治水バランス・水災リスク評価シミュレータと六角川流域への適用
秋山
1 フェロー会員

2 正会員

壽一郎 1・重枝

未玲 2・藤原周平 3九州工業大学教授（〒804-8550 福岡県北九州市戸畑区仙水町 1-1）
E-mail:akiyama@civil.kyutech.ac.jp

九州工業大学大学院准教授 工学研究院建設社会工学研究系（同上）E-mail:mirei@civil.kyutech.ac.jp

3 学生会員九州工業大学大学院 工学府建設社会工学専攻（同上）E-mail:q345319s@mail.kyutech.jp

降雨外力と河口潮位を与条件とし，洪水流，遊水地による洪水調節，ポンプ排水，直接降雨および市街地等の氾濫原要素を考慮して流域スケールの内外水複合氾濫解析が可能な“治水バランス・水災リスク評
価シミュレータ”を構築し，六角川水系を対象として，まず 2012 年 7 月出水時の内水/外水位，洪水流量，遊水地への越流流量，最大浸水域について検討・検証を行った．次に 1/100 確率規模の仮想外力を与条件とした内水，外水氾濫解析を実施し，同流域の治水バランスと水災リスクについて検討を加えた．

Key Words : numerical model, retarding basin, distributed hydrological model, dyke breach

できるモデルは今のところ存在していない 5)．
筆者は段階的にそのようなシミュレータの開発 5)に取り組んできた．例えば，流出解析例えば 6)，越水や破堤に甚大な被害となった 2000 年 9 月東海豪雨災害以降に発生した主要な豪雨災害に共通した課題の一つに内水/よる外水氾濫例えば 7),8)，直接降雨による内水氾濫例えば 9)，
外水処理の治水バランスの問題がある．これは，内水の遊水地による洪水調節例えば 10),11)，内水氾濫時のポンプ排許容湛水位を下げると内水氾濫のリスクを抑えられる一水例えば 4),11)などを取り扱える数値解析モデルを開発し，方で，洪水流量の増加により外水氾濫のリスクが大きく模型実験や実出水・実氾濫資料に基づきそれらの妥当性なり，許容湛水位を上げるとその逆のことが起きるといを検証してきた．
った問題である．この問題の背景には，本支川，治水施
本報では，遊水地による洪水調節とポンプ排水を考慮設等の施設管理者が異なるだけではなく，河川，遊水地， して外水氾濫解析を行う“外水処理・破堤氾濫解析モデ
排水機場等の各種治水施設の計画手法や解析手段等にもル 4)”と内水氾濫解析を行う“流域流出・都市域氾濫解違いがあることなどがある．このため，想定外力を踏ま析モデル 9)”を統合し，河川等の各種治水施設の機能とえた個々の治水施設の治水効果の評価だけでなく，それ能力を考慮して流域スケールの内外水複合氾濫解析が可らの治水バランスを総合的に評価し，流域の水災リスク能な“治水バランス・水災リスク評価シミュレータ”を把握することが，被害最小化を図る上で重要になる．
(以下「本モデル」という)を構築し，六角川流域を対象水災リスクを評価・検討する手段としては，“統合型として，まず 2012 年 7 月出水時の再現解析を実施し，氾濫流シミュレータ”(以下「統合型シミュレータ」と
内水/外水位，洪水流量，遊水地への越流流量，最大浸いう)が有効である．“統合型シミュレータ”は，流出水域について検討・検証した(検討Ⅰ)．次に本モデルが解析，流域の河川網の洪水流解析および氾濫流解析の各
流域スケールの治水バランスと水災リスクの評価・検討
サブモデルより構成されるが，治水施設の取り扱いにつが可能なツールであることを実証する目的で，1/100 確1),2),3),4)
いては，ポンプ排水を考慮できるモデル
率規模の仮想外力を与条件とし，内水氾濫が生じる場合や，遊水(ポンプ排水の運転調整により内水の許容湛水位を上げ地による洪水調節を考慮できるモデル 4)などがある．した場合)，内外水複合氾濫が生じる場合(ポンプ排水を継かし，流域の治水システムの治水バランスを評価・検討

