(57)【要約】【課題】本発明は流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法を開示する。【解決手段】当該方法は、流域内のグリーンインフラストラクチャーを標準化処理することで、グリーンインフラストラクチャーユニットを取得することと、暴雨頻度におけるグリーンインフラストラクチャータイプと裸地タイプの斜面パッチの流域洪水ハイドログラフを決定することと、流域洪水ハイドログラフを分析することによって、グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量を決定することと、洪水調節容量及びグリーンインフラストラクチャーユニットに対する分析および計算を行うことで、単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節を行う、グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価指標とすることができる標準値を取得することと、を含む。該流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法は、高い合理性と精確性を有すると同時に、該グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値指標の取得は、生態的海綿流域グリーンインフラストラクチャーの選定と配置のために根拠を提供することができる。【選択図】図１
2019512756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法であって、
流域内のグリーンインフラストラクチャーを標準化処理することで、グリーンインフラストラクチャーユニットを取得するＳ１と、
暴雨頻度におけるグリーンインフラストラクチャータイプの斜面パッチと裸地タイプの斜面パッチの流域洪水ハイドログラフを決定するＳ２と、
前記流域洪水ハイドログラフに対する分析によって、グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量を決定するＳ３と、
前記洪水調節容量及びグリーンインフラストラクチャーユニットに対する分析および計算を行うことで、単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得するＳ４と、
を含むことを特徴とする流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項２】
前記流域グリーンインフラストラクチャーは林地又は草地である、ことを特徴とする請求項１に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項３】
前記Ｓ１は、前記流域内の数値標高モデルを取得し、数値標高モデルのセルにおける勾配が１５°であり、樹冠密度又は植生被覆率が１であるグリーンインフラストラクチャーをグリーンインフラストラクチャーユニットとすることを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項４】
前記Ｓ２は、
リモートセンシングおよびＧＩＳ技術を利用して、流域内の暴雨頻度におけるグリーンインフラストラクチャータイプ又は裸地タイプの斜面パッチを取得し、
斜面パッチのタイプをグリーンインフラストラクチャーに設定し、流域分布型水文学モデルに基づいて、暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定し、
斜面パッチのタイプを裸地に設定し、流域分布型水文学モデルに基づいて、グリーンインフラストラクチャーに対応する暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定する
ことを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項５】
前記Ｓ３は、
前記グリーンインフラストラクチャーの流域洪水ハイドログラフと裸地の流域洪水ハイドログラフとの間の斜線部分の面積をグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量とし、
前記グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量の計算式は、
【数１】
2019512756.tif 000013
であることを含むことを特徴とする請求項４に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項６】
前記Ｓ４は、
面積統計計算式に基づいて、流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積を統計し、前記洪水調節容量及び流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積に基づき、貯水調節能力の計算式を利用して単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得し、
前記面積統計計算式は、
【数２】
2019512756.tif 000014
であり、
ＡＧは流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積であり、ＡＧ標はグリーンインフラストラクチャーユニットの単位面積であり、∂ｉは数値標高モデルの第ｉのセルの勾配とグリーンインフラストラクチャーユニットの勾配との面積比であり、βｉは数値標高モデルの第ｉのセルの植生被覆率又は樹冠密度とグリーンインフラストラクチャーユニットの植生被覆率又は樹冠密度との面積比であり、
前記貯水調節能力の計算式は、
【数３】
2019512756.tif 000015
であり、
ＶＧは単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値であり、Ｖ調はグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量であり、ＡＧは流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積である、
