JP2004197554A - リアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム - Google Patents

Abstract

【課題】従来のハザードマップは、紙地図上に情報を記したものであるため、実際の洪水が、水位、雨量などの影響で時々刻々と変化することから、従来の固定情報では対応できない。
【解決手段】河川情報データベース１と、氾濫原データベース２と、流出解析手段３と、河道水位予測手段３ａと、破堤点流入量計算手段４と、氾濫解析手段５と、フィードバック補正手段６と、シミュレーション表示手段７と、地図情報、住所・ランドマーク情報、雨に関する河川情報及び洪水ハザードマップ関連情報を配信サーバより自動的に発信させるデータ配信手段８とを組み合わせて、インターネット、パソコン通信、ネットワークが利用できるプラットフォーム９に自動的に配信せしめる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、雨量、水位等の河川情報（例えば、雨量レーダ、テレメータなどの観測データ、水位予測データや浸水深、浸水範囲、破堤幅等の情報）に基づいて、任意河川の破堤点を想定破堤点として指定してリアルタイムに氾濫解析を行い、また、数時間若しくは数日間先までの予測を行うことにより常に最新の予測結果を提供し、住民等の避難誘導や防災活動の効率運用を行い、延いては、防災関係者の教育・訓練を行い、水害による人的、物的被害を最小限にくい止めるのに役立つ有用なリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムに関する。

平成１３年６月に水防法が改正され、河川管理者である国や都道府県は、管理する河川について浸水想定区域を指定し、これを受けて市町村は、地域防災計画において洪水予報の伝達方法や避難情報などを定めると共に、住民に対してこれらの情報を公表することになっている。この公表の手段として現在、洪水ハザードマップの作成が進められている。

この洪水ハザードマップは、住民に対して水害による被害を軽減できるように水害に対する各種情報を分かり易いスタイルで公表し、自分の住んでいる地域の水害危険度を認識してもらい、延いては自主的な防災活動を促すことにより、洪水による被害を最小限に食い止めることを目的として活用されている。

従来、斯かる洪水ハザードマップは、紙に印刷された静的なアナログ図面であり、また、浸水想定区域について当該河川の基本高水流量の算定に用いられた計画雨量を前提に氾濫シミュレーションを行うことができる河川地図データとして必要な情報が記載されている（例えば、特許文献１参照）。

この洪水ハザードマップの情報は、平常時に住民が活用することにより、浸水想定区域や避難場所を掲載し、いざという時に役立つ情報や水害に関する様々な事柄、例えば、１／１０，０００の地形図の上に、(ａ)ランク別浸水情報、(ｂ)避難施設情報、(ｃ)避難区域情報、(ｄ)危険箇所情報、(ｅ)避難基準、(ｆ)情報伝達経路、(ｇ)避難の心得、(ｈ)洪水到達時間、(ｉ)気象情報などに関する情報が掲載されている。
特開平１０−３７１５０号公報

しかしながら、上述した従来の洪水ハザードマップにあっては、紙地図上に情報を記したものであるため、危険地域や避難ルートの大要は判るものの、実際の洪水が、水位、雨量などの影響で、時々刻々と変化することから、従来の固定情報では対応できず、住民個々の情報も十分に反映していない等の問題を有する。

換言すれば、従来の洪水ハザードマップは、手作業で上述した(ａ)〜(ｄ)の情報を紙地図上に整理し、余白に(ｅ)〜(ｉ)の付属情報を掲載しなければならないといった手間を有し、また、このような紙地図上では情報が固定されてしまうため、実際の洪水にあたっては時々刻々と変化する実際の洪水・氾濫に対応することができないなどの問題があり、その作成及び普及にも多々な課題がある。

また、洪水ハザードマップの作成を進める過程及び近年の災害の教訓として、的確な水災情報の伝達、住民の円滑かつ迅速な避難の確保等、水災による被害の軽減を図るために以下に示す様々な課題が指摘されている。

例えば、(ａ)中小河川の氾濫計算（浸水情報）の簡略化、(ｂ)内水氾濫の取り組み、(ｃ)洪水氾濫以外の災害情報の取り組み、(ｄ)地下街や災害弱者等のマークの統一、(ｅ)正確な浸水実績調査の実施、(ｆ)市町村地域防災計画の整合性、(ｇ)遠距離避難場所の解消、(ｈ)避難場所の適切な運営と整備の充実、(ｉ)自動車利用の避難、(ｊ)避難基準の明確化、(ｋ)避難路の明確化と安全性の確保、(ｌ)災害時の応援態勢の充実、(ｍ)防災（洪水）情報の伝達手段、(ｎ)洪水ハザードマップ等の周知、(ｏ)災害弱者の避難支援、(ｐ)住民に分かり易い表現方法、(ｑ)電子化の活用などが挙げられる。

更に、本出願人が先に出願した特願２００１−３６８６７９号にあっては、河川の水防上の重要箇所や破堤の可能性が高い箇所等の代表点を選んで、氾濫解析を行っているが、当該箇所で破堤した場合の対処は事前準備が可能であり、万一の場合も問題なく対処できるものの、それ以外の箇所で破堤した想定外の場合は、準備不足から対処が遅れ、人的、物的被害を最小限に留めることができないものである。

また、破堤箇所によって浸水状況が大きく変わる場合などにおいて、未だに破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域表示手段がなく、実際に洪水ハザードマップの検討業務の中でこの破堤点毎の浸水想定区域を見たいという要望が増えている。

しかも、この破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域表示手段がないために、破堤点毎、時系列毎の出力図をそれぞれ用意しなければならず、かなりの枚数になるため、出力図の取り扱いにも大変苦慮しなければならない。

本発明はこのような従来の問題点及び要望に鑑みてなされたもので、河川の任意破堤点を入力した際、現時点での河川情報を利用して、リアルタイムに氾濫解析及び河道水位予測の計算をし、動的に破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を表示することができ、また、その結果を地図上やグラフ、帳票形式に表示処理を行うことで、危険地域、安全に避難可能なルートを抽出し、当該地域の住民に警告・連絡を行い、延いては、当該地域の住民の避難誘導や危険箇所への効率的な防災活動を支援することができる有用なリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムを提供することを目的としたものである。

上述の如き従来の問題点を解決し、所期の目的を達成するため本発明の要旨とする構成は、河道データ、水文データ、気象データ等の河川情報に関するデータベースと、氾濫原に関するデータを取得する氾濫原データベースと、河川に流入する流量を予測する流出解析手段と、河川の基準地点や任意地点の水位を予測する河道水位予測手段と、破堤点の流入量を計算する破堤点流入量計算手段と、雨量データやテレメータなどの観測データや水位予測データを用いて任意の破堤点の氾濫解析をリアルタイムに行う氾濫解析手段と、浸水深、浸水範囲、破堤幅等の観測データを氾濫解析の初期値にフィードバックして正確なる氾濫解析結果に補正するフィードバック補正手段と、氾濫流を動的に表示するシミュレーション表示手段との全て又は何れかを選択又は組み合わせてなるリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムシステムに存する。

