層部に設定したことを示している（以下  斜面土砂移動モデルでという）。
【０１３９】
この設定は、発生水量解析部と同じ各分割において、粒径別に移動可能な土砂量の変化と土砂の移動量（流砂量）を計算する。
【０１４０】
初期値としては図２６に示すように、全粒径合計の移動可能土砂の初期値VLS0(m)を与えるとともに、斜面の土砂の粒度分布の初期値fsi(j)を与え、VLS0(m)にfsi(j)を乗じることで粒径別の移動可能土砂VLS(m,j)の初期値を設定する。
【０１４１】
次に、斜面下ブロック毎斜面流解析計算結果データｒｔＳＢｉがメモリ３５０に記憶されているかどうかを判断する（Ｓ９８）。
【０１４２】
記憶されている場合は、先頭から斜面下ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉを設定する（Ｓ９９）。
【０１４３】
そして、設定された斜面下ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉの斜面部表面流流量ｑｗｓ0と（Ｓ１０１）、斜面部表面推進ｈｓ0と（Ｓ１００）、斜面部粗度係数ｎｓと（Ｓ１０３）、斜面勾配Ｉｓと（Ｓ１０２）とを読み込んで、かつ１ステップ前（ｔｔｉ―１）の隣接する両脇の斜面分割ブロックの斜面移動可能土砂量（残留分ＶＬｓ）を読み込んで（Ｓ１０５）、この斜面分割ブロックの斜面流砂量ｑＬＳを算出する（Ｓ９４）。
【０１４４】
この算出は以下のようにして算出する。
【０１４５】
（ 斜面流砂量の算出）
斜面流砂量は、図２６（ａ）に示した各分割について算出する。また、斜面流砂量は粒径別に算出する。
【０１４６】
斜面流砂量については、芦田・高橋・水山の掃流砂量式、芦田・道上の浮遊砂量式に基づいて算出する。
【０１４７】
まず、流砂量算出にあたって必要な、以下に挙げるパラメータの算出を行う。
【数１３】
0005856896.tif 000015
【０１４８】
斜面流砂量は、掃流砂量を算出する関数ATMと浮遊砂量を算出する関数AMSを用いて以下のように算出する。
【数１４】
0005856896.tif 000016
【０１４９】
ここに、w0：沈降速度、ns：斜面におけるマニングの粗度係数である。
【０１５０】
流砂量を算出する関数ATMおよび浮遊砂量を算出する関数AMSの内容については、後述する。
【０１５１】
そして、この斜面流砂量を谷番号ｉｖ、斜面分割番号ｍｓｉ、解析単位時間ｔｔｉに関連づけて図２７に示すように、斜面ブロック毎土砂流量計算結果データｒｔＳＤｉとして斜面土砂計算結果用記憶手段３７０に記憶する（Ｓ１０６）。
【０１５２】
そして、設定した斜面分割ブロック番号ｍｓｉに存在する斜面流量が移動するかどうかを判定する（Ｓ１０７）。
【０１５３】
算出した斜面分割ブロック番号ｍｓｉの斜面流砂量（ｑＬｓ：斜面移動可能量）が１ステップ前の斜面移動可能土砂量（残留分）ｖＬｓよりも大きいと判定した場合は、１ステップ前の斜面移動可能土砂量（残留分）ｖＬｓに斜面分割番号ｍｉの斜面分割メッシュの斜面流砂量（ｑＬｓ：斜面移動可能量）を修正（更新）する（Ｓ１０８）。
【０１５４】
また、斜面分割ブロック番号ｍｓｉの斜面流砂量（ｑＬｓ：斜面移動可能量）が１ステップ前の斜面移動可能土砂量（残留分）ｖＬｓと同じ又はそれ以下の場合は、後述する図２４のステップＳ１１０に処理を移す。つまり、修正は行わない。
【０１５５】
次に、ステップＳ１１０では、ステップＳ１０７の判定結果に基づいて、基本情報用データベース３２０に記憶されている風化などによる土砂の増加量パラメータを読み込んで（Ｓ１０９）、斜面分割ブロック番号ｍｓｉの斜面移動可能土砂量（ｖＬｓ）の残留分を算出する（Ｓ１１０）。
【０１５６】
前述の判定は、以下のように判定する。
【０１５７】
各分割に存在する移動可能土砂量以上の土砂が流出しないことを条件として、流砂量を修正する。
【数１５】
0005856896.tif 000017
【０１５８】
設定した斜面の各分割について、流出する土砂量と上側の分割から流出する土砂量をもとに残留する移動可能土砂量を算出する。
