水工学論文集,第 56 巻,2012 年 2 月

破堤氾濫流に対する水防林の減災効果の検討
FLOOD DAMAGE MITIGATION EFFECTS OF FLOOD PROTECTION FORESTAGAINST INUNDATION FLOWS DUE TO DYKE BREACH秋山 壽一郎 1・重枝 未玲 2・大庭 康平 3・山尾 匡人 3・岩本 浩明 3
Juichiro AKIYAMA, Mirei SHIGE-EDA, Kouhei OHBA, Masato YAMAO
and Hiroaki IWAMOTO
1 フェロー会員 Ph.D. 九州工業大学大学院教授 工学研究院建設社会工学研究系（〒804-8550 北九州市戸畑区仙水町 1-1）
2 正会員

博士（工学） 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）
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）The flood damage mitigation effects of flood protection forest against inundation flows, due to dyke
breach, were investigated experimentally and numerically. It is found experimentally that dyke breachflows are diverted and diffused by the forest, so that the velocities and hydrodynamic forces of the flows
behind the forest are substantially reduced. It is also demonstrated that the dynamic inundation model,
which comprises the finite volume method on unstructured grid using FDS technique, is capable of predicting such effects of the forest against the flows with good to reasonable accuracy. Numerical experiments were also carried out to reveal the effects of arrangement of the forest on the flows and houses.
Key Words : flood damage mitigation, flood protection forest, dyke breach, numerical model

木・土砂堆積の防止，表土流失の低減 2)，水防林には，氾濫流の流勢緩和・流向制御，水流分散，流木等の漂流物・土砂の捕捉などの機能と効用があると言われている 3)．
降雨外力の増大などの自然的状況や財政逼迫などの社
また，水防林と同様な機能と効用を有するものとして，会情勢の変化を受け，整備目標を上回る洪水の発生を前
津波防潮林がある 4)．
提とした備えが求められるようになってきた．とりわけ，水防林は，環境にやさしい減災技術であることから，堤防背後地を中心に甚大な被害をもたらす破堤氾濫に対流域治水に資する技術として，その機能を工学的に評価する予防的治水対策や被害最小化策の重要性が増してきしようとする試みがなされている．例えば，末次ら 5)は，た．すなわち，2004 年 7 月新潟・福島豪雨災害では五十勾配の大きい氾濫原における直進型や直下型の氾濫流を嵐川など 6 河川 11 箇所，その再来となった 2011 年 7 月
対象として，模型実験と数値解析に基づき，水防林の特豪雨災害では 2004年と同様な 6河川 9箇所で破堤したよ性や配置等の流体力低減効果について基礎的知見を得て
うに，連続堤防は常に潜在的な破堤リスクを抱えており， いる．また，舘ら 6)は，余笹川の氾濫を対象として，水想定を超える豪雨時等にはこれが顕在化するからである． 防林による家屋被害軽減効果や氾濫流に対する樹木の耐本研究は，破堤氾濫に対する備えとしての水害防備林性を数値シミュレーション等に基づき検討している．秋(以下「水防林」という)に関するものである．一般に，
山らは，有限体積法・非構造格子・FDS に基づく平面 2
堤防に沿って帯状に設けられた樹木群を樹林帯，氾濫原次元不定流モデルを用いて，洪水流と氾濫流を包括的にに存在する防御対象地域の上流側に設けられた樹木群を解析する方法(以下「本解析法」という)7)より，破堤氾濫水防林と呼び，それぞれ流域治水(氾濫原管理)における流の構造物に作用する流体力と水防林によるその低減効
堤防強化策と氾濫流制御策のひとつに位置づけられてい果を評価している 8)．さらに，本解析法を 1983 年山陰豪1)
る ．すなわち，樹林帯には，越流時における堤防の安雨災害の破堤氾濫に適用し，仮想的に設けた水防林の氾
全性の向上，破堤部の拡大抑制・氾濫流量の低減，流濫流制御機能や浸水深上昇の遅延効果などを明らかにし