1. はじめに1

続し内水の許容湛水位を下げ外水位が上がることで，内外水(破堤)複合氾濫が生じる場合)の 2Case について浸水状況を比較・検討した(検討Ⅱ)．

降雨ハイエトグラフ
流出解析 ：分布型流出解析モデル
外水/内水域への流出流量ハイドログラフQ O(t)洪水追跡・氾濫解析の 境界条件，内部境界条件
洪水追跡・氾濫解析 ：平面2次元不定流モデル(河道氾濫原包括解析)
洪水追跡
河道上流端
流出流量ハイドログラフQ O(t)2. 六角川流域と治水システムの概要

内水氾濫解析

+低水路
排水機場
六角川水系は，牛津川等の支川を合わせて佐賀平野を流出域から河道へのポンプ排水による内水排除
流出流量ハイドログラフ
QO(t)流れる低平地河川で，六角川，牛津川の下流部の河床勾ポンプ排水量Q P(t)(排水ルール)+
配は，それぞれ約1/1,500~1/45,000，1/2,600~1/5,600と極め
遊水地
河道下流端
遊水地による洪水調節
潮位H T(t)て緩く，六角川では河口から上流約29km，牛津川では(河道遊水地包括解析)
or
実測水位ハイドログラフH(t)六角川合流点から上流約12kmが感潮区間となっている．
+
外水氾濫解析
このため，大雨と潮位の高い時間帯が重なると外水位が外水位 > H.W.L.
破堤氾濫
決壊箇所，拡幅プロセス
上昇し，これまで度々内水，外水被害を受けてきた．
六角川，牛津川の中下流域では，内水河川から本川等外水位のハイドログラフH NUM(t) 破堤氾濫流量ハイドログラフQ FNUM(t)
洪水流量ハイドログラフQ NUM(t) 内水位のハイドログラフH INNUM(t)への自然排水が困難なため，六角川・武雄川で36箇所遊水地への越流流量
浸水域,浸水深h NUM(t),浸水プロセス
33ハイドログラフQ ENUM(t)(総排水量約228m /s)，牛津川で23箇所(総排水量約133m /※与条件 ※流出解析or洪水追跡・氾濫解析より算定s)の排水機場が国，県等により整備(2014年8月時点)され洪水追跡・氾濫解析で与える内部境界条件※ている．外水位がH.W.L.を超えた場合に継続的にポンプ
図-1 治水バランス・水災リスク評価シミュレータの概要
排水を行うと，破堤の恐れがあることから，2006年6月
表-1 洪水追跡・氾濫解析に用いた土地利用と粗度係数 nにポンプ運転調整方針が策定され12)，2009年7月出水時
備考
土地利用
粗度係数n (m ・s) 一般的なn の範囲
0.040
0.010~0.10
建物用地
では牛津川砥川大橋水位観測所で運転調整水位に達した
3.0
0.025~3.0
田ため，運転調整が行われた．
0.025
0.025~0.040
水域
水路，河川地および湖沼
その他用地
0.025
0.025~0.050
ゴルフ場等
また，牛津川流域では，1990年7月出水時に流域各所
0.047
0.015~0.047
道路・線路で内外水被害が発生し甚大な被害となったことを受け，その地点その時点で堤防を決壊させ外水氾濫解析を行う．
下流域の洪水被害軽減を目的とした“牟田辺遊水地
以上の解析より，外水位 HNUM(t)，内水位 HINNUM(t)，洪水(1/100洪水対応)”が2002年6月に建設されている．その後
流量 QNUM(t)，破堤氾濫流量 QFNUM(t)の各ハイドログラフ，も2009年7月，2012年7月(九州北部豪雨災害)に大洪水が遊水地への越流流量ハイドログラフ QENUM(t)等の算定が発生したことを受け，2013年3月には発生頻度の高い中可能である．なお，流出解析にはセル分布型流出解析モ規模洪水(1/30)に対して洪水調節機能を発揮できる可動デル 6)，洪水追跡・氾濫解析と遊水地による洪水調節に堰型越流堤に改築されている．
は，洪水追跡・氾濫解析に河川を複数区間に分割した並以上のように，六角川水系の治水システムは，六角川列計算が可能で，常射混在流が取り扱える FDS を用いと牛津川をはじめとする水路，遊水地，多数の排水機場た平面 2 次元不定流モデルである PSA-FUF-2DF model により構成されているが，水路については感潮区間の堆積より河道と氾濫原(あるいは遊水地)を包括的に平面 2 次ガタ土や繁茂するヨシのため，河川改修による流下能力の確保が難しいといった同水系固有の問題を抱えている． 元解析する河道氾濫原包括解析を用いている 7),10)．ポン
プ排水による内水排除については，ポンプ運転操作記録と排水機場の施設規模を参考に設定した排水量 QP(t)をポンプ運転操作ルールに基づき堤内地から河道に排水さ
3. 解析の概要
せる．堤防決壊箇所と拡幅プロセスについては，決壊箇所は洪水浸水想定区域図作成マニュアル 13)と流域の土地(1) 本モデルの概要
利用形態を踏まえて選定する．なお，決壊口形状は矩形
図-1 に本モデルの概要を示す．本モデルでは，降雨断面とし，決壊のさせ方は外水位が H.W.L.を超えた時外力と河口潮位を与条件として流出解析より算定された点で最終破堤幅 LF の 2 分の 1 を瞬時に決壊させ，その流出域からの流出流量ハイドログラフ QO(t)を洪水追後 1 時間で LF まで拡幅させる 5)．
跡・氾濫解析の境界条件あるいは内部境界条件として，-1/3