ことを含むことを特徴とする請求項５に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項７】
前記流域グリーンインフラストラクチャーは湿地である、ことを特徴とする請求項１に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項８】
前記Ｓ２は、
リモートセンシングおよびＧＩＳ技術を利用して、湿地である流域のグリーンインフラストラクチャーの斜面パッチ又は裸地である斜面パッチのタイプを取得し、
流域内に湿地を含む斜面パッチのタイプを保持し、流域分布型水文学モデルに基づき、暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定し、
流域内の湿地の斜面パッチのタイプを裸地に設定し、流域の分布型水文学モデルに基づき、湿地であるグリーンインフラストラクチャーに対応する暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定する
ことを含むことを特徴とする請求項７に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項９】
前記Ｓ３は、
前記グリーンインフラストラクチャーの流域洪水ハイドログラフと裸地の流域洪水ハイドログラフとの間の斜線部分の面積をグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量とし、
前記グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量の計算式は、
【数４】
2019512756.tif 000016
であることを含むことを特徴とする請求項８に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項１０】
前記Ｓ４は、
流域内の湿地であるグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積を統計し、前記洪水調節容量及び流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積に基づき、貯水調節能力の計算式を利用して、単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得し、
前記貯水調節能力の計算式は、
【数５】
2019512756.tif 000017
であり、
ＶＧＷは単位面積の湿地であるグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節量であり、Ｖ調は湿地であるグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量であり、ＡＧＷは流域内の湿地であるグリーンインフラストラクチャーの総面積であることを含むことを特徴とする請求項９に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海綿流域の建設中の海綿体の貯水調節能力の評価分野に関し、具体的には、流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出（ｓｕｒｆａｃｅｒｕｎｏｆｆ）に対する貯水調節能力の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
気候の変化と人類社会の迅速な発展は、流域の水循環及びその共存過程を変え、深刻な水資源、水環境および水生態問題を発生させるため、生態的海綿流域を建設し、自然水循環の極端な過程を低減し、自然水循環に対する社会水循環過程の干渉を減少することは、流域の統合管理の需要であり、人類文明発展の必然的な趨勢でもある。
【０００３】
林地、草地および湿地等のグリーンインフラストラクチャーは主要な海綿体として、流域の流出過程に影響を与え、流域の暴雨−流出過程において、グリーンインフラストラクチャーは一般的に地表の貯水調節施設として使用され、流域水循環の極端な過程を調節することができる。
【０００４】
図２は植生の変化が流域の水文に影響を与える過程を例示的に示し、図３は湿地が重要な水文ユニットとして流域の水文に影響を与える過程を例示的に示した。現在、生態的海綿流域の研究は初期段階にあり、海綿体の貯水調節能力の標準値が不足である問題があるため、グリーンインフラストラクチャーの暴雨−流出過程に対する貯水調節能力の標準値を提供することは、生態的海綿流域のグリーンインフラストラクチャーの選定と配置のために根拠を提供することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、より科学的且つより合理的に単位面積のグリーンインフラストラクチャーの洪水調節能力を計算し、生態的海綿流域のグリーンインフラストラクチャーの選定と配置のために根拠を提供する流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法を提供し、該方法は、
流域内のグリーンインフラストラクチャーを標準化処理することで、グリーンインフラストラクチャーユニットを取得するＳ１と、
暴雨頻度におけるグリーンインフラストラクチャータイプの斜面パッチと裸地タイプの斜面パッチの流域洪水ハイドログラフを決定するＳ２と、
流域洪水ハイドログラフに対する分析によって、グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量を決定するＳ３と、
洪水調節容量及びグリーンインフラストラクチャーユニットに対する分析および計算を行うことで、単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得するＳ４と、を含む。
【０００７】
好ましくは、流域グリーンインフラストラクチャーは林地又は草地である。
【０００８】
さらに、Ｓ１は、流域内の数値標高モデルを取得し、数値標高モデルのセルにおける勾配が１５°であり、樹冠密度又は植生被覆率が１であるグリーンインフラストラクチャーをグリーンインフラストラクチャーユニットとすることを含む。