また、河川情報データベースは、ネットワーク上で河道データを取得する河道データ取得手段と、ネットワーク上で現況及び河道流量や水位等の計算や降雨等の予測に関する水文データを取得する水文データ取得手段とを有するのが良い。

更に、氾濫原データベースは、ネットワーク上で氾濫原に関するデータを取得する氾濫原データ取得手段を有するのが良い。

また、流出解析手段は、上流域平均雨量の予測値又は実測値或いは任意に設定した雨量の値を指標に河川に流入する流量を計算する河川流入量計算機能を有するのが良い。

更に、河道水位予測手段は、河川に流入する流量を指標に基準地点の水位を計算する基準地点水位計算機能と、基準地点水位を指標に計算する任意地点水位計算機能とを有するのが良い。

また、破堤点流入量計算手段は、川幅を指標に計算する破堤幅計算機能と、破堤点への洪水の流入角、堤内地盤高、外水位、破堤敷高を考慮して流入量、河道への戻量を計算する流入量計算機能とを有するのが良い。

更に、氾濫解析手段は、河道及び氾濫源に関するデータを河川情報データベース及び氾濫原データベースを用いて、リアルタイムな氾濫予測を行うのが良い。

また、氾濫解析手段は、破堤が起きる以前において内水による浸水区域を予測する浸水想定区域計算機能を有するのが良い。

更に、破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を動的に表示する浸水想定区域動的表示手段を有するのが良い。

また、浸水想定区域動的表示手段は、地盤高メッシュデータ、計算メッシュの平均地盤高、連続盛土構造物などのモデル化情報、各計算メッシュの計算条件データ、氾濫想定地点箇所、各計算メッシュの計算浸水位などの氾濫計算結果のデータを利用して破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を動的に表示するのが良い。

更に、フィードバック補正手段は、現地からの情報を基に計算する現地情報フィードバック機能と、浸水センサーによる浸水深から計算する水深フィードバック機能と、人工衛星等の観測データによる氾濫面積から計算する氾濫面積フィードバック機能と、内水ポンプの排出量から計算する内水排水量フィードバック機能とを有するのが良い。

また、フィードバック補正手段は、破堤時において刻々と変化する各種の観測情報を氾濫予測計算の初期値としてフィードバックし、氾濫解析を高精度に行うのが良い。

更に、シミュレーション表示手段は、氾濫流の情報を動的に表示する動的情報表示機能を有するのが良い。

また、シミュレーション表示手段は、氾濫の予測結果をアニメーション化して動的に表示するアニメーション機能を有するのが良い。

更に、シミュレーション表示手段は、氾濫予測結果のデータを加工処理し、氾濫原の任意地点或いは任意経路における浸水位、浸水深、流速などを時系列的に、かつ、動的に表示する浸水情報表示機能を有するのが良い。

また、シミュレーション表示手段は、氾濫予測結果のデータを加工処理し、氾濫原の任意地点或いは避難所における危険度、氾濫の到達時間、避難開始時間などを表示する避難情報表示機能を有するのが良い。

更に、シミュレーション表示手段は、河川管理者、防災関係者が災害時にどのように対応すべきかを教育・訓練する危機管理演習機能を有するのが良い。

また、好ましくは、シミュレーション表示手段に、氾濫予測結果のデータを基に現実の状況・場面を想定して避難所までの安全でかつ最短のルートを表示せしめる避難行動シミュレーション機能を有するのが良い。

更に、トレンチ法にて内水氾濫の解析を行う内水氾濫解析機能の他、ポンプ施設等の内水排除施設が存在するメッシュ内の浸水ボリュームと内水排除施設の排水能力及び／又は調整池の集水面積とを比較して排水量を計算し、洪水時における内水排除施設・調整池の排水能力・効果を検証する内水排除施設・調整池の効果検証機能を有するのが良い。

また、地下空間に流入する氾濫水量及び地下空間の主要部に設置した浸水センサの観測値から浸水位の分布を求めて地下内の浸水位・浸水範囲等の予測や情報表示を行う地下街への浸水解析・状況表示機能を有するのが良い。

更に好ましくは、ネットワーク上で過去の災害履歴、類似災害を検索することができるデータベースから、災害の予測等に関する災害情報データ取得手段を有するのが良い。

また、得られた浸水位、浸水範囲、避難情報等の予測結果をネットワークを介して必要な箇所に画像信号として情報配信や警報を発報する避難行動支援画像伝達機能を有するのが良い。

本発明は上述のように構成され、河川の任意破堤点を入力するだけで、現時点での河川情報を利用したリアルタイムな氾濫解析及び河道水位予測の計算ができ、動的に破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を表示することができるといった効果を奏するものであり、河川の水防上の重要箇所や破堤の可能性が高い箇所の代表点を選んで行う氾濫解析の他、それ以外の箇所で破堤した場合（想定外の場合）でも円滑に対処できる。

また、その結果を地図上やグラフ、帳票形式に表示処理を行うことで、危険地域、安全に避難可能なルートを抽出し、当該地域の住民に警告・連絡を行い、当該地域の住民の避難誘導や危険箇所への効率的な防災活動を支援することができるといった効果をも兼備している。

換言すれば、(ａ)氾濫流の予測を踏まえ防災対応に関して防災関係者の迅速かつ的確な判断を支援することができ（効果的な防災対策の支援）、(ｂ)住民にも直接情報提供ができる環境が整えば、避難行動などに関して住民自らの判断を支援できる。また、(ｃ)危機管理演習時の実践的なシナリオとして活用できる他、(ｄ)防災関係者の学習ツールとして活用することができるため、平常時にはいくつかの想定したハイドログラフを選択し、氾濫シミュレーションをゲーム感覚で学習を行うことにより、氾濫の状況を常識化し、いざという時の防災対応能力を高めることができる。

更に、雨量等の河川情報が入り次第、そのまま流出、氾濫、避難までを一連下で扱い、多様な洪水氾濫状況に可能な限り近い情報をいち早くかつ正確に提供できるため、従来の如き紙地図上の洪水ハザードマップとは異なり情報が固定されることなく、時々刻々と変化する実際の洪水・氾濫に対応することができ、延いては、多様な洪水氾濫状況下に的確かつリアルタイムに情報を配信して、水害による人命等の被害を最小限に止めるのに役立つといった効果を奏する。

しかも、携帯電話、ＰＨＳ、携帯情報端末、カーナビ及び固定端末のプラットフォームを利用して、いつでも洪水ハザードマップを呼び出せると共に、浸水等の河川情報を提供し、安全かつ適切に避難できるように避難場所までのルートを案内できるのみならず、水系一貫の下で河川管理が行われるため、流域に降った雨量等から河川への流出、水位の動向、また、内・外水氾濫の可能性の目安を予見することができるといった効果を奏する。

また、危険性のある地域に存在する携帯端末などに災害の危険性を強制的に知らせ、最寄りの避難場所と避難経路を示したり、或いは災害直前に住民が危険を認識していない場合、強制的に防災・河川情報を配信して危険を迅速かつ正確に認識させることができる。