１．はじめに

２．実験の概要

図-1 実験装置と重要な諸量
1210864040
Ti (m)Tj (m)ている 9)．また，模型実験と解析に基づき，水防林の流体力低減効果率などについて基礎的知見を得ている 10)．
本研究は，以上のような背景を踏まえ，破堤氾濫流の特性を考慮した模型実験と，計算領域を複数のサブ領域に分割し，各領域間の接続条件を与えることで，解析データを領域内で閉じさせ，本解析法を複数の CPU で並列計算を行うことで，計算速度の向上を図った PSAFUF-2DF model(numerical model based on a Parallelized Spatial
Averaged Finite volume method on Unstructured grid using FDS
technique for 2D Free-surface flows)11)(以下「本モデル」という)に基づき，家屋や家屋群に水防林を設けた場合に期待される流勢緩和・流向制御等の機能について検討を加えたものである．

51015 件数

32241605101520 件数

図-2 屋敷水防林の長さ Ti，厚さ Tj の調査結果

防林(総数 72)を調査した結果(図-2)，Ti=16~28(m)，(1) 実験装置
Tj=4~7(m)の範囲の件数が多く，平均値としては Ti≒24(m)
実験装置は，貯水槽部・河道部・堤防部・氾濫原部よと Tj≒6(m)であった．この調査結果を踏まえ，模型スケり構成され，河道部の河床高，堤防敷高と氾濫原部の地ールを Lm/Lp=1/100 として，(Ti×Tj)m=0.24×0.06(m)のように盤高は全て同じで水平に設定されている．また，河道部模型諸元を決定した．ここで，添え字 mと pはそれぞれ下流端には水位調節のための刃形堰が設けられており，模型と実スケールを表している．
河道の右岸側は壁面で越流しないようになっている．実
模型水防林には，模型樹木群としてよく用いられる 12)，験装置と重要な諸量を図-1 に示す．
プラスチック製の多孔体(Km=0.64(m/s))を用いた．なお，河道部・堤防部は，矩形断面水路(長さ=3.0(m)，幅Froude の相似則(Kp=Km×(Lp/Lm)1/2)より，実スケールでは，B=0.4(m)，勾配 I=0，粗度係数 n=0.01)の左岸側に法面勾配
Kp=6.4(m/s)である．ちなみに，大野川水系乙津川のメダ2 割の堤防(高さ D=0.05(m)，堤防敷幅 T=0.25(m))と破堤部
ケ林の透過係数は，5.5(m/s)2)である．
(破堤幅 L)を設けたものである．なお，河道への流入流設置位置と配置については，後述する CASE A の ρV2h
量 QIN と流出流量 QOUT はそれぞれ電磁流量計と量水枡での実験結果を用いて，ρV2h が等しい範囲の図心を求め，計測できるようになっている．氾濫原部は，アクリル製
これを連ねて最大流体力が発生するライン(以下「S ライの地盤(粗度係数 n=0.01)を設置したもので，境界①と境ン」という)を定めた．S ラインに沿って，破堤部での最界③は壁面，境界②は段落ちとなっている．
大流体力の 75%となる位置に堤防に対して平行(配置 a)，S ラインに対して垂直(配置 b)となるように配置した．
(2) 実験の条件と方法
測定項目は，河道部・破堤部・氾濫原部の水深 h と表
実験条件は，模型水防林の設置位置や破堤幅水路幅比面流速ベクトル VS，S ラインに沿った流体力 F，およびL/B を変えた予備実験より決定した．すなわち，破堤部河道部での流入流量 QIN と流出流量 QOUT である．
上流側の河道水位が堤防天端近くになるように QIN を与水深 h は，ポイントゲージを用いて，図-1 中に●で示
え，L/B=0.5~2.0 の範囲で破堤部から堤内地に完全越流状した測点で求めた．なお，測定間隔は破堤部で 0.025(m)，態で流出させ，後述する方法で氾濫流の浸水深と流速をその周辺で 0.05(m)，その外の氾濫原部で 0.20(m)とした．
計測した．次に，データ解析を行い，計測上の制約や測水深平均流速ベクトル V は，直径約 0.005(m)の発泡ス
定精度を勘案し，Fr=0.56，L/B=2.0 のように実験条件を決
チロール球の動きをデジタルビデオカメラで撮影した動定した．なお，この場合の氾濫流量 QEXP(=QIN-QOUT)は画を PTV 解析し，得られた表面流速ベクトル VS から等30.009(m /s) で あ っ た ． こ こ に ， Fr は Froude 数
流の関係式(V=0.90VS)を用いて算定した．
3 1/2Fr(=(QIN/B)/(gh ) )であり，h は河道上流側での水位である．
流体力は，その簡便さから ρV2h を指標とした．ただ以上を踏まえ，Fr=0.56，L/B=2.0 の条件下で水防林なし
し，S ラインに沿って示した○の測点で，3 分力計(三計エ(CASE A)，あり(CASE B)の実験を実施した．また，CASE
ンジニアリング製，定格容量：2(kgf))を用いて流体力 F
Bでは水防林の配置角度 α(°)を 2通りに変化させた．の計測も実施した．これは，① 破堤部~水防林の流れが模型水防林の諸元(長さ Ti,厚さ Tj)，透過係数(K)，設置急激に加速される箇所や水防林前背後では，V が正しく位置(x,y)および配置は，次のように決定した．諸元につ計測できない可能性があるので，ρV2h も正しく評価されいては，Google マップを用いて，X 川(T 県)近傍の屋敷水ない可能性があること，② F は物体前背面の圧力差であ図-3 水防林の有無による実験結果と解析結果の比較(左 2 列：水深 h と流速|V |，右 2 列：流体力ρV2h )ρV2h#B-1
F#B-1
B-1
B-2

