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中小河川の氾濫予測システム①

6時間先の「広域氾濫予測」が、水害時の避難行動を劇的に変える

三井共同建設コンサルタント株式会社
河川・砂防事業部 水文・水理解析部 部長 近者 敦彦
[提供] 三井共同建設コンサルタント株式会社 / NEC(日本電気株式会社)

※下記は自治体通信 Vol.29(2021年4月号)から抜粋し、記事は取材時のものです。


毎年のように全国各地で発生する大規模水害。特に昨今は、局地的な集中豪雨が頻発しており、自治体が管轄する中小河川における氾濫リスクが高まっている。そうしたなか、新たな「氾濫予測システム」が開発され、それを兵庫県がいち早く導入したことに、一部で注目が集まっている。このシステムは、自治体の水害対策をいかに変えるのか。開発元のひとつである三井共同建設コンサルタントの近者氏に、システムの詳細を含めて聞いた。

三井共同建設コンサルタント株式会社
河川・砂防事業部 水文・水理解析部 部長
近者 敦彦こんじゃ あつひこ

降雨から氾濫までを、一体で解析するRRIモデル

―水害対策をめぐり、現在自治体が抱えている課題はなんですか。

 近年の大規模水害の頻発を受け、国土交通省が管轄する大規模河川では、各種観測機器や予測技術の導入が進んできました。それに対し、自治体が管轄する中小河川はその数も多く、対策に割ける予算や人員も限られるなかで、すべての河川を対象とする以上、打てる対策には限界がありました。

 そのうえ、中小河川では急激な水位上昇が発生しますので降雨から氾濫までの時間が短く、情報を集めて避難指示を発令した段階では、すでに氾濫が起こっているというケースも珍しくはありません。

―自治体においては、どのような対策が必要になるのでしょう。

 中小河川の水害対策で重要なのは、一刻も早く正確な情報を入手すること。河川の氾濫をあらかじめ正確に予測できれば、効果的な対策が打てるでしょう。しかも、近年は被害が広域におよぶケースが多く、その予測も同様に広域に行えるものでなければなりません。こうした課題に対応するために、土木研究所が開発したRRI(降雨・流出・氾濫)モデルを用いた「氾濫予測システム」を開発しました。

―どのようなシステムですか。

 このシステムは、リアルタイムの降雨データや予測降雨をもとに、河川水位や氾濫を予測するもので、「浸水深」「河川水深」「河川流量」の画像や数値データを配信できます。まず解析時間は、6時間先まで予測しています。中小河川では、降雨後すぐに河川水位が上昇するため、従来の予測ではすでに氾濫後の状況となってしまっていました。このデータは10分単位で更新されていき、つねにリアルタイムの予測情報を手にすることができます。

 また、河道流量から洪水氾濫までを一体で解析できるようになったのは、RRIモデルのもっとも画期的な点です。


すでに兵庫県で導入され、県内全域の避難計画に活用

―詳しく教えてください。

 広域の氾濫予測モデルは、京都大学の佐山敬洋准教授と研究を進めてきたものです。従来の予測技術では、降雨から河川への流出量を解析する「流出解析」と、流出量から氾濫を解析する「氾濫解析」は別々に行われていました。そのため、実際に起きる「上流での氾濫による河道流量の低減」や「氾濫水の河道への戻り」といった、「流出」と「氾濫」にはたらく相互の影響を反映することはできませんでした。

 RRIモデルでは、流域スケールで流出と氾濫を一体で解析。実際に起こりえる降雨から流出、氾濫への相互作用も詳細に反映させたうえ、100m×120mのメッシュサイズで氾濫予測を高精度に、しかも広域にわたって提供できるようになったのです。

―なぜ、そういった詳細な分析が可能になったのでしょう。

 膨大な計算量を処理する必要があるRRIモデルは、共同開発パートナーであるNECのスーパーコンピュータ技術があって初めて実用化することができたと言えます。NECには、並列化処理による演算の高速化やプログラムの最適化で大きく貢献いただきました。実用化されたこのシステムは、すでに兵庫県で導入され、県内全域の各市町で水防活動支援として活用されていますが、ここではわずか10分間隔での情報更新が実現されているのも、NECの技術力に負うところが大きいです。

 このシステムは、構築モデル次第で予測精度を高めていくことも可能です。今後は、兵庫県をはじめ導入自治体の声を反映させながら精度向上にくわえ、使い勝手の良さも追求し、自治体の水害対策に貢献していきます。

近者 敦彦 (こんじゃ あつひこ) プロフィール
昭和49年、兵庫県生まれ。平成9年、三井共同建設コンサルタント株式会社に入社。河川計画部門の技術者として業務に従事。平成26年より現職。
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