更に、市町村に対しての適切な大きさの単位流域に着目して時間雨量、累加雨量、水位などの河川情報を合わせて配信できるため、防災担当者のみならず、一般国民にとっても、自分の関係範囲、自分が必要なものが分かる（ワン・ツウ・ワン）と共に、水害の危険性を降雨などから予見、解釈できるなど、極めて効果的である。

しかも、防災担当者などが時々刻々と変わる雨量、水位などの河川情報から的確なる水防活動を行うために必要な系統だった情報、画面の集合的情報を配信できること、換言すれば、水害の危険性を判断するのに適切な論理、シナリオ性を有し、（できるだけ短い）一定の更新周期で自動変遷していく情報をリアルタイムに配信できるため、災害対策上、極めて効率的かつ効果的である。

また、シミュレーション表示手段は、氾濫予測結果のデータを基に現実の状況・場面を想定して避難所までの安全でかつ最短のルートを表示せしめる避難行動シミュレーション機能を有することによって、避難が必要かどうか、何時までに避難を始めたら良いか、避難に成功したか否かなど、避難行動に必要なシミュレーションを行えるため、防災関係機関の対応能力が向上し、より適切なタイミングでの避難指示が行われ、当該河川流域住民が安全に避難できる結果、人命の損失や負傷者の発生を低減すると共に、財産上の被害も最小限化できるといった効果を奏する。

更に、氾濫解析手段と同時に内水氾濫の解析を行う内水氾濫解析機能を有することによって、外水氾濫はもちろん、外水氾濫に至る前の内水氾濫も解析できるため、当該河川流域の氾濫予測・被害想定を精密に行うことや適切な避難誘導指示が可能になるといった効果を奏するものである。

また、ポンプ施設等の内水排除施設が存在するメッシュ内の浸水ボリュームと内水排除施設の排水能力及び／又は調整池の集水面積とを比較して排水量を計算し、洪水時における内水排除施設・調整池の排水能力・効果を検証する内水排除施設・調整池の効果検証機能を有することによって、地域の地形特性や気象特性を反映したきめ細かな防災計画の策定が可能となり、適切な内水排除施設の運用検討が行えるため、内水氾濫被害を低減できるといった効果を奏する。

更に、地下空間に流入する氾濫水量及び地下空間の主要部に設置した浸水センサの観測値から浸水位の分布を求めて地下内の浸水位・浸水範囲等の予測や情報表示を行う地下街への浸水解析・状況表示機能を有することによって、時間の経過と共に変化する地下街の浸水状況を把握することができるため、地下街利用者が安全に避難できるといった効果を奏する。

また、好ましくは、ネットワーク上で過去の災害履歴、類似災害を検索することができるデータベースから、災害の予測等に関する災害情報データ取得手段を有することによって、いつでも必要に応じて過去の災害状況や災害の現状を取得できるので、シミュレーション結果と合わせることにより、今後どのような被害が生ずるのかの予測が精密に行えるといった効果を奏する。

更に、得られた浸水位、浸水範囲、避難情報等の予測結果をネットワークを介して必要な箇所に画像信号として情報配信や警報を発報する避難行動支援画像伝達機能を有することによって、防災関係者はもちろん、地域住民や観光客等に危機迫る浸水状況や避難ルートなどを明確に伝えることができるといった効果を奏するものである。

このように本発明は、時間雨量、累加雨量、水位などの河川情報に基づいたリアルタイムな洪水ハザードマップを配信し、そのまま流出、氾濫、避難までを一連下で扱い、多様な洪水氾濫状況に可能な限り近い情報をいち早くかつ正確に提供できるのみならず、任意河川の想定破堤点を指定するだけで、リアルタイムに氾濫解析を行い、動的な破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を表示することができ、また、数時間先までの予測を行えることにより常に最新の予測結果を提供できることで住民等の避難誘導や防災活動の効率運用を行い、更には防災関係者の教育・訓練を行い、水害による人的、物的被害を最小限に食い止めるのに役立つなど、本発明を実施することはその実益的価値が甚だ大である。

河道データ、水文データ、気象データ等の河川情報に関するデータベースと、氾濫原に関するデータを取得する氾濫原データベースと、過去の災害履歴や類似災害を検索できるデータベースと、河川に流入する流量を予測する流出解析手段と、河川の基準地点や任意地点の水位を予測する河道水位予測手段と、破堤点の流入量を計算する破堤点流入量計算手段と、雨量データやテレメータなどの観測データや水位予測データを用いて任意の破堤点の氾濫解析をリアルタイムに行う氾濫解析手段と、氾濫解析と同時に内水氾濫の解析を行う内水氾濫解析手段と、浸水深、浸水範囲、破堤幅等の観測データを氾濫解析の初期値にフィードバックして正確なる氾濫解析結果に補正するフィードバック補正手段と、地下空間に流入する氾濫水量及び地下空間の主要部に設置した浸水センサの観測値から地下空間の浸水位・浸水範囲等を解析・表示する手段と、氾濫流を動的に表示するシミュレーション表示手段とを備え、延いては、シミュレーション表示手段が、氾濫予測結果のデータを基に現実の状況・場面を想定して避難所までの安全でかつ最短のルートを表示せしめる避難行動シミュレーション機能を備え、さらに浸水位、浸水範囲、避難情報等とネットワークを介して必要な箇所に画像信号として情報配信や警報を発報する避難行動支援画像伝達機能を有するのが良い。

次に、本発明の実施の一例を図面を参照しながら説明する。図中Ａは、本発明に係るリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム（以下、単に「動く洪水ハザードマップシステム」という）であり、この動く洪水ハザードマップシステムＡは、図１に示すように、河川情報に関するデータベース（以下、単に河川情報データベースという）１と、氾濫原データベース２と、流出解析手段３と、河道水位予測手段３ａと、破堤点流入量計算手段４と、氾濫解析手段５と、フィードバック補正手段６と、シミュレーション表示手段７と、地図情報、住所・ランドマーク情報、雨に関する河川情報及び洪水ハザードマップ関連情報を配信サーバより自動的に発信させるデータ配信手段８とを組み合わせて、インターネット、パソコン通信、ネットワークが利用できるプラットフォーム９に自動的に配信される。

河川情報データベース１は、ＧｉＳ（地理情報システム：Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）による地図データの整備に対応しており、ネットワーク上で河道データを取得する(ａ)河道データ取得手段と(ｂ)水文データ取得手段とを有し、河道水位の計算や横断図の表示に必要となる河川諸元データを整備するものである。

河道データとしては、例えば、２００ｍ間隔の(ａ)河道横断データ、堤防高等を示す(ｂ)河道縦断データ、計画高水位、危険水位等の(ｃ)設定水位データがあり、ＨＱ曲線式で示すことができる。また、任意地点の縦横断・設定水位データもＨＱ曲線式で示すことができる。

(ｂ)水文データ取得手段は、水情報国土基本方針に基づくデータ管理センターの整備に対応し、ネットワーク上で現況及び河道流量や水位等の計算や降雨等の予測に関する水文データを取得するものである。