遊水地による洪水調節，ポンプ排水，直接降雨および道路・線路，市街地等の氾濫原要素を考慮して洪水追跡と内水氾濫解析を行い，外水位が H.W.L.を超えた場合は(2) 解析データ
流出解析の流域データは，六角川流域を 50m メッシ
2今出川上流端
N
今出橋
別府川 妙見橋
今出川
牛津川
15k
中通川
20k
南渓
牛津杉ノ岳
池田川
武雄
10k
瓦川内川
牟田辺
河口堰
水堂 白石
山崎
石原川
晴気川
矢筈
浦町橋 唐堀川
牛津江川
牛津川
牛津川上流端
今出川
砥川大橋
六角川流域
河川
牛津江
雨量観測所
解析領域
越流堤
0m
5000m
5k
牟田辺遊水地 石原川
焼米
新橋
川添三条
高橋川
高橋
0k
鳴江
25k
15k
板橋
20k
武雄川
六角川
5k
鳴瀬
武雄川上流端東古川
東川
0k(河口)
10k
六角川下流端30k
潮見橋
六角川上流端岸川

西多久

小城

地盤高(T.P.m) 0 10 20 30 40

水位観測所
水位流量観測所

遊水地越流堤河川
排水機場※支川合流点※実測内水位あり: ,なし:

六角川距離標牛津川距離標河口堰

2012年実績雨量N

100800m 5000m

60402000:00

12:00
2012.7.13

0:00

12:00
2012.7.14

雨量観測所

0:00

48時間総雨量(mm)
250 350 450

時刻

図-3 実績降雨ハイエトグラフと 48時間総雨量分布
河口堰

2012年実績雨量
引き伸ばし雨量(引き伸ばし率:1.2)

100
80

N0m 5000m

60
40
2000:00

12:00
2012.7.13

0:00

12:00
2012.7.14

時刻

0:00

雨量観測所
48時間総雨量(mm)
250 350 450

図-4 仮想降雨ハイエトグラフと 48時間総雨量分布

図-2 六角川流域の概要(Google Map より)