【数１６】
0005856896.tif 000018
【０１５９】
ここに、
0005856896.tif 000019
【０１６０】
：風化等により斜面の移動可能土砂が増加する量、fsi(j)：斜面の土砂の粒度分布の初期値である。
【０１６１】
次に、図２５に示すように、斜面下ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉが他にあるかどうかを判断する（Ｓ１１１）。他にある場合は斜面下ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉを更新して処理を図２４のステップＳ９９に戻す（Ｓ１１２）。
【０１６２】
ステップＳ１１１において、斜面下ブロック毎斜面流計算結果データｒｔＳＢｉが他にないと判断した場合は、谷部解析部へ斜面下端のｑＬｓを渡す（Ｓ１１３）。そして、対向する斜面があるかどうかを判定し（Ｓ１１４）、対向する斜面がある場合は斜面番号Ｍｉを更新して処理を図２４のステップＳ９４に戻す（Ｓ１１５）。
【０１６３】
対向する斜面がないと判定したときは、谷番号は最後かどうかを判断して（Ｓ１１６）、最後でないときは谷番号を更新して処理を図２４のステップＳ９２に移す（Ｓ１１７）。
【０１６４】
なお、谷部への土砂流出量は、斜面下端（m=msxの地点）における流砂量
0005856896.tif 000020
【０１６５】
が流出するものとする。
【０１６６】
次に、谷部土砂移動について図２８のフローチャートを用いて以下に説明する。
【０１６７】
土砂流出解析部２３０の谷部土砂流量解析部２３０ｂは、谷部モデル記憶手段３４０の谷番号ｉｖを読み込み（Ｓ１２０）、この谷部分割多層モデルを読み込む（Ｓ１２１）。
【０１６８】
そして、この谷番号の発生流量解析用基本情報の谷部用各種パラメータに含まれる土石流を解析するためのパラメータである移動可能土砂量初期値ｖＬｖ０と粒度分布初期値ｆｖｉ（ｉ）と（Ｓ１２２）を読み込んで、谷部土砂条件を分割幅毎に設定する（Ｓ１２３）。
【０１６９】
この谷部土砂移動モデルの生成を図３０に示す。
【０１７０】
図３０（ｂ）は、谷部の土砂の粗度分布初期値の設定表を示し、図３０（ｃ）は、粒度分布初期値を示している。そして、これらの初期値を谷部分割多層モデルに設定したのが図３０（ａ）である。
【０１７１】
谷部の土砂移動モデルでは、谷部と同じ各分割において、粒径別に移動可能な土砂量の変化と土砂の移動量（流砂量）を計算する。
【０１７２】
初期値としては、図３０（ａ）に示すように、全粒径合計の移動可能土砂の初期値VLS0(m)を与えるとともに、斜面の土砂の粒度分布の初期値fsi(j)を与え、VLS0(m)にfsi(j)を乗じることで粒径別の移動可能土砂VLS(m,j)の初期値を設定する。
【０１７３】
次に、図２８に示すように、解析単位時間ｔｔｉ（ｒｐｉ）における斜面ブロック毎土砂流量計算結果データｒｔＳＤｉの入力かどうかを判断する（Ｓ１２４）。
【０１７４】
ステップＳ１２４において、斜面ブロック毎土砂流量計算結果データｒｔＳＤｉの入力と判断した場合は、その斜面ブロック毎土砂流量計算結果データｒｔＳＤｉのレコード番号を設定する（Ｓ１２５）。
【０１７５】
そして、斜面の粘着力を読み込んで（Ｓ１２６）、かつ設定された斜面ブロック毎土砂流量計算結果データｒｔＳＤｉに基づく谷部表面流の水深ｈｓ0と（Ｓ１２９）、谷勾配と（Ｓ１３１）を読み込んで、土石流の発生の判定を行う（Ｓ１２８）。
【０１７６】
この判定は、以下のような条件で判定する。
【０１７７】
（土石流発生の判定）
土石流発生は谷部の表面流水深hv0をもとに次式により判定する。
【数１７】
0005856896.tif 000021
【０１７８】
ここに、Iv：谷勾配, C＊：堆積土砂濃度, σ：砂礫の密度, ρ：水の密度, hv0：谷部における表面流の水深, dm：谷部の平均粒径, φ：内部摩擦角