因に、ＧｉＳ（地理情報システム）データは、河川基盤地図データ、河川基幹データベース、河川環境情報地図データ、流域地盤環境データを備えると共に、空間データベース、空間解析ツール及びマッピングツールという３つの機能を持ち、「位置要素」をキーとしてあらゆる地図の情報を統合することができる。

また、位置的に関連付けることにより、空間データベースに統合された情報は、例えば、消防署から５分以内で消防車が到達可能な地域や、河川流域における避難経路を解析して得ることができるため、氾濫シミュレーション結果を、数値ハザードマップにリアルタイムに表示して利用することができる。

このように、ＧｉＳデータは、空間データ＋属性データという２種の情報を有し、かつ関連付けして管理することにより、例えば、河川の図形データと河川名・河川流域名を併せて管理することができる。

斯かる河川ＧｉＳデータを利用することにより、住居並びに地下施設等が記載されている要避難地域、及び／又は経路並びに避難施設等が記載された避難関係地図を氾濫シミュレーション結果に重ねて表示することができる。

一方、氾濫原データベース２は、国土空間データ基盤の整備に対応しており、ネットワーク上で氾濫原に関するデータを取得する(ａ)氾濫原データ取得手段を有する。斯かる氾濫原データ取得手段は、得られた土地情報から浸水深を計算すると共に、避難路の算出に用いる。具体的には、氾濫解析に必要となる氾濫原の標高や土地利用のデータ、また、避難計画の検討に必要な避難場所の位置や属性データを整備するものである。

流出解析手段３は、上流域平均雨量の予測値又は実測値或いは任意に設定した雨量の値を指標に河川に流入する流量を計算する河川流入量計算機能を備える。

この河川流入量計算機能は、例えば、作成した流域界とレーダ雨量とを組み合わせて流域内に降った平均雨量及び／又は雨域の移動解析により今後降ると計算される平均雨量を算出するものである。具体的には、流域内に位置するレーダ雨量計の観測単位（１ｋｍ×１ｋｍの面）の雨量数値（ｍｍ／時間）を加算することにより、流域内の平均雨量を算出することができるものであり、これにより市町村ユーザに必要な流域の雨量データ（基本データ）をピンポイントで得ることができる。

また、この河川流入量計算機能の正確を期すため、レーダ雨量補正システムからの雨量データ（以下、単に補正レーダ雨量データという）をリアルタイムに取得しながら流域内の平均雨量数値を算出できるようにプログラムしても良い。

ここにレーダ雨量補正システムとは、キャリブレーション手段によって雨量強度に応じてテレメータ（テレメータ観測所の数）を適宜変化させながらレーダ雨量データの補正を行うものである。

具体的には、レーダ観測局、テレメータ、水位、雨量観測局等の雨量観測手段からのレーダ雨量データに基づいて、雨量強度に応じて計算に用いるテレメータ観測所の数を適宜変化させて雨量データの補正を行うダイナミックウインドウ法によるキャリブレーション手段を用い、該キャリブレーション手段により計算した補正レーダ雨量データを他のシステムに配信するデータ配信手段とを組み合わせてプログラムするのが良い。

尚、生成された補正レーダ雨量データは、データ配信手段８により前記観測手段に返送したり、インターネットや携帯電話網等の通信ネットワークやＧＰＳを介して接続されるパソコン、携帯電話機、カーナビゲーション、情報家電、携帯情報端末（モバイル端末）等のプラットフォームへリアルタイムに配信される。

しかも、斯かるレーダ雨量補正システムとの組み合わせによって、テレメータ及びレーダ雨量計で測定した雨量に基づき、降雨の強さに応じて補正された正確なレーダ雨量データを基に流域内の平均雨量を算出できるものであり、レーダ雨量実況値、累加雨量値、雨域移動解析による予測雨量値の他、レーダ雨量を用いた洪水予測システムにも活用できることは云うまでもない。

一方、河道水位予測手段３ａは、流出解析と河道不定流の二つのモデルからなり、過去における主要洪水の降雨や基本高水流量の算定に用いられた計画降雨など、任意に設定された降雨により流出解析計算を行う。これにより求められた流出量を用いて河道内は不定流計算により水位を計算するものである。

具体的には、(ａ)基準地点水位計算機能と(ｂ)任意地点水位計算機能とを有する。(ａ)基準地点水位計算機能は、上流域平均雨量の予測値を指標に水位を計算し、予測時間以降は複数の想定パターンから選択するものであり、(ｂ)任意地点水位計算機能は、基準地点水位を指標に水位を計算する。

また、斯かる河道水位予測手段３ａでは、降雨情報の表示をすることができる。この降雨情報の表示は、指定地点又は近傍地点の降雨の時系列データの表示であり、同一画面又は画面を切り換えて表示することができる（平面の降水量図で時間変化を含む）。

更に、外水位の表示としては、(ａ)広域図（対象地域の流域図に多少の情報を付加、観測所、橋、国道、町の名称等）は水系全体俯瞰図或いは平面図が良い。(ｂ)指定した地点のハイドログラフを表示する。破堤点とは限らず、また、指定した地点がない時には近傍を示すものである。(ｃ)水位縦断図（時間変化を含む）は一定の区間。指定した地点から別の指定した地点。

また、内水位の表示（氾濫範囲、浸水位、浸水深図の表示）としては、破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域表示手段を備え、動的に表現する（以下、単に、浸水想定区域動的表示手段という）。

この浸水想定区域動的表示手段は、(ａ)地盤高メッシュデータ（５０ｍメッシュの標高データ等）、(ｂ)計算メッシュの平均地盤高、(ｃ)連続盛土構造物などのモデル化情報、(ｄ)各計算メッシュの計算条件データ（粗度係数等）、(ｅ)氾濫想定地点箇所、(ｆ)各計算メッシュの計算浸水位などの氾濫計算結果のデータを利用して、破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を動的に表示するものである。

破堤点流入量計算手段４は、破堤地点から氾濫原に流入する流量を計算するもので、破堤地点の河道水位、氾濫原の水位、破堤幅から横越流公式を用いて計算する。尚、破堤幅やその広がり方は土木研究所のマニュアルに基づいている。

例えば、この破堤点流入量計算手段４は、(ａ)破堤幅計算機能と(ｂ)流入量計算機能とを有しており、(ａ)破堤幅計算機能は、初期破堤幅、最終破堤幅について土木研究所等の所定マニュアルを検証し川幅を指標に計算するものであり、具体的には、流出量算出に必要な破堤幅を計算する。(ｂ)流入量計算機能は、破堤点への洪水の流入角、堤内地盤高、外水位、破堤敷高を考慮して流入量を計算するものである。

想定破堤点の表示は、(ａ)任意の地点についてユーザにより指定されるものであり、指定した破堤点については強調表示するのが良く、指定された地点を画面の指定位置に表示し、デフォルトでは画面の中心に来るようにしておくのが良い。

また、(ｂ)破堤後の経過時間を指定することができ、浸水想定区域データの保存状況（１０分毎、１時間毎等、最少指定単位）に応じて表示され、警戒時間をスライダーバー等で指定する。データ上の最大経過時間も指定可能。

