1.2
諸外国のダム設計洪水流量に関する調査
研 究 年 度：令和４年度
研 究 分 野：ダムの計画及び操作に関する調査研究
調 査 研 究 名：諸外国のダム設計洪水流量に関する調査
研 究 者 名：箱石憲昭、竹村雅樹、松井剛志、田中晶生【要約】
諸外国においては、ダム設計洪水流量算定にあたり、決壊時の下流被害を考慮して設計洪水の確率年を設定する考え方や、ダム設計洪水流量をダムの機能確保とダムの安全確保の２段階に分けて設定する考え方が導入されるようになってきている。そこで、海外のダムの設計基準について資料を収集し、ダム設計洪水流量の規模と算定方法、異常豪雨に対するリスク評価において重要と考えられる余裕高について調査した。
【キーワード】ダム設計洪水流量、PMP、PMF、余裕高【背景・目的】1980 年代後半以降、諸外国においてはダム設計洪水流量算定にあたり、決壊時の下流被害を考慮して設計洪水の確率年を設定する考え方や、ダム設計洪水流量を 2 段階（Design Flood:ダムの機能確保と、Safety Check Flood：ダムの安全確保）に分けて設定する考え方が導入されるようになってきている。
このような状況を踏まえ、海外のダムの設計基準について資料を収集し、諸外国におけるダム設計洪水流量の規模と設定方法、異常豪雨に対するリスク評価において重要と考えられる余裕高の設定方法について調査した。
【令和４年度の研究成果】(1) ダム設計洪水流量の設定事例資料収集
国内外におけるダム設計洪水流量の設定手法に関して、以下に示す資料を収集した。
〇文献 No.1：一般社団法人日本大ダム会議ダム設計基準調査分科会洪水 WG 報告、2020 年
国内外のダム設計洪水流量の設定方法等について整理されている。
国内のダム設計洪水流量の設定手法について参考とする。
〇文献 No.2：Flood Evaluation and Dam Safety,
ICOLD, Bulletin 170, 2018.
諸外国のダム設計洪水流量の設定方法等が整理されている。
Appendix A DETERMINATIONOF THE
INFLOW
DESIGNFLOOD(IDF)
SUMMARYOF
GUIDELINESBY
COUNTRY も含め、諸外国のダム設計洪水流量の設定手法について参考とする。

(2) 用語の定義
海外におけるダム設計洪水量に関する用語について、文献 No2 の Bulletin 170 に基づく定義は以下のとおりである。
IDF（Inflow Design Flood）
洪水吐きや放流管路の諸元、サーチャージ容量、ダム高など、ダムの機能や諸元を決定する際に使用される洪水（Design Flood）
SCF（Safety Check Flood）
ダムにある程度の損傷が発生したり、安全率の低下が発生するものの、ダムが決壊することはない
異常洪水（Check Flood）
LOL（Loss of Life）
ダム決壊時に想定される死亡者数
PAR（Population at Risk）
ダム決壊時に想定される被災者数
PMP（Probable Maximum Precipitation）
特定の範囲において、与えられた継続時間に対して理論的に実現し得る最大の累計雨量（可能最大降雨）
PMF（Probable Maximum Flood）
PMP を入力データとして流出解析を行うことにより求められる洪水（可能最大洪水）(3) 文献 No.1 の内容整理
国内ダムの現行のダム設計洪水流量の設定方法
文献 No.1 において、国内ダムの現行のダム設計洪水流量の設定方法は以下のとおり整理されている。
ダム設計洪水流量は、
a)200 年につき 1 回の割合で発生するものと予想される洪水流量b)当該地点において発生した最大の洪水流量c)当該ダムに係る流域と水象もしくは気象が類似する流域のそれぞれにおいて発生した最大の洪1-6

水に係る水象もしくは気象の観測の結果に照らして当該地点に発生するおそれがあると認められる洪水流量（一般にクリーガー曲線により求められる流量）のうち、いずれか大きい流量としている（フィル。
ダムに関しては、当該流量の 1.2 倍流量で設定）