ρV2h#B-2
F#B-2
水防林(B-1)
水防林(B-2)ρV2h*AEXP
ρV2h*ANUM2ρV2h*B-1EXP
ρV2h*B-1NUM
B-1
B-2

ρV2h*B-2EXP
ρV2h*B-2NUM

h*AEXPh*ANUM

水防林(B-1)
水防林(B-2)

1h*B-2EXP
h*B-2NUM
水防林(B-1)
水防林(B-2)
CASE A
CASE B-1
CASE B-2

B-1
B-21

ρV2h*h*1

ρV2h# F#0h*B-1EXP
h*B-1NUM

0

12S/B

345

図-4 流体力ρV 2h #と F #(3 分力計)の関係

00

12S/B

3450

常流

0

射流

12S/B

常流

345

図-5 S ラインに沿った流体力ρV 2h *(左)および水深 h *(右)の比較(実験と解析)した理由から ρV2h の信頼性が低いと判断された範囲を，り，ρV2h とは流体力の定義が異なる．このため，流体力2の指標として ρV h の妥当性の確認が必要なこと，など
図中の○は，水深および流速と流体力の絶対値を解析結果と比較した箇所を示している．なお，●のように塗りの理由から実施したものである．なお，3 分力計のサンプリング時間と間隔は，それぞれ 30 秒と 0.05 秒である． つぶした箇所は後述する図-6 において実験結果と解析結果の相対誤差が 10%以上となった箇所である．
図-4 は，S ライン上の ρV2h と 3 分力計から得られた F
３．実験結果と解析の検証とを比較したものである．両流体力の違いは，水深や流速に依存することから，CASE B の値を同位置における(1) 実験結果
CASE A の値を用いて無次元化し，F#(= FCASE B/FCASE A)，
図-3 は，CASE A，CASE Bの流体力 ρV2h と流速ベクトρV2h#(= ρV2hCASEB/ρV2hCASEA)のように#で表示している．
ル V・水深 h の実験結果と解析結果を示したものである．
これより，破堤部~水防林で流れが加速される箇所やなお，h は限界水深 hC(=(q2/g)1/3)，流速ベクトルの絶対値
水防林前背面(S/B≒1.0~2.0)では，先述した理由から ρV2h#が正しく評価されていないことが見て取れる．これを除は限界流速(ghC)1/2，ρV2h は ρghC2 でそれぞれ無次元化されている．ここに，q=単位幅当りの氾濫流量(=QEXP/L)，
けば，ρV2h#と F#は同様な傾向を示しており，ρV2h が流体
QEXP=氾濫流量(=QIN-QOUT)，および L=破堤幅である．
力の指標として妥当であることが確認できる．ここに，堤防に平行な破線は，S ライン上の流体力が破堤部にS は破堤部の堤防天端中央から S ラインに沿って測ったおける最大流体力の 75%，50%および 25%となる y/B 値