更に、(ｃ)指定経過時間までの連続表示（疑似アニメーション機能）も可能であり、例えば、「連続表示」ボタンをクリックすることにより、コマ送り（疑似アニメーション）で浸水状況を表示することもできる。

その際、重ね書きし、先に表示した情報が消えないようにするのが良く、また、コマ送りスピードは調整可能であり、再度「連続表示」ボタンをクリックすると、表示されている浸水区域がクリアされ、表示し直すことができる。

また、「指定時間表示」ボタンをクリックすると、指定された経過時間の状態を表示する。尚、破堤点が指定されるまではボタンはクリックできないよう設定されている。

更に、(ｄ)避難場所が浸水想定区域内に入った時点での強調表示機能を有しており、浸水区域を表示中、避難場所が浸水想定区域内に入った時点で、強調表示される。

また、(ｅ)浸水深のランク別表示色変更機能を有しており、凡例をダブルクリックすることにより、ランク別浸水深の表示色をカラーパレットから変更することができる。

更に、(ｆ)浸水深のランク分け変更機能を有しており、凡例をダブルクリックすることにより、浸水深のランク分けを変更することができる（例：０ｍ〜１ｍを赤→０ｍ〜２ｍを赤に変更）。

尚、設定に矛盾がある場合（設定範囲のダブリ、未設定の範囲がある等）は、警告が出て再設定ができる。表示は全域でも、避難対象を浸水域全域とするのか、５０ｃｍ以深とするのか等の指定が可能である。

また、(ｇ)任意地点の水位断面表示機能を有しており、例えば、堤内地において、利用者が複数の地点を指定とすると、それに合わせて、地下断面図、浸水深が示される。

更に、(ｈ)画面上に描かれた複数の情報をドラッグでその部分を画面内の任意の位置に動かすことができる。この操作は、デスクトップで複数のウインドウを適当な位置に動かしているのと同じようにするのが良い。

一方、氾濫解析手段５は、任意の破堤地点から氾濫原に流入する流量を用いて氾濫解析を行うものであり、氾濫解析手法としては、氾濫流の運動を厳密に再現できる二次元不定流モデルである。

具体的には、(ａ)氾濫解析を実計算しその結果を表示する実計算機能と、(ｂ)予め実施した計算結果を基に表示する計算結果表示機能と、(ｃ)新たに簡易な氾濫解析手段の開発を行う簡易計算機能と、(ｄ)破堤が起きる以前において内水による浸水区域を予測する浸水想定区域計算機能と、(ｅ)内水氾濫解析機能と、(ｆ)内水排除施設等の効果検証機能と、(ｇ)地下街浸水解析・状況表示機能とを有する（図１参照）。

因に、氾濫解析は、河川の破堤氾濫を数値的に解析することによって、氾濫流の挙動を再現している。河道、堤防、氾濫原などの氾濫条件を数値化し、以下の解析モデル（式１）を解くことによって上述の解析を行っている。

メッシュ中の数値は、メッシュ番号を座標（（x,y））で表している。
連続の式：(1-1)

ｘ方向の運動方程式：(1-2)

ｙ方向の運動方程式：(1-3)

ここで、u,vはx,y方向の流速、hは水深、Hは水位、gは重力加速度、nは粗度係数である。

本発明の氾濫解析では、メッシュ間の水のやりとりを上述の式で追跡している。また、氾濫原の地形的特徴や氾濫流の挙動により、式（１−２）（１−３）の各項の重みが異なり、計算上省略できる項が出てくる。本氾濫解析では、どの項も省略しない「二次元不定流モデル」を採用している。

また、氾濫解析を行うためのデータとしては、例えば、以下の(ａ)河道データ、(ｂ)氾濫原データ、(ｃ)堤防の断面形状などが挙げられる。
(ａ)河道データ
洪水波形は、洪水による河道の水位変化を時系列で表したもので、一般の氾濫計算において、破堤点の水位・流量は、一次元不定流計算によって求めるか、或いは破堤地点の流量ハイドロを与えられるなら水位換算して求めることが多い。
(ｂ)氾濫原データ
地盤高は、測量値や地形図から読みとった値などの地盤高をメッシュ毎に平均値として与える。また、盛土は、高規格道路や小河川（水路）の堤防などの盛土をモデル化して氾濫流の挙動を制御する。土地利用は、市街地、田畑など土地利用の差によって氾濫流の挙動は異なるため、一般には粗度係数を与えることによって、これを制御している。
(ｃ)堤防の断面形状
破堤が発生した場合の越流量を求めるため、破堤水位、破堤敷高、破堤幅などの条件を与える。尚、本システムでは、破堤幅を土木研究所の式を用いている。

また、氾濫シミュレーションの例（イメージ）については、解析結果が一般に数値で与えられることが多いため、河川管理者が作成する浸水想定区域図や、本モデルでは、この数値を浸水深毎に色分して表示している（色別表示）。

尚、内水地域においては、破堤する前からそれまでの降雨量により浸水している可能性があるが、現状の浸水想定区域図ではこのような内水現象は充分に考慮されていないこと、内水氾濫も住民の避難行動などに影響を与えることに鑑み、動的洪水ハザードマップでこのような氾濫解析手段５を付加したのである。

このように、斯かる氾濫解析手段５は、河道及び氾濫源に関するデータを河川情報データベース及び氾濫原データベースを用いて、リアルタイム氾濫予測を行うことができる。以下、氾濫解析手段５の基本仕様を［表１］に示す。

また、フィードバック補正手段６は、(ａ)現地情報フィードバック機能、(ｂ)水深フィードバック機能、(ｃ)氾濫面積フィードバック機能、(ｄ)内水排水量フィードバック機能を有する。

(ａ)現地情報フィードバック機能は、現地からの情報（観測データ）を基に計算し、(ｂ)水深フィードバック機能は、浸水センサーによる浸水深から計算し、(ｃ)氾濫面積フィードバック機能は、人工衛星等の観測データによる氾濫面積から計算し、(ｄ)内水排水量フィードバック機能は、内水ポンプの排出量から計算する。

尚、(ａ)現地情報フィードバック機能には、観測データのみならず、デジタルカメラ、ＰＤＦ等で撮影した画像データ等をも考慮して計算できるものであり、また、(ｂ)水深フィードバック機能には、浸水センサーのみならず湛水センサーなどからの浸水及び湛水深情報（地下街を含む）を取り込み、その内容を地図に自動描画してなるリアルタイムな氾濫状況図（区域及び箇所、水深）と合わせて提供しても良い。

因に、この氾濫状況図の描画については、標高データを持った背景図上に、浸水及び湛水センサーの位置と観測結果を基に浸水深別の浸水区域を自動描画するものであり、合わせて地区住民や固定カメラ映像等の情報による修正もできることは云うまでもない。本フィードバック補正手段６で採用するフィードバック機能の概略図を示せば次のとおりである。