調査対象の国と地域
文献 No.2 の調査対象は表-1 のとおりであり、合計 27 の国や地域を対象としている。

表-1 調査対象とした国と地域

海外ダムにおけるダム設計洪水流量
文献 No.1 において、海外ダムにおけるダム設計洪水流量の規模等が整理されている。その概要を以下に示す。
ダム型式は日本と同様に、フィルダムとコンクリートダムを分けて設計基準を定めている国が多く、大多数の国では日本とは異なり、居住戸数などの流域の重要度や被害レベルに応じた潜在危険度別にダム設計洪水流量の確率年を規定している。
潜在危険度が高いダムでは、1,000 年超過確率流量や PMF を採用している。
Check flood については、PMF を与える国が多い
が、IDF の 1.5 倍流量を与える国もある。
国内ダムに PMF を適用した場合の試算
文献 No.1 では、諸外国で設定されている PMFを国内ダムに適用した場合の試算を実施している。その概要を以下に示す。
国内の多目的ダムおよび発電専用ダムの合計 4ダムを対象に PMF による試算を実施している。
試算対象としたダムは、現行基準に基づいて設計された 3 ダムおよび現行設計基準施行前に建設された 1 ダムとしており、型式は重力式コンクリートダムとロックフィルダムである。
PMF の算出方法は、浸水想定の作成等のための想定最大外力の設定手法にならってダム地点の流域面積から算出された想定最大雨量（PMP と想定）および、海外で一般的な算出方法であるHershfield 法から雨量を算出し、PMF を設定している。
PMF のピーク流量は、ダム設計洪水流量の 1.2～2.4 倍程度となることが確認されている。
(4) 文献 No.2 の内容整理
着目点
文献 No.2 における各国のダム設計洪水流量等の設定方法等について、以下の点に着目して整理した。
設計洪水流量の段階区分（IDF と SCF の区分に着目）
設計洪水流量規模の考え方、設定方法
余裕高の考え方、設定方法