距離である．なお，S/B=4.5~5.0 で ρV2h#と F#がほぼ同様とである．すなわち，一般に決壊箇所が特定困難であるこなるのは，3 分力計に取り付けた物体背後の水深がほととを踏まえて，最大流体力で見たときの危険度を堤防かんどゼロだからである．この結果を踏まえ，以下では特らの距離として表示したものである．図中の黄矢印は，別にことわらない限り，ρV2h を流体力と呼ぶこととする．
水防林の流向制御機能によって，S ラインからシフトし
図-5 は，S/B の関係として，各 CASE の ρV2h と h の実た大きな流体力が発生するラインを，また黒矢印は白矢
験結果と解析結果を図示したものである．図-3 と同様
印，灰色は黄矢印に対応した解析結果を示している．に，ρV2h を ρghC2，h を限界水深 hC で無次元化し，
ρV2h の実験結果において水防林を囲んだ黒枠は，先述
ρV2h*(=ρV2h/ρghC2)，h*(=h/hC)のように*で表示している．

|V|NUM(m/s)±10%0.005±10%0.48

0.320.16

CASE A
CASE B-1
CASE B-2
00.0050.01
hEXP(m)流体力|F|

6.4±10%

0.01

08

流速|V|

0.64

0.015

hNUM(m)0.8

水深 h|F|NUM(N/m)

0.02

0.015

0.02

04.8

3.21.6CASE A
CASE B-1
CASE B-2
00.16

0.32
0.48
|V|EXP(m/s)

0.64

0.80

CASE A
CASE B-1
CASE B-2
01.6

3.24.8|F|EXP(N/m)

6.48

図-6 実験結果と解析結果の比較(左：水深 h ，中：流速|V |，右：流体力|F |)なお，図-5 中に示した流れの状態(常流，射流)は，実験あるいは解析から得られた|V |と hより得られた Froude数に基づき定めたものである．
また，解析に用いた計算メッシュは，河道部では0.05(m)，堤防部では 0.025(m)，氾濫原部では 0.05(m)および水防林では 0.01(m)を基準にした三角形非構造格子で，その総数は 19535個である．

S ラインに沿っては，図-5 からわかるように，① 水防林なしでは，流体力は S/B≒1.0 から緩やかに減少し，S/B=3.0 では破堤部の約 50%に減勢される．また，射流域での流体力の低減率(=(∆ρV2h*)/(∆S/B))は-0.20 程度である．
水防林ありでは，水防林背面で急減し，そこから緩やかに減少する．このように水防林背後では，流体力は，配置 a では破堤部の 25%以下，配置 b では破堤部の 50%以下に低減される．また，(∆ρV2h*)/(∆S/B)は，配置 a では0.12，配置 b では-0.07 程度であり，堤防に平行に配置した方が減勢効果は高い．② 水深は，水防林ありでは S/B≒2.5~3.5で若干水深が低下するが， その影響をほとんど受けない．全体的には，S/B≒0.65 で限界水深となり，そこから緩やかに減少する．また，射流域での水深の低減率(=(Δh*)/(ΔS/B))は-0.60である．