そして、ステップＳ１２８の判定結果が、土石流が発生しないと判定した場合は、斜面ブロック毎土砂流量計算結果データｒｔＳＤｉに基づく谷部表面流の水深ｈｖ０（Ｓ１２９）と、谷部表面流の流量ｑｗｖ０と（Ｓ１３０）と、谷勾配Ｉｖと（Ｓ１３１）、谷部祖度係数ｎｖと（Ｓ１３２）とを読み込むと共に、１ステップ前（ｔｔｉ―１）の谷部移動可能土砂量（残留分）とを読み込み（Ｓ１３６）、土石流が発生しない場合の谷部流砂量の算出を行う（Ｓ１３３）。
【０１７９】
この土石流が発生しない場合の谷部流砂量の算出は、
谷部流砂量は、各分割について算出する。また、谷部流砂量は粒径別に算出する。
【０１８０】
土石流が発生しない場合の谷部流砂量は芦田・高橋・水山の掃流砂量式、芦田・道上の浮遊砂量式に基づいて算出する。
【０１８１】
まず、流砂量算出にあたって必要な、以下に挙げるパラメータの算出を行う。
【数１８】
0005856896.tif 000022
【０１８２】
土石流が発生しない場合の谷部流砂量は、掃流砂量を算出する関数ATMと浮遊砂量を算出する関数AMSを用いて以下のように算出する。
【数１９】
0005856896.tif 000023
【０１８３】
ここに、qLv：谷部流砂量、w0：沈降速度、nv：谷部におけるマニングの粗度係数である。
【０１８４】
流砂量を算出する関数AMBおよび浮遊砂量を算出する関数AMSの内容については、後述する。
【０１８５】
また、ステップＳ１２８の判定結果が土石流発生と判断した場合は、谷部勾配と（Ｓ１３１）、谷部表面流の流量ｑｗｖ０と（Ｓ１３０）を読み込み、かつ、１ステップ前（ｔｔｉ―１）の谷分割番号ｍｖｉに隣接する上下の谷部移動可能土砂量（残留分）とを読み込み（Ｓ１３６）、土石流発生の場合の谷部流量の算出を行い（Ｓ１３４）、この結果を谷部毎土砂流量算出結果データｒｔＶＤｉとして谷部土砂流計算結果用記憶手段３８０に記憶する（Ｓ１３５：図３１参照）。
【０１８６】
この土石流発生の場合の谷部流量の算出は、以下のようにして行う。
【０１８７】
谷部流砂量は、各分割について算出する。また、谷部流砂量は粒径別に算出する。
【０１８８】
土石流が発生する場合の谷部流砂量は、高橋の土石流土砂濃度式を用いて算出する。
【０１８９】
まず、流砂量算出にあたって必要な、以下に挙げるパラメータの算出を行う。
【数２０】
0005856896.tif 000024
【０１９０】
ここに、σ：土粒子の密度、ρ：水の密度、φ：内部摩擦角である。
【０１９１】
そして、図２９に示すように流出土砂量の判定を行う（Ｓ１４１；谷部分割番号に存在する斜面流量が移動するかどうかを判定する）。
【０１９２】
ステップＳ１４１で算出した谷番分割番号ｍｖｉの谷部分割多層メッシュの谷部流砂量（ｑＬｖ：谷部移動可能量）が１ステップ前の谷部移動可能土砂量（残留分）ｖＬｖよりも大きいと判定した場合は、１ステップ前の谷部移動可能土砂量（残留分）ｖＬｖに谷部分割番号ｍｖｉの谷部分割メッシュの谷部流砂量（ｑＬｖ：谷部移動可能量）を修正（更新）する（Ｓ１４２）。また、算出した谷部分割番号ｍｖｉの谷部分割メッシュの谷部流砂量（ｑＬｖ：谷部移動可能量）が１ステップ前の谷部移動可能土砂量（残留分）ｖＬｖと同じ又はそれ以下の場合は、修正は行わない。
【０１９３】
次に、ステップＳ１４１の判定結果に基づいて、斜面分割番号ｍｉの斜面移動可能土砂量（ｖＬｓ）の残留分を算出する（Ｓ１４３）。
【０１９４】
前述の流出土砂量の判定は、以下のようにして行う。
【０１９５】
各分割に存在する移動可能土砂量以上の土砂が流出しないことを条件として、流砂量を修正する。
【数２１】
0005856896.tif 000025
【０１９６】
残留分の算出は、以下のようにして算出する。
【０１９７】
（谷部残留土砂量の算出）
設定した谷部の各分割について、流出する土砂量と上側の分割から流出する土砂量をもとに残留する移動可能土砂量を算出する。
【数２２】
0005856896.tif 000026
【０１９８】
この算出は谷部から河道部への土砂流出量
河道への流出量は、谷下端（m=mvxの地点）における流砂量
0005856896.tif 000027
【０１９９】
