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進化する流出解析モデルを活用

 近年、計画を超える局所的、集中的な降雨、いわゆる「ゲリラ豪雨」が頻発しており、下水道が整備されていても、たびたび浸水被害が発生しています。

 流出解析モデルは、実績降雨や計画降雨に対して、雨水の流出状況や浸水状況のシミュレーションを行うもので、これまでも浸水対策計画として、ハード面とあわせ、ソフト面での計画でも広く使われており、特に施設計画の規模を超える降雨に対して大きな成果をあげています。

 東京設計事務所では、流出解析モデルを用い、数多くの浸水対策を計画してきました。そのノウハウを活かして、最近ではより高度な活用に取り組むようになっています。


1.きめ細かい地形情報によりピンポイントで浸水状況を予測

 近年の浸水は、局所的に発生することが多いため、管路内だけではなく、道路など地表面の水の流れを解析することが必要になっています。

 東京設計事務所では、管路網モデルと地表面モデルの複合モデルを考案し、解析を行ってきましたが、現在では地域を2〜5m程度のメッシュに細かく分割して、地表面の流れを解析することが可能となりました。

 このような、きめ細かい地形情報を用いた解析により、どの地点で、どの程度の量を貯留したりバイパスしたりすればよいかが分かるなど、より緻密な結果が得られるので、費用対効果の高い下水道浸水対策計画が立案できます。


    

地形情報に浸水予測範囲を表示する

地形情報に浸水範囲を表示する

2.河川と下水道を一体的に解析(洪水、ハザードマップ)

 浸水被害を防止するためには、住民が素早く避難できるような情報として、洪水ハザードマップ(河川の氾濫による浸水区域を表示した図面)や内水ハザードマップ(排水能力の不足による浸水区域を表示した図面)が重要となっています。

 東京設計事務所では、これまで内水ハザードマップの作成など、主として内水側の流出解析を中心に行ってきましたが、最近では、河川と下水道を一体で解析し、刻々と変化する河川の水位状況と雨水排水量など内水の状況とを同時に解析することも行っています。これまでは、河川との境界条件を計画高水位とするなどの方法が一般的でしたが、最近の流出解析では時間的な水位変動も考慮し、下水道と河川のピークのずれを反映できることから、より現実に即した対策の立案が可能です。

 また、津波や高潮の影響があった場合のシミュレーションを行うことも可能であり、下水道だけでなく、海域や河川などの放流先からの影響も考慮した下水道浸水対策計画の立案が可能となっています。



3.雨量や水位などのリアルタイムのデータを用いた浸水予測

 この技術は、雨量情報などをリアルタイムで取り込んで、流出解析モデルで解析する技術です。これによって、任意の地点の雨水流出量や管渠内水位、浸水状況などをリアルタイムで時々刻々に予測することが可能です。

 また、リアルタイムの解析結果をウェブ配信することで、防災情報として役立てたり、浸水に対する迅速な対応を図ったりすることも可能です。


    

降雨データをもとに浸水を予測する

降雨データをもとに浸水を予測する

 特に最近頻発する「下水道計画で想定している降雨規模を超過する降雨」に対して、この技術は今後の下水道浸水対策計画の策定のために有用と評価されています。



4.これからの下水道浸水対策計画はいかにあるべきか

 これからの下水道浸水対策計画は、費用対効果、河川(海域)と下水道の一体的な解析評価、超過降雨時の対応、という視点からの検討が必要となっています。私たちは、流出モデルについてのノウハウや実績をもっています。ご不明な点がありましたら、お気軽にご連絡ください。


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