【０００９】
さらに、Ｓ２は、リモートセンシングおよびＧＩＳ技術を利用して、流域内の暴雨頻度におけるグリーンインフラストラクチャータイプ又は裸地タイプの斜面パッチを取得し、
斜面パッチのタイプをグリーンインフラストラクチャーに設定し、流域分布型水文学モデルに基づいて、暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定し、
斜面パッチのタイプを裸地に設定し、流域分布型水文学モデルに基づいて、グリーンインフラストラクチャーに対応する暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定することを含む。
【００１０】
さらに、Ｓ３は、グリーンインフラストラクチャーの流域洪水ハイドログラフと裸地の流域洪水ハイドログラフとの間の斜線部分の面積をグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量とし、
グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量の計算式は、
【数１】
2019512756.tif 000003
であることを含む。
【００１１】
さらに、Ｓ４は、面積統計計算式に基づいて、流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積を統計し、前記洪水調節容量及び流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積に基づき、貯水調節能力計算式を利用して単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得し、
面積統計計算式は、
【数２】
2019512756.tif 000004
であり、
ここで、ＡＧは流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積であり、ＡＧ標はグリーンインフラストラクチャーユニットの単位面積であり、∂ｉは数値標高モデルの第ｉのセルの勾配とグリーンインフラストラクチャーユニットの勾配との面積比であり、βｉは数値標高モデルの第ｉのセルの植生被覆率又は樹冠密度とグリーンインフラストラクチャーユニットの植生被覆率又は樹冠密度との面積比であり、
貯水調節能力の計算式は、
【数３】
2019512756.tif 000005
であり、
ここで、ＶＧは単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値であり、Ｖ調はグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量であり、ＡＧは流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積であることを含む。
【００１２】
好ましくは、流域グリーンインフラストラクチャーは湿地である。
【００１３】
さらに、Ｓ２は、リモートセンシングおよびＧＩＳ技術を利用して、湿地である流域のグリーンインフラストラクチャーの斜面パッチ又は斜面パッチのタイプを取得し、
流域内に湿地を含む斜面パッチのタイプを保持し、流域分布型水文学モデルに基づいて、暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定し、
流域内の湿地の斜面パッチのタイプを裸地に設定し、流域分布型水文学モデルに基づいて、湿地であるグリーンインフラストラクチャーに対応する暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定することを含む。
【００１４】
さらに、Ｓ３は、グリーンインフラストラクチャーの流域洪水ハイドログラフと裸地の流域洪水ハイドログラフとの間の斜線部分の面積をグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量とし、
グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量の計算式は、
【数４】
2019512756.tif 000006
であることを含む。
【００１５】
さらに、Ｓ４は、流域内の湿地であるグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積を統計し、洪水調節容量及び流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積に基づき、貯水調節能力の計算式を利用して、単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得し、
貯水調節能力の計算式は、
【数５】
2019512756.tif 000007
であり、
ここで、ＶＧＷは単位面積の湿地であるグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節量であり、Ｖ調は湿地であるグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量であり、ＡＧＷは流域内の湿地であるグリーンインフラストラクチャーの総面積である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は下記のような好適な効果が期待できる。
該流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法は、目前、研究が初期段階にある生態的海綿流域に対し、グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を提供し、そのグリーンインフラストラクチャーは草地、林地および湿地を含み、グリーンインフラストラクチャーが流域水文に影響を与える過程において、流域に暴雨事件が発生した場合、グリーンインフラストラクチャーが表面流出過程で主な作用を果たすという理論に基づいて、流域分布型水文学モデルを応用し、洪水抑制容量の計算を参考して、流域グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量を取得したため、評価の正確性、合理性が強いという特徴を有し、得られたグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値は、生態的海綿流域グリーンインフラストラクチャーの選定と配置のために根拠を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法のステップを例示的に示す図である。
