技術報告集 第 38 号 令和 6 年 3 月 AWSCJ

想定最大規模降雨による内水浸水想定区域図作成の事例㈱三水コンサルタント

渡辺太郎

Ａ市には、過去の豪雨により浸水被害を受けた複数の浸水多発地区が存在しており、これらの地区を含むＡ市の下水道計画区域において雨水排水施設の整備が進められている。一方、近年の降雨の集中化や頻発化、激甚化に伴い、ハード対策のみならず、ソフト対策として内水ハザードマップの作成が求められている。
本稿では、Ａ市における既存雨水排水施設の能力評価、及び内水ハザードマップの基礎資料となる想定最大規模降雨を対象とした内水浸水想定区域図作成の事例を報告する。

Key Words ： 統合解析、浸水シミュレーション、内水浸水想定区域図

1.

はじめに
対象区域は、Ａ市の公共下水道全体計画区域とし、流出解析モデルを用いて対象区域内の管路網及び地表面のモデル化を行った。
モデル化に際しては、既存の雨水管きょ、雨水ポンプ場及び雨水調整池等の水理構造物のほか、河川計画等に係る資料、浸水被害に関する資料を収集した。また、既存水路の情報を把握するため、概ね 600mm 以上の水路系統及び形状の調査を行うと共に、断面・高さの測量を行った。
モデルの妥当性を確保するため、過去に浸水被害が生じた 2 降雨についてキャリブレーションを行い、その後、計画降雨をはじめとした 4 降雨についてシミュレーション(現況施設の能力評価)を行い、想定最大規模降雨による内水浸水想定区域図を作成した。

2.

Ａ市雨水計画の概要
Ａ市は「イ地区」と「ロ地区」が合併して生ま

表-1 Ａ市雨水計画の概要れた都市である。両地区の雨水計画の概要は表-1

項目のとおりであり、確率年、降雨強度式及び流出係排水面積数が異なる。
公共下水道事業に位置付けられている雨水ポン

イ地区

ロ地区

全体計画

2,560ha

256ha

事業計画

1,482ha

124ha

降雨強度年確率
降雨強度式

計画諸元

10年

7年

I＝7271/(t+51)

I＝6486/(t+48)

65.5mm/hr

60.1mm/hr

プ場は、イ地区で 5 箇所、ロ地区で 2 箇所あり、降雨強度

ロ地区においては、各ポンプ場内に調整池が整備

流出係数0.55～0.70

0.45～0.80

ポンプ場5箇所2箇所調整池－2箇所されている。

- 67 -(t=60min)

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3.

排水区モデルの作成

3-1 流出解析モデルの選定

表-2 主要 3 モデルの構成及び選択

排水区モデルは、下水道台帳や既存水路に選択モデル
項目

Info Works ICM

MIKE URBAN

xpswmm

1.降雨損失ホートンモデルホートンモデルホートンモデル

モデルを用いて作成する。流出解析モデルは、 モデル

流出係数モデル

流出係数モデル「Info Works ICM」「MIKE URBAN」「xpswmm」

二重線形貯留法

時間面積法

非線形貯留法

非線形貯留法完全サンヴナン方式

完全サンヴナン方式

完全サンヴナン方式

二次元不定流モデル

二次元不定流モデル

二次元不定流モデル

係る設計資料、測量調査結果等より流出解析の 3 モデルが主要であるが、解析を行う上での基本的な概念は各モデル間に大差はないことから、本業務ではＡ市において過去に利活

2.地表面流出モデル

非線形貯留法

3.管内水理モデル
4.氾濫解析モデル

用実績のある「MIKE URBAN」を選択した。

出典：「流出解析モデル利活用マニュアル-2017 年 3 月-」P.9(加工)3-2 解析手法の選定
解析手法は、下水道と河川を一体として解析を行う「統合解析」、下水道のみをモデル化し、外水位は各吐口に個別に与える