が流出するものとする（図３２参照）。
【０２００】
次に、これを解析単位時間ｔｔｉにおける谷部からの河道部への土砂流出量ｑｓｖとして出力する（Ｓ１４５）。
【０２０１】
次に、斜面ブロック毎土砂流量計算結果データｒｔＳＤｉは他にあるかどうかを判断し（Ｓ１４６）、ある場合は斜面ブロック毎土砂流量計算結果データｒｔＳＤｉを更新して処理を図２８のステップＳ１２５に戻す（Ｓ１４７）。また、ない場合は谷番号が最後かどうかを判断して（Ｓ１４９）、最後でない場合は谷番号を更新して処理を図２８のステップＳ１２１に戻す（Ｓ１５０）。なお、斜面ブロック毎土砂流量計算結果データｒｔＳＤｉ（最下端）は谷番号に対応させて割り付けている。
【０２０２】
すなわち、上記実施の形態の構成によって、所定の地域に雨が降った場合は、指定された時間範囲（例えば２４年６月１日午後１時から２４年６月１日午後５時）において、その単位時間（例えば５分）毎に、さらに微細時間ｔｔｉに分割してこのｔｔｉの分割雨量毎に、各斜面分割ブロック毎の水の総流量（表層、上層、下層）と斜面の土砂の発生総量とを谷部に送出し、谷部ではこれらを合計した流量（水、土砂）とを河道に流していることになる。
【０２０３】
従って、河道に発生する土砂量、水量を精度よく算出させることができる。
【０２０４】
従って、以下に説明することが予測できる。
【０２０５】
砂防ダムが１個あった場合は（図３３（ａ））、Ａ年後に土砂で満杯になるが）、１個の砂防ダムがない場合は下流ではＡ年後には図３４のＡの厚みなる。
【０２０６】
また、Ｂ年後に３個の砂防ダムが満杯になるが（図３３（ｂ））、３個の砂防ダムがない場合は下流ではＢ年後には図３４のＢの厚みとなる。
【０２０７】
また、砂防ダムが５個あった場合はＣ年後に５個の砂防ダムが満杯になるが（図３３（ｃ））、Ｃ年後には下流域では図３４のＣの厚みとなる。このため、下流域では上流にダムがない場合は図３４に示すように、下流域で土砂がどの程度溜まるかが分かる。
【０２０８】
なお、ここで各関数について説明する。
【０２０９】
＜＜掃流砂量を算出する関数＞＞
掃流砂量を算出する関数は、摩擦速度u*、対象とする粒径d、対象とする粒径の含有率f、平均粒径dmを引数とし、以下のように表される。
【数２３】
0005856896.tif 000028
【０２１０】
まず、掃流砂量を算出するのに必要な以下のパラメータを算出する。
【０２１１】
平均粒径に対する限界掃流力：τ*cm
平均粒径に対する限界掃流力は、岩垣式をもとに以下のように算出される。
【０２１２】
（流砂量関数）
【数２４】
0005856896.tif 000029
【０２１３】
ここに、s：土粒子の水中比重、g：重力加速度である。
【０２１４】
対象粒径に対する限界掃流力：τ*cm
対象粒径に対する限界掃流力は、以下の修正エギアザロフ式により算出する。
【数２５】
0005856896.tif 000030
【数２６】
0005856896.tif 000031
【数２７】
0005856896.tif 000032
【０２１５】
（浮遊砂量を算出する関数）
浮遊砂量を算出する関数は、摩擦速度u*、流量q、水深h、対象とする粒径の含有率f、対象とする粒径の沈降速度w0、マニングの粗度係数nを引数とし、以下のように表される。
【数２８】
0005856896.tif 000033
【０２１６】
ここに、κ：カルマン定数、g：重力加速度である。
【０２１７】
CBは底面濃度であり以下の式で計算される。
【数２９】
0005856896.tif 000034
【符号の説明】
【０２１８】
２１０  解析用データ生成部
２２０  発生水量解析部
２３０  土砂流出解析部
２４０  河道変動解析部
２２０ａ  斜面流水量解析部
２２０ｂ  谷部流水量解析部
２３０ａ  斜面土砂流量解析部
２３０ｂ  谷部土砂流量解析部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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