(2) 実験結果の考察
両 CASE に共通した特徴としては，① 破堤部上流端側で生じる死水域のために破堤幅が実質的に減少し，流出水は破堤部下流側に偏流・集中する．② 流出水は右斜め上方向に大きな流速を持つと同時に，流出水の一部が破堤部下流端に衝突するため，堤防法線方向にも大きな流速を持つ．③ 流出水は，堤防~水防林の S/B≒0.65で常(3) 解析結果の検証
流から射流に遷移し，水深は限界状態の上下流付近で急解析結果は，① 破堤部上流端側で生じる死水域のた減し，流れは加速される．なお，以上のような流況は，めに破堤幅が減少し，流出水が破堤部右側に偏流・集中水防林の有無によって大きく違わない．
CASE A では，① 上記のような流出水の特性のために， する様子，② 流出水が右斜め上方向に大きな流速を持ち，破堤部下流端への衝突により，堤防法線方向にも大氾濫流も破堤部から見て全体的に右側にシフトし，やや右斜め上方向に偏って堤内地に広がっていく．このため， きな流速を持つ様子，③ S ラインの角度(θS≒40°)や，堤水深も堤内地右側で若干大きくなる．② 氾濫流の流況
内地右側で水深が大きくなる様子，④ 水防林により氾には，①のような特徴があるので，破堤部下流側で破堤濫流がその左右に分流・分散され，氾濫水の主流と流体部における最大流体力の 85%程度の大きな流体力となる． 力が水防林の左側へシフトし，大きな流体力(破堤部で特に氾濫流の主流である右斜め上方向で大きく，その範の最大流体力の 75%程度)の範囲が水防林左側の河道法囲も広くなる．このような理由から，S ラインは氾濫流線方向(θS=75°程度)となる様子，⑤ CASE A の Sライン，
CASE B の水防林によってシフトした大きな流体力の範の右端近傍となり，その角度は，破堤部近傍では流出水囲の方向など，図-3 の実験で観測された破堤氾濫流のとほぼ同様で，θS=40°程度の大きさとなる．③ 大きな流体力は，破堤部における最大流体力の 75%程度となる範特徴や水防林の効果を良好に再現している．また，図-5囲内で発生し，その範囲での流体力は大きく変わらない． の S ラインに沿った流体力と水深についても，水防林前また，堤防から離れるにつれて流体力は急減する．
背面以外は良好に再現されている．
CASE B では，① 水防林によって氾濫流がその左右に
図-6 は，図-3 中に○で示した各点での水深，流速の絶分流・分散され，配置 a では水防林右側，配置 b では左対値および流体力の絶対値の実験結果を解析結果と比較側への流向制御が強い．② このような水防林による氾したものである．これからわかるように，水防林の有無，濫流の分散・流向制御機能と流出水の流向の関係から，配置にかかわらず，水深と流速のいずれも概ね±10%の氾濫水の主流は水防林の左側へシフトする．これに伴っ誤差の範囲に収まっており，本モデルの有用性が確認でて，黄矢印で示したように，大きな流体力(破堤部でのきる．ただし，▲のように塗りつぶした 2 データは，V最大流体力の 75%程度)の範囲も水防林左側にシフトし， の測定精度に問題があると判断された箇所(図-3 中で●の水防林左側の河道法線方向(θS≒75°)に大きな流体力の範ように塗りつぶした箇所に対応)であり，そこでは CASE
B-1 で V が 40%，ρV2h が 25%，CASE B-2 で V が 30%，囲が広がる．③ 水防林~堤防での流体力は水防林の影響
ρV2h が 25%程度，過大に解析では評価されていた．
を受けない．このことは図-5 からも確認できる．

図-7 家屋群に設けられた水防林の有無，水防林の配置による氾濫流の流況と流体力の違い
上段：流体力コンター(左 4 枚)および水深コンター・流速ベクトル(右 2 枚)， 下段：水深コンター・流速ベクトル
2