統合解析【イ地区にて採用】

個別解析【ロ地区にて採用】

1つの流出解析モデルにより下水道と河川をモデル化し、同時に解析を行う。
または、2つの流出解析モデルにより下水道と河川を別々にモデル化し、同時に解析を行う。

基本的に下水道の解析のみを行う。必要に応じて河川水位（外水位）を吐口に設定する

下水道モデル「個別解析」に大別される。ここで、イ地区においては、市内を起点とした河川が複管きょ数存在し、海域へ注いでおり、吐口も多数管きょ存在している。このことから、イ地区は統河 川合解析を選択した。また、ロ地区において河川モデル

必要に応じて外水位を設定

は、下水道計画区域内に存在する吐き口がポンプ場のみであるため、個別解析による

出典：「流出解析モデル利活用マニュアル-2017 年 3 月-」P.129(加工)図-1 解析手法の選択手法を選択した。

河川は水路と見立ててモデル化

凡例
管渠モデル
二級河川

図-2 イ地区における管路モデル作成例- 68 -

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4.

キャリブレーション

4-1 キャリブレーション対象地点
排水区モデルの妥当性は、実績降雨でのシミュレーションによる計算値と浸水実績を照合し判断するが、イ地区においては、対象範囲が広く浸水実績箇所も数多く存在することから、全ての実績に対して計算値を整合させることは困難であった。
そこで、再現性の確認項目にポンプ場の稼働実績を追加し、計算値による稼働状況が概ね一致していればモデルが妥当であると判断することとした。
ロ地区においてもイ地区と同様、浸水実績及びポンプ場稼働実績を基にモデルの妥当性を判断することとした。
表-3 キャリブレーション対象地点
対象地区
イ地区

ロ地区

キャリブレーション対象地点

妥当性の判断基準

雨水ポンプ場稼働実績
浸水地点
雨水ポンプ場稼働実績

降雨時のポンプ場の稼働状況及び浸水地点が概ね一致していればモデルが妥当であると判断する。

浸水地点

4-2 パラメータ設定①

実績降雨
キャリブレーションに用いる降雨は、

表-4 キャリブレーション降雨

近年で浸水被害の生じた平成 27 年及び平成 29 年の降雨とした。また、イ地区及び降 雨
降雨年 対象区域

ロ地区の近隣の観測所は、直線距離で約8km 離れており、降雨量や降雨波形も観測H27所ごとに異なっていたため、各地区の降H29

雨は異なる観測所のデータを使用した。

②諸 元

総雨量

1時間最大 10分最大(mm)(mm/1時間) (mm/10分)

イ地区

1867315ロ地区

1616117

イ地区

358418ロ地区

370438

流出係数
イ地区においては、3 ケースで流出係数を調整し、下水道計画値を基準に“計画値+10％～20％”の範囲で各排水区一律に調整する。
また、ロ地区の流出係数は、20 年以上前に表-5 流出係数の設定キャリブ
レーション設定された数値であり、計画値が実態に即していない排水区が複数見受けられた。したが

イ地区

ロ地区

ケース1

計画値
(0.55～0.75)

計画値(0.45～0.80)

ケース2

計画値+10％(0.65～0.85)

現況の土地利用に基づく検討値(0.25～0.75)

ケース3

計画値+20％(0.75～0.95)―って、排水区ごとに「屋根（住居等）」「道路」「間地」の 3 工種に分割し、それらの面積率及び工種別流出係数から排水区の平均流出係数を算定した。

※()は流出係数設定値- 69 -

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4-2 キャリブレーション結果
ロ地区における実績降雨のシミュレーション結果の一例を下図に示す。
これは、平成 27 年度の実績降雨によるシミュレーション結果であり、異なる流出係数で浸水深に大きな差は見受けられなかったが、浸水範囲については、計画値に対して現況の土地利用を考慮した検討値の方がやや広範囲に渡り浸水が想定される結果となった。
また、下図の下段は、複数ある雨水ポンプ場のうち 1 機場の稼働実績とシミュレーシ
ョンによる計算値を比較したものであり、「流出係数【検討値】」の稼働開始時間が実績に近い結果となった。

流出係数【計画値】

流出係数【検討値】→採用

想定浸水深[m]