表-2 流出解析に用いたモデルパラメータの一例
ュに分割し，各セルに雨量，標高，落水線方向・疑似河田 n 農地 n 都市 n 荒地n 水域n森林nddβk
流域
道，土地利用を設定した．標高と土地利用データは，国
0.03
004
2
0.3
0.01
0.30.04
池田川 0.4
土地理院発行の数値地図 5m メッシュ(標高)と 100m メッ
0.03
00.02
4
10.2
0.01
0.40.04
牛津江 0.4
シュで土地利用が数値データ化されている国土数値情報
0.4
0.03
00.02
4
1
0.2
0.01
0.40.04
三条
土地利用細分メッシュ(2009 年)を，落水線方向・疑似河
0.4
0.03
00.02
4
1
0.2
0.01
0.4
0.04
鳴江内
道データの河床高は定期縦断測量結果(2010 年)を用いた．
0.4
0.03
00.08
62.5
0.2
0.06
0.40.04
水 板橋域0.60.03
00.1
62.50.3
0.06
0.30.04
洪水追跡・氾濫解析の解析データは，河道については，
東川
0.03
00.1
61
0.3
0.06
0.30.04
川添川 0.4
堤防，高水敷，低水路の線形は各距離標の 200m ピッチ
0.6
0.03
00.1
630.3
0.06
0.3
0.04
焼米
横断面図(2010 年)を用いた．断面データがない越流堤付
0.03
00.01
61
0.3
0.06
0.30.04
高橋川 0.6
近の合流部や蛇行区間については，航空写真 14)から河道
一般的な0.4~0.80.001~0.03 0~0.6 0~0.6 4~6
1~3 0.2~0.40.01~0.10.2~0.40.02~0.04
値の範囲
線形を定め，縮尺模型実験結果 15)と数値地図 5m メッシ-1/3・n =等価粗度係数(m ・s)，・k a=重力水が卓越するA層内の透水係数(m/s)
ュ(標高)データおよび各距離標の横断面図を用いて補完
・d c=マトリックス部の最大保水量を水深で表した値(m)断面を追加し，各断面を流下方向に線形補完し作成した．
・d s=重力水を含めて表層土中に保水しうる最大水深(m)・β =重力水部と飽和水部との飽和透水係数の比
河床高は横断測量結果(2010 年)に基づき，平面座標とそ潮位H T(t)
破堤幅L(t)▼朔望平均満潮位の座標に対応する河床高で三角形ポリゴンを作成し設定
90T.P.+2.66m
280した．各河川の粗度係数 n は河道計画の値を用いた．六070
角川 28~30.4k，牛津川 12.2~21.4k の n は，同区間に存在60-2する高水敷のヨシを考慮して設定した．
50-440
氾濫原の水路，道路・線路，市街地等の氾濫原要素デ
0306090120150
1800:00
12:00
0:00
12:00
0:00
経過時間t(min)2012.7.13 時刻 2012.7.1414)
ータは，航空写真 から各要素の線形を定め，数値地図
図-5 六角川河口潮位
図-6 破堤幅 L(t)の経時変化
5m メッシュ(標高)に基づき，平面座標とその座標に対応
流域全体，洪水追跡については六角川の潮見橋水位観測
する地盤高で三角形ポリゴンを作成し設定した．牟田辺所~河口，牛津川の浦町橋水位観測所~六角川合流点，遊水地越流堤の諸元は，2012 年 7 月出水時点のものを用
4)
氾濫解析については数値地図 5m メッシュ(標高)に基づいた．堤内地の粗度係数 n は，前報の値 を用いた．表
く地盤高データと土地利用形態および既往出水時の最大-1 に洪水追跡・氾濫解析で用いた土地利用と粗度係数 n
浸水域を踏まえて浸水が予想される範囲とした．
を示す．なお，洪水追跡・氾濫解析の計算格子は，これ
例えば 4),8)
降雨外力は，検討Ⅰでは 2012 年 7 月出水時の実績降までの研究を踏まえ，仮想決壊箇所は 10(m)，道雨，検討Ⅱでは同実績降雨を 1/100 確率規模に引き伸ば路・線路は 100(m)，家屋等が密集する箇所は 100(m)，そした仮想降雨(引き伸ばし率 1.2)とした．その一例として，の他の氾濫原部は 300(m)を基準にした三角形メッシュと図-3 に 2012 年 7 月出水時に 48 時間雨量が最大となった
した．その総数は 59,129 個である．
河口堰雨量観測所における実績降雨のハイエトグラフとティーセン分割より得られた同出水時の 48 時間総雨量(3) 解析の対象領域と検討に用いた降雨外力の空間分布を示す．また，図-4 に仮想降雨のハイエト
図-2 に六角川流域の航空写真，雨量，水位，流量のグラフ(河口堰雨量観測所)と 48 時間総雨量の空間分布を観測所，治水施設(排水機場，牟田辺遊水地)を示す．解示す．なお，検討Ⅰ，Ⅱの流出解析および洪水追跡・氾
析対象領域は，流出解析については図-2 の左上に示す
a3cs