【図２】草地と林地であるグリーンインフラストラクチャーが水文過程に与える影響を例示的に示す図である。
【図３】湿地であるグリーンインフラストラクチャーが水文過程に与える影響を例示的に示す図である。
【図４】草地、緑地又は湿地であるグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量の決定を例示的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施例における図面に合わせ、本発明の実施例における技術案を明瞭且つ完全に説明するが、説明される実施例は本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。当業者が、本発明における実施例に基づいて、創造的な労力なしに取得できるすべての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
【００１９】
図１に示すように、該流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法は、
流域内のグリーンインフラストラクチャーを標準化処理することで、グリーンインフラストラクチャーユニットを取得するＳ１と、
好ましくは、５年ぶり、１０年ぶり、２０年ぶり、５０年ぶり、１００年ぶりの内の１つ又は複数を含む暴雨頻度におけるグリーンインフラストラクチャータイプおよび裸地タイプの斜面パッチの流域洪水ハイドログラフを決定するＳ２と、
流域洪水ハイドログラフに対する分析によって、グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量を決定するＳ３と、
洪水調節容量及びグリーンインフラストラクチャーユニットに対する分析および計算を行うことで、単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対して貯水調節を行う標準値を取得するＳ４と、を含む。
【００２０】
具体的な実施において、該グリーンインフラストラクチャーが草地又は林地である場合、流域内の数値標高モデルを取得し、数値標高モデルセルにおいて、勾配が１５°、樹冠密度（ｃｒｏｗｎ  ｄｅｎｓｉｔｙ）又は植生被覆率が１であるグリーンインフラストラクチャーをグリーンインフラストラクチャーユニットとする。
【００２１】
リモートセンシングおよびＧＩＳ技術を利用して、流域内の暴雨頻度におけるグリーンインフラストラクチャータイプ又は裸地タイプの斜面パッチを取得し、斜面パッチのタイプをグリーンインフラストラクチャーに設定し、流域分布型水文学モデルに基づいて、暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定し、斜面パッチのタイプを裸地に設定し、流域分布型水文学モデルに基づいて、グリーンインフラストラクチャーに対応する暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定する。
【００２２】
該グリーンインフラストラクチャーが湿地である場合、リモートセンシングおよびＧＩＳ技術を利用して、湿地という流域グリーンインフラストラクチャー又はその他の斜面パッチのタイプを取得し、流域内に湿地が含まれた斜面パッチのタイプを保持し、流域分布型水文学モデルに基づいて、暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定し、流域内湿地の斜面パッチのタイプを裸地に設定し、流域分布型水文学モデルに基づいて、湿地というグリーンインフラストラクチャーに対応する暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定する。
【００２３】
ここで、説明すべきことは、グリーンインフラストラクチャーは本発明において、林地、草地又は湿地を指すことができ、流域における異なる勾配と被覆率（又は樹冠密度）の林地又は草地は、直接表面流出に対する自身の貯水調節能力に影響を与え、林地又は草地というグリーンインフラストラクチャーの標準化は、操作可能性と普及性を有する。
【００２４】
周知のように、林地又は草地が流域水文を影響する過程は湿地とは異なり、図２に示すように、図２は植生の変化が流域水文に影響を与える過程を例示的に示し、その過程は、１、植生が、根系の吸水および蒸散作用を介して水循環過程に直接参与すること、２、植物の林冠層が、降水を遮り止め、蒸発量を増加させ、地表に達する降水量を減少し、降水を再配分すること、３、植生の落葉落枝層が、降水を遮り止めて保持し、ここで、落葉落枝層の吸水能力が強く、保水率が一般的に３００％以上であること、４、植生の落葉落枝層が、地表の粗度を向上させて、斜面流出の流速に影響を与え、地表水の浸入を増加させること、５、植生土壌の間隙率、特に非毛管孔隙が大きいため、植生土壌に大きな浸入率、浸入量および浸透と貯留能力を持たせること；に簡略することができる。
【００２５】
植生流域に暴雨事件が発生した場合、植生における蒸発は無視することができ、土壌の貯水調節は規制されているため、林地又は草地のような地表植生の貯水調節が表面流出過程において主要な役割を果たす。
【００２６】