想定浸水深[m]0.05ｍ未満

0.05ｍ未満

0.05～0.1ｍ未満

0.05～0.1ｍ未満

0.1～0.2ｍ未満

0.1～0.2ｍ未満

0.2～0.45ｍ未満

0.2～0.45ｍ未満

0.45ｍ以上

0.45ｍ以上

44

3.5

3.52.5

計算値
No22計算値
No31.5

実績値
No11

実績値
No20.5

実績値
No3012:00

15:0018:00

21:00

3計算値
No12.5

計算値
No22計算値
No31.5

実績値
No1

Sポンプ場排水量[㎥/s]

計算値
No1

Sポンプ場排水量[㎥/s]

3実績値
No21

実績値
No30.50
12:00

0:00

15:00

※各実績値は稼働有無を示している（排水量ではない）
図-3 キャリブレーション結果の一例- 70 -

18:00

21:000:00

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5.

シミュレーション

5-1 シミュレーションにおける留意事項「内水ハザードマップ」及び「雨水出水

内水側

河川側

（河川水位に応じて背水の影響を受ける）（溢水状況は計算しない）

浸水想定区域図」では、下水道事業計画に位置付けている普通河川、水路等による浸水を対象とするものであり、河川溢水によ河川区間る浸水は対象としない。したがって、シミ：雨水ュレーションの検討では、河川からの溢水：動水勾配線状況は計算せず、背水による影響のみを下

図-4 河川溢水を考慮しない解析モデル水道施設へ与えることとした。

5-2 シミュレーション降雨
シミュレーション降雨は、「計画降雨」「既往の時表-6 シミュレーション降雨

間最大降雨（計画降雨の波形で既往最大降雨の時間降雨種別時間最大雨量イ地区ロ地区最大雨量まで引き延ばした降雨）」「既往最大降雨」

計画降雨65.5mm/hr

60.1mm/hr「想定最大規模降雨」の 4 降雨を対象とした。また、既往最大降雨の中央集中型

75.0mm/hr

68.0mm/hr

既往最大降雨75.0mm/hr

68.0mm/hr

想定最大規模降雨140mm/hr

147mm/hr

先に述べたとおり、イ地区及びロ地区は離れた位置にあるため、計画降雨以外の降雨についても地区ごとに異なっている。

5-3 シミュレーション結果（問題点の抽出）（上図）

シミュレーション結果は、雨水施設の整備目標である計画降雨においても複数の排水区にて浸水が想定された。主な浸水要因は、雨水管きょの能力不足であるが、能力不足が生想定浸水深[m]じる要因は、次の 2 点が考えられる。

0.05ｍ未満
0.05～0.1ｍ未満
0.1～0.2ｍ未満



雨水管きょ自体の能力不足



河川からの背水に起因した能力不足

0.2～0.45ｍ未満
0.45ｍ以上

特に雨水管きょ自体の能力不足は、既設排 （下図）
水施設を利用している水路があり、これらは計画降雨に対応した能力を有していないこと
や、図-5（下図）のとおり、施工状況（管底接合、道路勾配に対して管路勾配が逆勾配になっている等）に起因していると推察される。

：動水勾配線：地盤高線

図-5 溢水地点の水位縦断図- 71 -

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5-4 想定最大規模降雨による内水浸水想定区域図の作成
以下に想定最大規模降雨による内水浸水想定区域図の抜粋を示す。
浸水が想定される箇所は概ね田畑であるが、一部の箇所で道路冠水や宅地の浸水が想定される結果となった。

想定浸水深[m]0.05ｍ未満
0.05～0.1ｍ未満
0.1～0.2ｍ未満
0.2～0.45ｍ未満
0.45ｍ以上

図-6 想定最大規模降雨による内水浸水想定区域図（抜粋）6.

おわりに
Ａ市の今後の課題としては、国土交通省が令和 7 年度までの作成を求めている「雨水出水浸水想定区域図」の区域指定や浸水継続時間の検討が必要である。
また、下水道による浸水対策を実施すべき区域や優先順位等の基本的事項を定めた「雨水管理総合計画」の策定についても必要かつ重要であり、その際には、現在の計画降雨の妥当性についても考慮し検討することが望ましい。

- 72 -

図-7 Ａ市の浸水対策に係る課題