新橋

実測水位H(t)解析水位H NUM(t)

12

砥川大橋

101088664420
12:00 14:00
2012.7.13

20
12:00 14:00
2012.7.13

16:00
時刻

18:00

20:00

妙見橋

実測水位H(t)解析水位H NUM(t)1216:00
時刻

18:00

実績流量Q(t)解析流量Q NUM(t)1250

牟田辺遊水地

1000

80

750

60

500

40

250

200
12:00 14:00
2012.7.13

20:00

16:00
時刻

18:00

20:00

貯留関数Q S(t)H-V曲線Q H-V(t)
解析Q ENUM(t)1000
14:00 15:00
2012.7.13

16:00
時刻

17:0018:00

図-7 水位ハイドログラフ(新橋) 図-8 水位ハイドログラフ(砥川大橋) 図-9 流量ハイドログラフ(妙見橋) 図-10 越流流量ハイドログラフ
250

ポンプ排水総量Q P(t)
六角川
牛津川

今出川

200

15k

内水位H IN(t)のピーク値
六角川
鳴江
焼米 板橋 東川
東古川 川添 鳴瀬

実績
最大浸水域(2012年7月出水時)

牛津川

20k

150

池田川( )
牟田辺( )

100

解析
10k
山崎( ) 最大浸水深h MNUM(m)1.0～
0.8～1.0
0.6～0.8
牛津江( )
0.4～0.6
0.2～0.4
0～0.2
5k
三条( )
河川
排水機場
鳴江( )
0k
(実測内水位あり)

50
00:00 12:00 0:00 12:00 0:00
2012.7.13
2012.7.14
時刻
六角川距離標牛津川距離標

川添( )

高橋( )

焼米( )

25k
板橋( )
六角川
鳴瀬( )

武雄川

東川( )

15k20k

武雄川

高橋

牛津川
三条
牛津江

山崎
池田川

26牟田辺

12108645k

N

東古川( )