図３に示すように、図３は湿地が重要な水分ユニットとして流域水文に影響を与える過程を例示的に示し、その過程は、１、湿地への水量補給。湿地に補給する水源としては、主に大気降水、表面流出、河流の氾濫水および地下水等の様々な水源があること；２、湿地の流出。降水は湿地に達した後、先に草根層により吸収され、草根層が飽和した後、流出し始め、即ち、その流出の形態は一般的に満たしてから流出することであること、３、湿地水量の支出。湿地の蒸散（主に湿地の水面蒸発、植物遮断蒸発、植物の発散および土壌蒸発を含む）が湿地水量支出の主な手段であること；４、地表水と地下水の交換量。地表水と地下水との間の水量交換過程は湿地水文循環の主要な部分であり、湿地が高度に分解された有機堆積物および植物を有するため、その作用により、湿地の地表水と地下水の交互作用は緩慢で、制限されており、湿地の地表水と地下水との交互作用は主に湿地の透水係数、地形の勾配及び湿地土壌の浸入性という特徴の影響を受けること；５、湿地の流出量。開放性湿地に対し、雨季特に洪水時期には、湿地に水が満たして、流出量が発生しやすく、湿地の流出過程は流入過程より遅くなり、流出量は流入量より遥かに小さいこと；に簡略することができる。
【００２７】
流域に暴雨事件が発生した場合、湿地の植生による蒸散を無視することができ、湿地の初期土壌の含水量は高いため、短い時間内に土壌によって今回の暴雨を貯留および調節する量は制限されているため、暴雨事件において、湿地の地表の貯水調節作用が、湿地の地表、土壌および地下の貯水調節作用の中で主な役割を果たす。即ち、暴雨事件において、湿地の流域水文を貯留調節する過程で、表面流出に対する貯水調節を主にする。
【００２８】
同時に、本発明は分布型水文学モデルという処理方式を採用したが、分布型水文学モデルは流域における斜面パッチのタイプ（例えば、地形、植生と土壌等）を詳細に説明することができ、植生がどの程度で洪水に影響を与えるかという問題を解決し回答する最も有効な手段であり、湿地の水文過程を真実に反映し、湿地の水文生態学的効能をより正確に評価することができ、リモートセンシングおよび地理情報システム技術の発展及び水文学モデルとの統合により、モデル構造からデータソースの取得および入力等までの方面で湿地の水文シミュレーションから分布型モデルへの邁進をさらに推進する。
【００２９】
図４に示すように、グリーンインフラストラクチャーと裸地条件における流域洪水ハイドログラフの間の斜線部分の面積をグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量とすると、林地、草地と湿地にとっては、林地と草地というグリーンインフラストラクチャーに対し、流域の斜面パッチタイプをそれぞれ林地又は草地のグリーンインフラストラクチャーに設定し、それぞれ流域分布型水文学モデルによって、暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフＱ林（ｔ）又はＱ草（ｔ）を取得する。
【００３０】
林地と草地のグリーンインフラストラクチャーに対し、流域斜面パッチのタイプを裸地に設定し、流域分布型水文学モデルによって、林地又は草地のグリーンインフラストラクチャーに対応する暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフＱ裸（ｔ）を取得する。
【００３１】
湿地というグリーンインフラストラクチャーに対し、流域内の湿地を含む流域土地利用タイプを保持し、流域分布型水文学モデルによって、暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフＱ湿（ｔ）を取得する。
【００３２】
湿地というグリーンインフラストラクチャーに対し、流域内の湿地土地利用タイプを裸地に設定し、流域分布型水文学モデルに頼って、湿地というグリーンインフラストラクチャーに対応する暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフＱ裸（ｔ）を取得する。
【００３３】
暴雨頻度において、草地又は林地であるグリーンインフラストラクチャーと裸地であるグリーンインフラストラクチャーの流域洪水ハイドログラフを取得した後、同一暴雨頻度におけるグリーンインフラストラクチャー流域の洪水ピークの変動程度が小さく、曲線が長いながら緩やかであり、裸地流域の洪水ピークの変動程度が大きく、曲線が険しく、洪水時期が短いことが分かることができる。
【００３４】
機能上から見ると、グリーンインフラストラクチャーと地表貯水池は、表面流出を調節し貯留する役割が一致しているため、グリーンインフラストラクチャーを地表貯水池として、洪水抑制容量の計算方法を参照し、草地又は林地であるグリーンインフラストラクチャーと裸地であるグリーンインフラストラクチャーの条件において、流域洪水ハイドログラフの間の斜線部分の面積をグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量Ｖ調とすることができる。
その草地又は林地であるグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量の計算式は、
【数６】
2019512756.tif 000008
である。
【００３５】
林地又は草地のグリーンインフラストラクチャーに対し、普及しやすくするために、流域の差別を消去し、流域内の林地又は草地の標準グリーンインフラストラクチャーユニットの総面積を統計し、林地又は草地のグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量を流域内の林地又は草地の標準グリーンインフラストラクチャーユニットの総面積で除算することにより、林地又は草地のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得することができる。
【００３６】
単位面積を、林地又は草地であるグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値に設定した場合、面積統計計算式に基づいて、流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積を統計し、洪水調節容量及び流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積に基づき、貯水調節能力の計算式を利用して単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得する。
【００３７】
そのグリーンインフラストラクチャーの面積統計計算式は、