（記号の説明）
ｉステップ：Ｔ_ｉ 時を出発点とするシミュレーションのステージ
Ｔ_ｉ：絶対時刻
ｔ ：計算上の時間

０(Ｔ_ｉ)＝（ｒ(Ｔ_ｉ)，Ｈ(Ｔ_ｉ)，ｈ(Ｔ_ｉ)，Ｂ(Ｔ_ｉ)，Ｐ(Ｔ_ｉ)…）
Ｔ_ｉ 時における観測データ
ｒ(Ｔ_ｉ)：Ｔ_ｉ−１からＴ_ｉ時までの降雨量
Ｈ(Ｔ_ｉ)：Ｔ_ｉ時の外水位
ｈ(Ｔ_ｉ)：Ｔ_ｉ時の内水位（氾濫原水位）

Ｓ_ｉ：ｉステップにおける初期状態
Ｗ_ｉ：ｉステップにおけるシミュレーション上の氾濫状態
Ｗ_ｉ＝（ｒ_ｉ(ｔ)，Ｈ_ｉ(ｔ)，ｈ_ｉ(ｔ)，Ｂ_ｉ(ｔ)，…）
Ｈ_ｉ(ｔ)：ｉステップシミュレーションにおける時刻ｔの外水位
以下同じ

α：再現予定時間（１０分を想定）
ε_１：観測地が収集されるのに要する時間
ε_２：０(Ｔ_ｉ)とＳ_ｉ−１に基づいてＷ_ｉ−１(Ｔ_ｉ)を再計算するのに要
する時間、破堤幅はＢ(Ｔ_ｉ−１)からＢ(Ｔ_ｉ)に変化させるものと
する。
ε_３：０(Ｔ_ｉ)と(Ｔ_ｉ)に基づくＷ_ｉ−１(Ｔ_ｉ)を用いてＳ_ｉを計算する
のに要する時間
ε＝ε_１＋ε_２＋ε_３：フィードバックに要する時間
δ：氾濫解析を行うのに要する時間

因に、前述したフィードバック機能の項目としては、例えば、浸水深、浸水範囲、破堤幅、内水ポンプの排水量が挙げられる。浸水深や破堤幅については、現地からの情報によるが、氾濫原に浸水センサーを設置することにより、オンラインでの情報が収集でき、また、人工衛星の観測データにより浸水範囲などについてもフィードバックを行えるものである。

また、シミュレーション表示手段７は、氾濫解析計算の結果を動的に表示するものであり、破堤点毎に時間経過と共に氾濫水の広がりや浸水深を表示する。また、計算結果のデータを加工することにより、きめ細かな浸水情報や避難情報も表示できることは云うまでもない。

換言すれば、別途測定してある堤防形状のデータ、計画高水流量或いは洪水予測情報に基づき所定地域の河川の溢水・破堤地点を想定し、該想定した溢水・破堤地点を含む氾濫領域に前記地形等観測手段より得られた地形・標高データを組み合わせて解析し、該解析した結果をもとにリアルタイムに氾濫の状態を予測でき、かつ、その状態を河川ＧｉＳデータを活用し、ビジュアルに視認できるようにしてある。

具体的には、センサー等からの観測データを氾濫シミュレーションにフィードバックし、刻々と変化する種々の情報を入力して再計算し、シミュレーションや予測計算を高精度に行うものであり、(ａ)動的情報表示機能、(ｂ)アニメーション機能、(ｃ)防災活動支援機能、(ｄ)危機管理演習機能、(ｅ)浸水情報表示機能、(ｆ)避難情報表示機能、(ｇ)避難場所可否判断機能、(ｈ)地盤高表示機能、(ｉ)地盤高着色表示機能、(ｊ)主要施設情報機能、(ｋ)簡易印刷機能、(ｌ)避難行動シミュレーション機能、(ｍ)避難行動支援画像伝達機能を有する。

(ａ)動的情報表示機能は、ＧｉＳ（地理情報システム）データを利用し氾濫流の流れを動的に表示するものであり、市町村等のユーザに必要な流域の危険度を判断する基本データを表示することができる。

また、(ｂ)アニメーション機能は、氾濫の予測結果をアニメーション化して動的に表示するものであり、防災関係者の理解を容易になすものである。

更に、(ｃ)防災活動支援機能は、危険地域、安全に避難可能なルートのどちらか又は両方を判断し、当該地域の住民に警告・連絡を発し、当該地域の住民の避難誘導を円滑、かつ、確実に実施するための支援を行うと共に、危険箇所への効率的な防災活動が行えるように支援するものである。

具体的には、住民のいる場所や任意の場所について、想定氾濫シミュレーションの二、三次元を体験できたり、避難方法等を提供したり、既に作成・公表済みの洪水ハザードマップや浸水想定広域図の閲覧情報を提供する。

また、(ｄ)危機管理演習機能は、河川管理者、防災関係者が災害時にどのように対応すべきかを教育・訓練するものである。

更に、(ｅ)浸水情報表示機能は、氾濫予測結果のデータを加工処理し、氾濫原の任意地点或いは任意経路における浸水位、浸水深、流速などを時系列的に、かつ、動的に表示するものである。

また、(ｆ)避難情報表示機能は、名称、収容可能人数等、各種属性の表示をすることができる。また、画面上では、避難計画を立てる際の参考となるように半径２ｋｍの円を表示する。クリックするとこの円が現れたり消えたりするのが良い。

また、(ｇ)避難場所可否判断機能は、避難場所の浸水深、使用（そこに避難して良いか否か）の可否の判断のための情報が画面に現れるように工夫されている。例えば、あと何時間で洪水流が来るのか。どの方向に進んでいるのか。指定してある避難場所のうち、どれが使えてどれが使えないか。避難場所諸元及び避難場所の浸水の有無と浸水深。一時避難所か泊まりが可能か。どのブロックの住民が避難するのかを表示する。その他、ブロック毎の人口、要援護者数も表示するのが良い。

更に、(ｈ)地盤高表示機能は、任意の場所の地盤高を確認することができる。地盤高の表示としては、マウスカーソルの位置の地盤高が経緯度と共に表示される。

また、(ｉ)地盤高着色表示機能は、任意の地点より標高が低いところを色付きで表示することができる。例えば、任意の地点をダブルクリックすると地盤高データよりその地点より低いところが地盤高に応じて着色される。

更に、(ｊ)主要施設情報機能は、洪水ハザードマップ及び浸水想定区域図作成時に作成される主要施設の位置及び諸元データを表示することができる。例えば、地図上のマークをクリックするとデータの属性が表示可能となる。

また、(ｋ)簡易印刷機能は、表示されている画面を、破堤点キロポスト名、破堤後の経過時間などと合わせ、指定した用紙サイズで印刷することができる。また、印刷前に印刷プレビューを見ることができ、表示されている画面の中心を用紙の中心として、用紙に入るエリア（画面表示エリア外でも）を印刷できる。