20k(河口)10k

030k0m

図-11 最大浸水域の実績と解析結果の比較

5000m

0481012

図-12 内水位のピーク値の比較

濫解析の解析開始時刻は，出水直前の 13 日 2 時とした． 困難なものも多く，また出水時の樋門等は逆流防止のために閉じられていることからすべて閉じた状態とした．
仮想決壊箇所は，外水位 H(t)が H.W.L.に最も早く達し(4) 検討Ⅰ，Ⅱの解析条件た地点(牛津川 8k 左岸)とし，拡幅プロセスは図-6 に示
表-2 に流出解析に用いたモデルパラメータの一例をした破堤幅 L(t)の経時変化を用いた．
示す．同パラメータは，洪水追跡の六角川，牛津川，武雄川，今出川の上流端より上流域では，前報の結果 4)を，自然排水が困難な内水域では，図-2 に◎で示した地点の実測内水位 HIN(t)に関する感度解析 6)を行い，各地点4. 解析結果と考察の HIN(t)を再現できるように各小流域に設定した．また，◎で示した地点以外の排水機場が受け持つ内水域のモデ(1) 2012 年 7 月出水時の再現解析(検討Ⅰ)
ルパラメータは近接する小流域と同様とした．なお，土図-7，8 に六角川，牛津川のポンプ運転調整基準地点
層の飽和・不飽和状態については流出量に対する影響がである新橋，砥川大橋地点の実測外水位 H(t)と解析外水大きい森林のみを考慮した．
位 HNUM(t)を示す．これより，各地点の H(t)が良好に再現
洪水追跡・氾濫解析では，図-2 に示した六角川，牛されていることがわかる．図-8 の砥川大橋地点の 12~14
津川，武雄川，今出川の上流端に流出解析から得られた時で HNUM(t)が過大評価されているのは，一部の排水機流量 QO(t)を，下流端に図-5 に示した六角川の河口潮位場のポンプ運転操作記録 15)が不明なためである．
HT(t)を境界条件として与えた．六角川に流入する牛津川，
図-9 に妙見橋地点の実績流量 Q(t)と解析洪水流量
QNUM(t)を示す．16~20 時で QNUM(t)が過小評価されている
武雄川および今出川以外の支川のうち，水門が設けられていない支川については，流出解析から得られた QO(t)のは，今出川上流に存在するダムの貯留量や放流量が不明なために，上流端の流量 QO(t)が必ずしも的確に再現を牛津川との合流点に，水路形状等が不明な小規模支川等については，QO(t)を六角川，牛津川等の低水路に内部されていないためである．
図-10 に本モデルの解析から得られた越流流量
境界条件として与えた．
QENUM(t)と，①横越流方式の分派モデルを貯留関数モデ
排水機場は，図-2 に○で示した 2012 年 7 月出水時点
での 52 ヶ所を対象とした．ポンプ排水は，ポンプ排水ルに組み込み，本間の台形堰公式より算出された越流流量 QP(t)を河道に内部境界条件として与えた．破堤後は， 量 QS(t)，②遊水地の H-V 曲線に基づき，遊水地の実測決壊箇所より上流側のポンプ排水は停止させた．
水位ハイドログラフを用いて算出された越流流量 QH15)
樋門・樋管，水門は，流域内の各施設の操作の把握がV(t) を比較して示す．QH-V(t)と QS(t)が良好に再現されて
4

Case A

今出川

20k

15k

最大浸水深h MNUM(m)0.5～※10.2～0.5※20～0.2※1 床上浸水※2 床下浸水

牛津川
10k

河川

六角川距離標牛津川距離標Case A
Case A

Case B
Case B

仮想雨量0床下浸水
3050

20100

5k
0k
15k

25k
六角川

武雄川

N

20k

5k
0k(河口)

10k
30k

破堤(Case B)
150

100m

5000m
0

Case B

今出川

20k

15k

最大浸水深h MNUM(m)0.5～※10.2～0.5※20～0.2※1 床上浸水※2 床下浸水

牛津川
10k

宅地等
仮想決壊箇所(牛津川8k左岸)

9k

河川

六角川距離標牛津川距離標8.5k

破堤(Case B)

0k
15k
六角川

武雄川

N

20k

150

105k
10k

30k

100

207.5k

25k

50

305k

8k

0

床上浸水

0k(河口)0m

図-13 各 Case の最大浸水深と仮想決壊箇所(上：Case A，下：Case B)

5000m

0
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図-14 浸水面積の経時変化(上：床下，下：床上)