流体力ρV2h*
水防林Ⅰ ,Tj= 6(m)
水防林Ⅰ,Tj=12(m)
水防林Ⅱ,Tj= 6(m)
水防林Ⅱ,Tj=12(m)2h*水防林Ⅰ，h*水防林Ⅱ

ρV2h*水防林Ⅰ，ρV2h*水防林Ⅱ

2.5

1.5
10.5
000.5

11.5
ρV2h*水防林 N

22.5

表-1 各家屋の流体力(左)と水深(右)の増減率

水深 h*
水防林Ⅰ,Tj= 6(m)
水防林Ⅰ,Tj=12(m)
水防林Ⅱ,Tj= 6(m)
水防林Ⅱ,Tj=12(m)

1.5

10.5

000.5

1

*
水防林 Nha-A
a-C
a-D
a-E
a-F
a-H
b-A
b-D
b-E
b-F
b-G
b-H
c-A
c-D
c-E
c-F
c-G
c-H

ρV 2h */ρV 2h *水防林N
Ⅰ-6 Ⅱ-6 Ⅰ-12 Ⅱ-12
0.84 0.77 0.70 0.60
0.54 0.43 0.67 0.47
0.72 0.97 0.63 0.53
0.66 1.40 0.33 1.61
0.98 1.23 0.40 1.37
0.51 0.86 0.42 0.94
0.76 0.75 0.82 0.85
0.58 0.58 0.40 0.28
0.55 1.42 0.45 1.51
0.80 1.02 0.48 1.00
1.05 1.17 0.47 1.25
0.98 1.25 0.83 1.64
0.99 0.98 0.86 0.92
0.50 0.45 0.43 0.48
0.52 1.04 0.41 1.04
0.88 0.60 0.59 1.07
1.04 1.73 0.64 1.04
0.94 1.30 0.49 1.10

緑：ρV h /ρV h 水防林N or h /h 水防林N < 0.90

家屋

1.52

図-8 水防林による流体力(左)と水深(右)の増減率

４．数値シミュレーションによる検討
以上の検証結果を踏まえ，集落等の拠点防御を目的として設置された水防林の流勢緩和・流向制御等の機能について，本モデルを用いた数値シミュレーションにより検討した．なお，計算メッシュ総数は 37165個である．
設定条件としては，河道(長さ=840(m)，幅 B=80(m)，勾配 I=0，粗度係数 n=0.02)の左岸側に法面勾配 2 割の堤防(高さ D，堤防敷幅 T)と破堤部(破堤幅 L)を設け，堤内地(n=0.02)に，一戸の家屋(8×8(m))が堤防に沿って 8 軒，その法線方向に 6 軒の家屋群を堤防に平行で，その最前列が最大流体力の 25%の位置となるように配置した．
水防林は，KT=5.5(m/s)のメダケ林とし，堤防線形に平行に配置した．また，設置条件は，① 水防林なし(水防林Ｎ)，② 水防林を家屋群前面に帯状(Ti×Tj=120×6(m))あるいは 120×12(m)に配置した状況(水防林Ⅰ)，③ ②の配置の中央に水防林無設置区間(幅 20(m))を設けた状況(水防林Ⅱ)の 3 パターンとした．なお，この水防林無設置区間は，被害が最大となる状況を想定して設定したものである．すなわち，家屋群と水防林のいずれも無設置としたケース(家屋群・水防林 N)の結果に基づき，S ラインを定め，これを基準に設定した．
図-7 は，シミュレーションの一例(L/B=1.0，T/B=1.0)である．同図の水深と流体力は，破堤部での hC(=2.1(m))と

白
赤2*

2*

2**

2*：0.90 ≤ ρV h /ρV h 水防林N
2 *
2 *：1.10 ≤ ρV h /ρV h 水防林N

Ⅰ-6
0.91
0.79
1.05
0.77
0.83
0.95
0.99
1.05
0.96
0.99
1.08
0.97
1.01
1.03
1.07
1.00
0.99
0.95

h */h *水防林N
Ⅱ-6 Ⅰ-120.89 0.86
0.73 0.85
0.84 0.96
1.06 0.92
1.23 1.08
1.00 0.930.95 0.91
1.04 0.93
0.90 0.81
1.03 1.03
1.03 1.01
1.11 1.01
0.95 0.89
1.03 0.92
1.03 0.96
0.94 0.89
1.01 0.98
1.08 0.99