更に、本システムは、浸水想定区域図作成時の氾濫解析計算済みのデータを使い、想定破堤点を選択し、浸水状況を動的に表示する浸水想定区域動的表示手段を備えている。

この浸水想定区域の動的表示手段は、(ａ)地盤高メッシュデータ（５０ｍメッシュの標高データ等）、(ｂ)計算メッシュの平均地盤高、(ｃ)連続盛土構造物などのモデル化情報、(ｄ)各計算メッシュの計算条件データ（粗度係数等）、(ｅ)氾濫想定地点箇所、(ｆ)各計算メッシュの計算浸水位などの氾濫計算結果をデータとして保管している。

斯かるデータを利用して破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域図が表示されるが、この浸水想定区域図は、全ての想定破堤点における最大浸水域、最大浸水深を合成したものであるため、現実には実際の破堤が想定破堤点付近で起きることが考えられ、一旦、破堤すると、下流の水位は通常下がるため、全ての想定破堤点が破堤することは事実上考えにくいことから、市町村全体が浸水想定区域に入ってしまい、浸水想定区域外に避難所を設定できない場合や、破堤箇所によって浸水状況が大きく変わる場合などもあることから、破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を動的に表示するのである。

従って、この浸水想定区域の動的表示手段は、洪水ハザードマップとして使うだけではなく、平時の市町村防災担当の危機管理演習にも有効に活用できる。参考までに破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域のイメージを図２〜図３に示す。

この浸水想定区域のイメージ図は、想定破堤点１０，１０…を×印で表示するものであり（図2(1)参照）、任意の想定破堤点１０を指定することで、破堤１０分後の浸水域が表示され（図2(2)参照）、破堤３０分後（図2(3)参照）、破堤６０分後（図3(1)参照）、破堤９０分後（図3(2)参照）の浸水域を識別して表示することができ、浸水域に入った避難所の位置が強調して表示される。尚、図中☆印は避難所１１である。

図４は、時間経過毎のシミュレーションイメージであり、ある実時刻における氾濫解析に必要な観測置を表しており、実時刻Ｔ_ｉ−２ において、Ｗ_ｉ−２ という氾濫解析結果に対し、実時刻Ｔ_ｉ−１ において、新たな観測値が入ってくることで、氾濫解析の初期値にフィードバックされ、Ｗ_ｉ−１ という氾濫解析結果が出るということを表している（以降、Ｔ_ｉ，Ｔ_ｉ＋１，Ｔ_ｉ＋２…と繰り返される）。

Ｔ_ｉ−Ｔ_ｉ−１の実時刻のスパンは、観測データの更新スパンである１０分であり、この１０分毎に氾濫解析計算を行う。一回の計算はこの１０分の間に完了する必要があり、４８時間後までの予測を行うことを目標としている。

また、本シミュレーションシステムは、図５に示すように、リアルタイム氾濫予測手段１２を備えており、現実に発生している洪水氾濫の過程で、現時点までの水位データ、氾濫状況を元に将来の氾濫状況を予測するものであり、発生している洪水氾濫に対するリアルタイムの防災対策や避難行動に活用することができる。

而して、このリアルタイムな氾濫予測は、洪水氾濫の途中でまだ発生していない未来を予測するものである以上、その予測結果に対して重大な責任を伴うため、その予測ができる限り正確なものとなるよう最善の努力を尽くさなければならず、少なくとも予測を行う時点までに得られた既知の観測データには適合するように常に修正しつつ実施する必要がある。

このため、観測データが収集される毎に、その時点までに収集された観測データに適合するよう氾濫解析結果の修正を行い（フィードバック）、それを出発点としてそれ以降の予測（氾濫計算）を行うものである。尚、この計算は当該河川を管理する河川管理者が責任を持って行う必要があることは云うまでもない。

他方、データ配信手段８は、アプリケーションサーバにより解析された結果情報に基いて、雨量水位等の水文気象情報、避難誘導支援情報等をそれぞれの目的に合った出力画面として作成して、インターネット及び／又は高速ネットワーク３０を介してプラットフォーム９に配信する機能を有する。

また、プラットフォーム９からの要求に対する情報の検索をアプリケーションサーバに要求し、その結果を受信してプラットフォーム側に配信するという入出力トランザクション処理を行うのが良い。

因に、アプリケーションサーバは、雨量等の気象状況を観測する観測手段を構成するレーダ雨量観測手段、地形等観測手段、テレメータ観測手段、光ファイバ観測手段、内水氾濫観測手段、地域特定手段、位置特定検出手段及び撮像手段、の全て又は何れかを選択又は組み合わせたものから様々なデータを取り込み解析する機能を備える。

例えば、河川に関するデータ、イコノス（ＩＫＯＮＯＳ）衛星からの地理情報、レーダ雨量観測手段からの雨域及び雨量強度情報、テレメータ観測手段からの雨量・河川の水位等の情報、河川区域に敷設した光ファイバセンサーからの堤防歪の情報等を収集して解析を行うアプリケーションを備えるのが良い。

プラットフォーム９は、インターネット、パソコン通信、携帯電話網などの通信ネットワーク３０やＧＰＳを介して利用できる固定端末（例えば、パソコン、カーナビゲーション、その他、メールやインターネットができる情報家電等）、モバイル・携帯情報端末（携帯電話機／ＰＨＳを含む）等の何れかを選択又は組み合わせたものからなる。

尚、プラットフォーム９と配信サーバとを接続する高速ネットワーク３０は、公衆回線、専用回線、光ファイバ回線、マイクロ波回線、衛星通信、衛星放送、ＣＡＴＶネットワーク等の全て又は選択されたものを使用することが可能であり、例えば、カーナビであればＧＰＳ、衛星通信を利用して、目的地方向の道路情報、道路冠水情報等を得ることができる。

一方、画面表示基本機能は、図示しないが、(ａ)拡大、縮小、スクロール、パン、再描画、スケールズーム等の各機能を有し、全体図のどこを表示しているかが判るサブウインド表示や、全体表示ボタンにより全体図を画面内に収まるように表示する。

因に、拡大・縮小機能は、背景を固定倍率（２倍、４倍等）、任意倍率の指定ができる。スクロール機能は、ドラッグスクロールの他、画面端にマウスを持っていくと自動的にスクロールする。パン機能は、画面上でダブルクリックさせたところを画面中央になるように移動する。再描画機能は、現在の表示画面をリフレッシュし再描画を行う。繰り返して情報を重ねているうちに不必要な過去の描画が残る所謂ゴミが溜まることがあり、時々書き直す機能である。スケールズーム機能は、予め決められている縮尺を入力又は選択することによってその縮尺で表示するものである。

また、(ｂ)画面上で複数地点を支持することにより、区間についての断面及び距離、範囲の指定による面積を表示する。断面は、地盤高、浸水位、浸水深等を載せる。できれば横の縮尺は正しくするのが良い。不可能な場合は５０ｍメッシュ単位等見る人の理解を容易にする表示とすることで載せるのが良い。面積は、氾濫面積の把握をするためである。