以上のように，排水機場，水門からの内水排水量についることから，QENUM(t)が検証され，併せて QS(t)も適正いて不明な点は残るものの，本モデルは外水位 H(t)，洪に評価されていることが確認できる．
水流量 Q(t)，遊水地への越流流量 QE(t)，最大浸水域，内
図-11 に最大浸水域の実績と解析最大浸水深 hMNUM を示す．同図には検討に用いた六角川，牛津川のポンプ排水位 HIN(t)のピーク値を一定精度で再現可能である．
水総量 QP(t)も示している．六角川 0k 付近の解析値が過(2) 本モデルを用いたシミュレーションの一例(検討Ⅱ)
大評価されているのは，図-3，5 に示した降雨ハイエト
本モデルが流域の治水バランスと水災リスクを評価・グラフ，河口潮位からわかるように，出水直後は干潮で検討可能なツールであることを示す一例として，1/100あったことから，その時点で開かれていた水門があった可能性が考えられる．六角川 13~14k 左岸，16~21k 右岸， 確率規模の仮想外力を与条件とし，Case A(ポンプ運転調整方針 12)に基づきポンプ運転調整を行い，内水氾濫のみ
牛津川 5~7k 右岸付近の解析値が過小評価されているのは，該当箇所付近の排水機場のポンプ運転操作記録 15)が生じる場合)，Case B(ポンプ運転調整を行わず，内外水不明なため，排水機場の施設規模を参考に設定したポン(破堤)複合氾濫が生じる場合)についてシミュレーション
プ排水量 QP(t)を与えているためである．図-3，11 に示を実施し，費用便益比 B/C の基本となる浸水深と浸水面積の比較を行った．
した降雨ハイエトグラフ，ポンプ排水総量 QP(t)からわ
図-13，14 にシミュレーションより得られた最大浸水かるように，河口堰雨量観測所の雨量は 13 日 14 時に，深 hMNUM，床下浸水(0.5m 未満)と床上浸水(0.5m 以上)の浸QP(t)は六角川，牛津川のいずれも 14 日 3 時にピーク値をとる．13 日 16~18 時の牛津川における QP(t)の増加量が水面積 AINNUM(t)の経時変化をそれぞれ示す．六角川につ小さいのは，同時間帯に多数の排水機場で運転調整が実いては，Case A の外水位 HNUM(t)は H.W.L.未満となる一施されたためである．
方で，床上浸水の AINNUM(t)は約 15km2 となる．六角川の図-12 に図-2 に◎で示した排水機場地点での内水位
Case A と B の床下，床上浸水の AINNUM(t)が同様な結果とHIN(t)のピーク値の比較結果を示す．図中の横軸は実測なるのは，いずれの Case についても六角川ではポンプ排水が継続されているためである．牛津川については，
値 HIN を，縦軸は解析値 HINNUM を示している．各排水機
Case A，Bの牟田辺遊水地の貯留量 VNUM は，それぞれ約場の凡例は，図-11 中の排水機場名の右に示した括弧内の記号と対応している．これより，各地点の HIN(t)のピ69，56 万 m2 となり，計画貯水容量 90 万 m2 に対して約ーク値が良好に再現されていることが確認できる．鳴瀬， 77，62%の洪水調節効果が発揮されるものの，同遊水地
焼米，川添，山崎排水機場地点の HINNUM が過大評価さの下流側の HNUM(t)が H.W.L.を上回る箇所が発生する．
れているのは，数値地図 5m メッシュ(標高)に基づく地
また Case A と比較して Case B の床下，床上浸水の盤高データでは当該箇所付近の小規模水路網を十分に再AINNUM(t)は，破堤によりそれぞれ約 41，90%増加する．
現できないためである．
以上のことから，流域スケールの治水システムとして5参考文献見れば，六角川についてはポンプ排水による内水排除にやや余裕がある一方で，牛津川については仮想決壊箇所(牛津川 8k)付近での流下能力が不足しており，外水位が上昇しやすい．このため，ポンプ排水を継続した場合に破堤氾濫のリスクが大きく，現状以上のポンプ排水が難しいことなどがわかる．
六角川水系のような低平地河川流域では，一般にポンプ排水による内水排除に大きく依存した治水システムとなるが 3),4)，このような流域では排水先である本川の流下能力が確保されてはじめて内外水の治水バランスが取れた治水システムとなるが，前述したようにガタ土の堆積等の固有の問題を有していることから，河川改修による流下能力の確保が難しい．以上を踏まえると，流域スケールの被害最小化を図るためには，六角川では外水位を考慮したポンプ排水による内水排除機能の強化，牛津川では遊水地等による洪水調節と外水位の低減が当面の治水対策として有効かつ必要と考えられる．