Ⅱ-12
0.84
0.78
0.88
1.40
1.19
1.03
0.96
1.02
0.87
1.02
1.04
1.00
0.94
0.99
0.98
0.91
1.03
1.01

*or h */h *水防林N < 1.10or h */h *水防林N

ρghC2 でそれぞれ無次元化されている．また，図-8 は，図-7 の拡大図中のⒶ，ⓐ等で示した家屋の極めて近傍での水防林ありの流体力 ρV2h と水深 h を水防林なしと比較したものである．また，表-1 は具体的な増減率の一例を示したものである．
これからわかるように，流体力については，① 模型実験と同様に，家屋群や水防林に作用する流体力は S ラインに沿って大きくなる．② 水防林を設けることで，流体力は全体的に約 10~30%低減する．水防林厚を 2 倍にすると，減勢効果は約 1.5 倍となる．特に，ⓐ~ⓒ・Ⓐ~Ⓓに位置する家屋群(図-8 中の緑枠で囲ったデータに対応)では，流速が低減され，流勢緩和が顕著となる．例
えば，水防林Ⅰでは，Tj=6m の場合に流体力は約 10~50%減少する．特に，水防林Ⅰでは，Ⓔ列のⓐ~ⓑの家屋群(赤枠に対応)に対する水当たりが弱まり，水深と流速がともに低減され，流体力も半減される．水防林Ⅱでは，家屋群に流れ込む氾濫流のために水当りが強くなる家屋
水防林無設置区間から流向を持って氾濫流が流れ込み，が発生する．そのような家屋では水防林を設けていない道路状の空間に流れが集中し，ⓐ~ⓑ・Ⓔ~Ⓕの家屋群場合より 1.6 倍程度の大きな流体力が働く可能性がある．
(黒枠に対応)において水防林 N よりも最大で約 60%も大また，水防林厚を 2 倍にすると，水当たりが弱くなり，きな流体力が働く家屋が発生する．また，この傾向は，流勢は約 20%緩和される．なお，浸水深は水防林による水防林厚が増すにつれて顕著となる．③ 水防林によっ家屋群への流入流量の抑制効果のために，概ね水防林なて，家屋群に流入する氾濫流が減少するため，水防林Ⅰしと同等かそれ以下になるので，床上浸水対策や家屋のでは家屋群の外縁部であるⓒ~ⓕ・Ⓐ~Ⓑおよびⓒ~ⓕ・浮上り防止対策としても有効である．
Ⓖ~Ⓗの家屋群(青枠に対応)において，水防林 N と比し(3)本モデルは，以上のような水防林が設けられた状況て流体力が約 20~30%減少する．水防林Ⅱでは，家屋群での破堤氾濫流の流況と流体力を良好に再現できる．
上流側の外縁部であるⓒ~ⓕ・Ⓐ~Ⓑの家屋群(青枠に対応)では水防林Ⅰと同様の傾向となるが，ⓒ~ⓕ・Ⓖ~Ⓗ
謝辞：本研究は，科学研究費補助金 基盤研究B(課題名：の家屋群外縁部(紫枠に対応)では水防林無設置区間から豪雨災害時の浸水減災シミュレータの開発と樹林帯の減流れ込んだ氾濫流の影響で，水防林なしよりも流体力が災効果に関する研究，課題番号：21360237，研究代表
約 10%増加する．
者：秋山壽一郎)の助成を受け実施したものである．ま水深については，水防林による家屋群への流入流量のた，本学学部4年生田島瑞規君，會津和樹君の協力を得抑制効果のために，概ね水防林Nと同等かそれ以下になた．ここに記して謝意を表します．
り，家屋群全体の平均でみると，最大で約10%低減される．具体的には，① 流入流量の抑制効果はⓐ・Ⓑ~Ⓒの参考文献
家屋群(緑枠に対応)において顕著となる．また，流入流
1) 例えば，末次忠司：河川の減災マニュアル，山海堂，2004.
量の抑制効果に加え，氾濫流が集中する家屋群右側の反
2) 国土交通省河川局治水課監修：堤防に沿った樹林帯の手引対側に位置しているⓒ~ⓕ・Ⓐ~Ⓒの家屋(青枠に対応)でき，山海堂，2001.
は水深が全体的に約5~15%低下する．この傾向は水防林
3) 建設省土木研究所河川部：水害防備林調査，土研資料第Ⅰでより強くなる．さらに，水防林Ⅰでは，Ⓔ列のⓐ~2479号，1987.
ⓑの家屋群(赤枠に対応)に対する水当たりが弱まるため，
4) 今村文彦，柳澤英明：海岸植生帯の津波防災への機能—減
水深が約15%低下する．② 水防林Ⅱでは，流向を持って災か被害拡大か，自然災害科学，25-3, pp.264-268, 2006.
流入する氾濫流の集中のために，Ⓔ列のⓐ~ⓑの家屋群
5) 末次忠司，舘 健一郎，小林裕明：防災樹林帯による氾濫流(黒枠に対応)においては水深が約20%増加する．
制御に関する研究，水工学論文集，第42巻，pp.805-810, 1998.