【数７】
2019512756.tif 000009
である。
【００３８】
ここで、ＡＧは流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積であり、ＡＧ標はグリーンインフラストラクチャーユニットの単位面積であり、∂ｉは数値標高モデルの第ｉのセルの勾配とグリーンインフラストラクチャーユニットの勾配との面積比であり、βｉは数値標高モデルの第ｉのセルの植生被覆率又は樹冠密度とグリーンインフラストラクチャーユニットの植生被覆率又は樹冠密度との面積比であり、各ＤＥＭセルの勾配と被覆率はそれぞれＡｒｃＧＩＳ技術およびリモートセンシング技術により取得することができる。
【００３９】
貯水調節能力の計算式は、
【数８】
2019512756.tif 000010
であり、
ここで、ＶＧは単位面積のグリーンインフラストラクチャーの表面流出に対する貯水調節量の標準値であり、Ｖ調はグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量であり、ＡＧは流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積である。
【００４０】
湿地グリーンインフラストラクチャーの場合、簡単に流域内の湿地面積を統計し、湿地グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量を流域内の湿地の総面積で除算することで、湿地グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力を評価する。
【００４１】
単位面積を、湿地であるグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値に設定した場合、流域内の湿地というグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積を統計し、洪水調節容量及び流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積に基づき、貯水調節能力の計算式を利用して単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得する。
【００４２】
その湿地であるグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量の計算式は、
【数９】
2019512756.tif 000011
であり、
貯水調節能力の計算式は、
【数１０】
2019512756.tif 000012
であり、
ここで、ＶＧＷは単位面積の湿地という種類のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節量であり、Ｖ調は湿地というグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量であり、ＡＧＷは流域内の湿地というグリーンインフラストラクチャーの総面積である。
【００４３】
要するに、本発明により提供される流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力に対する評価方法は、グリーンインフラストラクチャーが流域水文に影響する過程において、流域に暴雨事件が発生した場合、グリーンインフラストラクチャーが表面流出過程に主要作用を果たすという理論に基づいて、流域分布型水文学モデルを応用し、洪水抑制貯留容量の計算を参照して、流域グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量を取得して、その正確性、合理性を向上させる。
【００４４】
開示された実施例に対する上記説明は、当業者に本発明を実現可能又は使用可能にするためのものである。それらの実施例に対する様々な補正は、当業者にとっては容易に想到でき、本明細書に定義された一般的原理は、発明の精神又は範囲を逸脱しない限り、他の実施例で実現することができる。従って、本発明は本明細書に記載されたこれらの実施例に限定されず、本明細書に開示された原理と新規性の特徴に一致する最も広い範囲に合致しなければならない。
【図１】
2019512756.tif 000018
【図２】
2019512756.tif 000019
【図３】
2019512756.tif 000020
【図４】
2019512756.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月23日(2018.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法であって、
流域内のグリーンインフラストラクチャーを標準化処理することで、グリーンインフラストラクチャーユニットを取得し、
前記流域内の数値標高モデルを取得し、数値標高モデルのセルにおける勾配が１５°であり、樹冠密度又は植生被覆率が１であるグリーンインフラストラクチャーをグリーンインフラストラクチャーユニットとするＳ１と、
暴雨頻度におけるグリーンインフラストラクチャータイプの斜面パッチと裸地タイプの斜面パッチの流域洪水ハイドログラフを決定するＳ２と、
前記流域洪水ハイドログラフに対する分析によって、グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量を決定するＳ３と、
前記洪水調節容量及びグリーンインフラストラクチャーユニットに対する分析および計算を行うことで、単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得するＳ４と、
を含むことを特徴とする流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項２】
前記流域グリーンインフラストラクチャーは林地又は草地である、ことを特徴とする請求項１に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項３】
前記Ｓ２は、
リモートセンシングおよびＧＩＳ技術を利用して、流域内の暴雨頻度におけるグリーンインフラストラクチャータイプ又は裸地タイプの斜面パッチを取得し、