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5. まとめ9)(1) 降雨外力と河口潮位のみを与条件として，流域スケールの内外水複合氾濫をシミュレートできる“治水バラ10)
ンス・水災リスク評価シミュレータ”を新たに構築した．
(2) 2012 年 7 月出水時の実績に基づき，本モデルが内水/
11)
外水位，洪水流量，遊水地への越流流量，最大浸水域を一定精度で再現可能であることを検証した．
(3) 仮想降雨を与条件とした数値シミュレーションにより，流域の治水システムや破堤による外水氾濫が浸水被12)
害に及ぼす影響について検討を加え，本モデルが流域の治水バランスと水災リスクの評価・検討が可能なツール
13)であることを示した．

福岡捷二，川島幹雄，横山洋，水口雅教：密集市街地の氾濫シミュレーションモデルの開発と洪水被害軽減対策の研究，土木学会論文集, No.600/ II-44, pp.23-36, 1998.
辻本哲郎，本守眞人，安倍友則，山田哲夫：氾濫シミュ
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川池健司，井上和也，戸田圭一，野口正人：低平地河川
流域での豪雨による都市氾濫解析，土木学会論文集，
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秋山壽一郎，白石清隆，重枝未玲，坂田治義，藤原周平：遊水地による洪水調節とポンプ排水による内水排除を考慮した外水氾濫解析，河川技術論文集，第22巻，pp.109-114, 2016.
秋山壽一郎：減災型治水に求められる河川技術の展望と課題，第50回水工学に関する夏期研修会 Aコース，2014.
重枝未玲，秋山壽一郎，野村心平：実測水位に基づく分布型流出・平面2次元洪水追跡モデルのパラメータ最適化法，河川技術論文集，第18巻，pp.459-464, 2012.
秋山壽一郎，重枝未玲：河道・氾濫原包括氾濫解析による氾濫流量の評価と市街地破堤氾濫解析，土木学会論文集B, Vol.63, No.3, pp.224-237, 2007.
秋山壽一郎，重枝未玲，岡村賢治，和田浩輔：実河川を対象とした仮想破堤氾濫に対する水防林の減災効果，土木学会論文集B1(水工学)，Vol.70, No.4, I_1543-I_1548, 2014.
秋山壽一郎，重枝未玲，小園裕司：流域特性を考慮した都市域氾濫解析モデルと都市域での浸水プロセスの予知，
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14) Google Earth, http://www.google.co.jp/earth/15) 国土交通省九州地方整備局武雄河川事務所資料，1993-2012.

謝辞：本研究を実施するに当たり，国土交通省九州地方整備局武雄河川事務所より資料提供等，多大なご協力を頂いた．ここに記して感謝の意を表します．

(2017.9.29 受付)

ASSESSMENT OF THE BALANCE OF FLOOD CONTROL AND THE FLOODDAMAGE IN THE ROKKAKU BASIN BY NUMERICAL ANALYSIS
Juichiro AKIYAMA, Mirei SHIGE-EDA and Shuhei FUJIWARA
The primary objective of this study is to demonstrate that a numerical model, which are comprised ofthe distributed hydrological model, the 2D unsteady flow model based on flux-difference splitting scheme
as well as unstructured finite-volume method, and operation of drainage system, is an effective tool toevaluate the balance of flood control and the risks of the inundation in the basin. It is found numericalsimulations of inundation flows due to hypothetical rainfall that the model is capable of assessing the balance of flood control and the flood damage in the basin.
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