５．まとめ

6) 舘 健一郎，末次忠司，小林裕明，都丸真人：洪水氾濫時の防災樹林帯の効果に関する検討 -余笹川流域を対象として- ，水工学論文集，第45巻，pp.913-918, 2001.

7) 例えば，秋山壽一郎，重枝未玲：河道・氾濫原包括解析に模型実験と本モデルに基づき，破堤氾濫流に対するメ
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
ダケ林程度の透過係数を有する水防林の流勢緩和・流向集B，Vol.63, No.3, pp.224-237, 2007.
制御・水流分散機能について検討を加え，次のような知
8) 例えば，重枝未玲，秋山壽一郎，小林俊彦：水害防備林に見が得られた．
よる氾濫流の制御効果，河川技術論文集，第8巻，pp.133-138,(1) 一戸の家屋の防御を目的として設けられた水防林
2002.
(屋敷林)については，流体力は水防林の背後で半減され，9) 例えば，秋山壽一郎：樹林帯の氾濫流抑制機能，自然災害家屋の倒壊・流失等の被害リスクは大幅に減少する．そ2 #科学，25-3, pp.268-276, 2006.の配置については，配置 a では S/B=2.0 における ρV h が10) 秋山壽一郎，重枝未玲，有働貴行，山尾匡人：水防林が氾
0.30，配置 b では 0.44 であり，堤防に対して平行に設置
濫流の流況に及ぼす影響と減勢効果，水工学論文集，第55
した方が効果的である．また，水深は，水防林の影響を巻，pp.907-912, 2011.
ほとんど受けない．ただし，水防林の設置次第では氾濫
11) 重枝未玲，秋山壽一郎，小園裕司，上川 謙：遠賀川流域の流の主流の方向が変化し，防御対象以外の箇所に被害が分布型流出解析と平面2次元洪水追跡，水工学論文集，第54及ぶ可能性があるので，その設置には注意が必要である．
巻，pp.517-522, 2010.
(2) 家屋群の防御を目的として設けられた水防林につ12) 例えば，福岡捷二，藤田光一：洪水流に及ぼす河道内樹木
いては，全体的に流体力が約 10~30%低減され，その厚群の水理的影響，土木研究所報告，180-3, 1990.
さが 2 倍になると，減勢効果は 1.5 倍となる．ただし，無設置区間がある水防林では，破堤箇所と当該区間との（2011.9.30 受付）
相対的な位置関係によって，当該区間から流向を持って