斜面パッチのタイプをグリーンインフラストラクチャーに設定し、流域分布型水文学モデルに基づいて、暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定し、
斜面パッチのタイプを裸地に設定し、流域分布型水文学モデルに基づいて、グリーンインフラストラクチャーに対応する暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定する
ことを含むことを特徴とする請求項２に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項４】
前記Ｓ３は、
前記グリーンインフラストラクチャーの流域洪水ハイドログラフと裸地の流域洪水ハイドログラフとの間の斜線部分の面積をグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量とし、
前記グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量の計算式は、
【数１】
2019512756.tif 000022
であることを含むことを特徴とする請求項３に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項５】
前記Ｓ４は、
面積統計計算式に基づいて、流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積を統計し、前記洪水調節容量及び流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積に基づき、貯水調節能力の計算式を利用して単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得し、
前記面積統計計算式は、
【数２】
2019512756.tif 000023
であり、
ＡＧは流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積であり、ＡＧ標はグリーンインフラストラクチャーユニットの単位面積であり、∂ｉは数値標高モデルの第ｉのセルの勾配とグリーンインフラストラクチャーユニットの勾配との面積比であり、βｉは数値標高モデルの第ｉのセルの植生被覆率又は樹冠密度とグリーンインフラストラクチャーユニットの植生被覆率又は樹冠密度との面積比であり、
前記貯水調節能力の計算式は、
【数３】
2019512756.tif 000024
であり、
ＶＧは単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値であり、Ｖ調はグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量であり、ＡＧは流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積である、
ことを含むことを特徴とする請求項４に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項６】
前記流域グリーンインフラストラクチャーは湿地である、ことを特徴とする請求項１に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項７】
前記Ｓ２は、
リモートセンシングおよびＧＩＳ技術を利用して、湿地である流域のグリーンインフラストラクチャーの斜面パッチ又は裸地である斜面パッチのタイプを取得し、
流域内に湿地を含む斜面パッチのタイプを保持し、流域分布型水文学モデルに基づき、暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定し、
流域内の湿地の斜面パッチのタイプを裸地に設定し、流域の分布型水文学モデルに基づき、湿地であるグリーンインフラストラクチャーに対応する暴雨頻度における流域洪水ハイドログラフを決定する
ことを含むことを特徴とする請求項６に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項８】
前記Ｓ３は、
前記グリーンインフラストラクチャーの流域洪水ハイドログラフと裸地の流域洪水ハイドログラフとの間の斜線部分の面積をグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量とし、
前記グリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量の計算式は、
【数４】
2019512756.tif 000025
であることを含むことを特徴とする請求項７に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【請求項９】
前記Ｓ４は、
流域内の湿地であるグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積を統計し、前記洪水調節容量及び流域内のグリーンインフラストラクチャーユニットの総面積に基づき、貯水調節能力の計算式を利用して、単位面積のグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節の標準値を取得し、
前記貯水調節能力の計算式は、
【数５】
2019512756.tif 000026
であり、
ＶＧＷは単位面積の湿地であるグリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節量であり、Ｖ調は湿地であるグリーンインフラストラクチャーの洪水調節容量であり、ＡＧＷは流域内の湿地であるグリーンインフラストラクチャーの総面積であることを含むことを特徴とする請求項８に記載の流域グリーンインフラストラクチャーが表面流出に対する貯水調節能力の評価方法。
【国際調査報告】
2019512756.tif 000027
2019512756.tif 000028
2019512756.tif 000029
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