1-7

No

国 名

No

国 名

1

オーストラリア

16

ノルウェー

2

オーストリア

17

パナマ

3

ブラジル

18

ポーランド

4

ブルガリア

19

ポルトガル

5カナダ

20

ルーマニア

621

ロシア

7

カナダ－ケベック州
中国

22

南アフリカ共和国

8

チェコ共和国

23

スペイン

9

フィンランド

24

スイス

10

フランス

25

トルコ

11

ドイツ

26

イギリス

12

インド

27

アメリカ13アイルランド

14イタリア

15ニュージーランド

設計洪水流量の段階区分
1980 年代後半以降から、ダム設計洪水流量をIDF と SCF の 2 段階に分けて設定する考え方が導入されている。今回調査対象とした国や地域のう
ち、この考え方を適用しているのは、ノルウェー、ロシア、南アフリカ、スペイン、ドイツ、中国、スイス、トルコ、ポーランドであり、27 の国や地域のうち 9 ヶ国である。
ダムの分類
日本では、高さ 15m 以上をダムと定義し、ダム設計洪水流量を設定するに際し、フィルダムではコンクリートダムの 1.2 倍とし、ダム型式によって区分している。一方、諸外国の多くの事例では、ダム決壊時の下流被害規模やダム諸元を指標とし、ダムを日本よりも細分類している傾向にある。中国、フランス、ポーランドが特に分類数が多い。
ダム設計洪水流量の分類指標として、ダム諸元についてはダム高や貯水容量、ダム決壊時の被害については経済被害や LOL、PAR が多く採用されている。
ダム設計洪水流量の規模
諸外国の事例をみると、13 の国や地域で設計において PMF を考慮している。
日本のダムにおいては、フィルダムのダム設計洪水流量が最も規模が大きい IDF であり、文献 No.2
では「生起確率は算出されていないものの 1000 年確率程度と考えられている」とされている。IDF とSCF の 2 段階設定していない国における IDF ある
いは SCF の確率年の最大値は、最も小さい国で3000 年である。日本が 1000 年確率だとすれば最も小さい規模となる。SCF と IDF の 2 段階設定している国における IDF の確率年の最大値は、最も大きい国で 1000 年である。日本が 1000 年確率とすれば同等である。
日本では、ダム設計洪水流量に対して波形を設定せず、貯留効果を見込まないことを基本とし、当該流量を放流しているときの貯水位に対して余裕高を設定するものとしている。IDF の規模は SCF を設定していない諸外国と比較して小さいものの、「ダム設計洪水流量に対しては、貯留効果を見込まない」ことで安全側の設計手法をとっているといえる。
ダム設計洪水流量の設定にあたり、コンクリートダムとフィルダムの区分している国についてみると、コンクリートダムで PMF を考慮している事例はなく、最大でも 10,000 年確率規模（トルコ・高さ 25ｍ以上）である。一方でフィルダムでは PMFを採用している事例があり、コンクリートダムとフィルダムの差別化がなされているといえる。
ダム設計洪水量を 2 段階で設定している国では、IDF は 200 年から 1000 年確率規模の範囲、SCF は5000 年確率規模から PMF までの範囲となっており、両者の規模は明確に差別化されているといえる。
余裕高の設定余裕高については日本よりも小さい事例が多く、日本は IDF の規模の不足を余裕高でもカバーしているといえる。ただし、イタリアの大規模フィルダ
ムのように、IDF と余裕高の双方を日本よりも高く設定している事例もある。
地震による波浪高を考慮しているのは日本のみであり、日本における地震発生頻度の高さを配慮したものと考えられる。日本と同様に当該国の特徴が反映された事例として、フィルダムの余裕高として凍結深を採用しているフィンランドが挙げられる。
ダム設計洪水流量と同様に、余裕高についても決壊時の被害規模に応じて分類している事例が多い。

オーストラリアニュースサウスウェールズ州や、カナダケベック州、中国、トルコなどは、日本と比較して余裕高を小さくとっているが、一方で、最大で PMF 相当の規模を想定している。
ノルウェーでは、条件付きではあるものの、決壊時の被害が小さいダムについては越流を許容している。
イタリアのフィルダム（90m 以上）は、3000 年確率規模の出水に対して、3.5ｍの余裕高を確保するとしており、日本のフィルダムよりも安全に対する配慮が大きいといえる。
スイスのフィルダム（40ｍ以上）は、PMF 相当の出水に対して 2ｍの余裕を見込むものとしており、イタリアと同様に日本のフィルダムよりも安全に対する配慮が大きいといえる。
スイスやイタリアの大規模フィルダムの事例などを除くと、日本のダムの余裕高は、諸外国よりもやや大きい傾向にあり、IDF 規模の不足を余裕高でもカバーしているといえる。
【結果とりまとめ】① ダム設計洪水流量を IDF と SCF の 2 段階に分けて設定する考え方が導入しているのは、調査対象とした 27 の国や地域のうち 9 ヶ国である。
② 諸外国の多くの事例では、ダム決壊時の下流被害規模やダム諸元を指標とし、ダムを日本よりも細分類している傾向にある。
③ 日本の IDF の規模は SCF を設定していない諸外国と比較して小さいものの、「ダム設計洪水流量に対しては、貯留効果を見込まない」ことで安全側の設計手法をとっているといえる。
④ スイスやイタリアの大規模フィルダムの事例などを除くと、日本のダムの余裕高は、諸外国よりもやや大きい傾向にあり、IDF の規模の不足を余裕高でもカバーしているといえる。
【謝辞】
本研究は、国土交通省水管理・国土保全局治水課からの受託業務の成果の一部であり、記して謝意を表する。

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