尚、本発明の動く洪水ハザードマップシステムで使用するデータとしては、例えば、(ａ)降雨データ、(ｂ)外水位データ、(ｃ)破堤点毎、時系列毎の氾濫解析データ（内水位データ、メッシュデータ又は等高線データ、浸水想定区域図作成時にデータとして保存されていることを前提とする）、(ｄ)施設データ（ポイントデータ：避難場所、公共施設、病院等）、(ｅ)背景基図データ（ラスター又はベクタデータ）、(ｆ)想定破堤点位置データ（ポイントデータ）、(ｇ)地盤高データ（グリッド(格子)データ）、(ｈ)河川構造物データ（ベクタデータ：堤防、樋門、樋管、ポンプ場、観測所など）、(ｉ)町丁目データ（ポリゴンデータ）、人口（町丁目或いは得られる範囲での詳細データ）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

以下、本発明の動く洪水ハザードマップシステムのモデル例として、例えば、庄内川を対象に図６〜図１２を参照しながら説明する。

尚、図中２１はＧｉＳ用メッシュデータベース、２２は河道諸元データベース、２３は洪水予測データベース、２４は計算・流量データベース、２５は氾濫計算データベース、２６は氾濫計算結果データベース、２７は既往水位データベース、２８は既往ハイドロデータベース、２９はハイドロデータベースである（図１０乃至図１２参照）。

通常、浸水想定区域図を作成する際の氾濫解析にかかる時間は、破堤後４８時間程度までの計算を行うため、氾濫原の広さにもよるが、１ケースあたり数時間以上かかるものであるが、４８時間先までの予測を行いその結果を表示し、また、１０分間隔で新たな氾濫解析が更新されるのに合わせ、逐次新しい予想に更新される。本リアルタイム動的氾濫解析システムの全体スキームを図６に示す。

更に、本シミュレーションシステムのシステム構成図を図７に示す。河道の水位計算１３と氾濫計算１４とを分離して行い、水位計算１３は常時（１０分毎、２４時間）計算を行うものとし、氾濫計算１４はユーザの指示により行うこととする。

また、リアルタイム氾濫シミュレーションが既往システムから取得・調整する必要のあるデータは、以下のとおりである。
（ａ）庄内川の洪水予測１５のシステム（図７参照）としては、庄内川・矢田川の直接区間を対象とし、リアルタイムデータとして、例えば、(ａ)庄内川距離標位位置流量・水位とその時刻（不定流計算区間）、(ｂ)庄内川基準点・流入点での流量・水位とその時刻（貯留関数法計算区間）が挙げられる。尚、計算を行った時の時刻を出力基準時刻とする。

更に、その他のデータ１６として、例えば、(ａ)流量データ（水位の計算に用いているＨ−Ｑ式係数）、(ｂ)流量計算に用いている河道断面形状データ（Ｘ−Ｙ座標）、(ｃ)同河道断面特性データ（Ｈ−ＡＲ関係）、(ｄ)流量計算に用いている河道粗度係数が挙げられる。

（ｂ）新川洪水予測システムは、九地野地点〜河口の区間を対象とし、支川は考慮しないこととする（流入量扱い）。リアルタイムデータとしては、例えば、(ｅ)新川距離標位位置流量・水位とその時刻が挙げられ、同様に、計算を行った時の時刻を出力基準時刻とする。その他のデータとして、例えば、(ｆ)流量計算に用いている河道断面形状データ（Ｘ−Ｙ座標）、(ｇ)同河道断面特性データ（Ｈ−ＡＲ関係）、(ｈ)河道粗度係数が挙げられる。

因に、リアルタイムデータは、図８に示すように、河川単位で別ファイルとし、流量ファイル１７と水位ファイル１８とを分け、これらは全てテキストデータとする。因に、その他のＨ−Ｑ式、断面形状データ、粗度係数等のデータもテキストデータとする。

洪水予測１５のシステムとのｉ／Ｆ形式（水位と流量）のイメージを図９に示す。これは、絶対的時刻欄１９とポイント（地点）欄２０とを備え、洪水予測システムで算出可能な地点（基準地点、流入地点、不定流計算地点等）をＮ地点とした場合の出力形式を示すものであり、データが１０分毎に作成される。

尚、本氾濫モデル例のシステム機能としては、少なくとも以下に示す(１)洪水予測結果の河道内水位に関する機能、(２)氾濫計算機能、(３)画面表示機能を有するものである。
（１）洪水予測結果の河道内水位に関する機能
(ａ)庄内川洪水予測結果の受信機能。庄内川で実施された洪水予測結果を受信する。
(ｂ)新川洪水予測結果の受信機能
新川で実施された洪水予測結果を受信する。
(ｃ)２００ｍ間隔での洪水予測演算機能
庄内川枇杷島上流地点及び新川久地野上流地点において、上記で予測された結果を基にし、２００ｍ間隔の河道水位予測を実施する。尚、予測モデルは一次元不定流モデルを用いるものとする。

（２）氾濫計算機能
(ａ)任意点の水位参照機能
「洪水予測結果の河道内水位に関する機能」で受信及び予測した結果を基に、任意に想定した地点の水位を参照する。
(ｂ)ハイドログラフの作成機能
予測した水位を基に、４８時間分のハイドログラフを作成する機能を有する。
(ｃ)氾濫計算の実施機能
任意に想定した地点が破堤した場合の氾濫計算を実施する。時間は１０時間とし、１０分間以内に計算が終了するようチューニングするのが良い。

（３）画面表示機能
(ａ)ＧｉＳによる表示機能
本システムは、ＧｉＳ（地理情報システム）データを用いて計算結果を表示する。使用するソフトは仕様に応じた適切なソフトを選択するものである。
(ｂ)基図の表示機能。使用する基図は、1/25,000程度の地図を用い、また、使用する地図データの種別により表示性能の比較検討を行う。
(ｃ)拡大・縮小機能
任意の地点の拡大・縮小を行うことができる。
(ｄ)移動表示機能
表示される画面を上下、左右のどの方向へも移動できる。
(ｅ)人口分布表示機能
予め入力した人口データを基に、人口分布を表示することができ、表示方法はメッシュでの表示と同程度のものとする。
(ｆ)避難場所表示機能
名古屋市が指定している避難場所を表示し、また、避難が不可能な施設は表示しない。
(ｇ)避難経路表示機能
名古屋市の任意の地点から直近の避難場所までの避難経路を表示する。
(ｈ)危険箇所表示機能
名古屋市が指定している土砂災害等の危険箇所を表示する。
(ｉ)主要機関表示機能
河川管理者、防災関係機関及びライフライン等の主要機関を表示する。

(４)任意地点の河道横断図の表示機能
クライアントが任意に選定した地点の横断図を表示し、表示画面には横断図の他に現時刻から３時間先までの洪水予測結果及び３時間以降の水位予測等を表示するものとする。

(５)シミュレーション結果の表示機能
シミュレーション結果の表示は、４８時間後までの計算結果を動画で再現する。

尚、ハザードマップの表示手段としては、避難発令と同時に関係市町村等の端末画面に洪水ハザードマップを自動的に配信・表示するものであり、紙ベースの洪水ハザードマップを相補うことにより、情報の伝達を迅速かつ正確にすることを目的として、ディジタル化（電子化）されたツールと定義し、ディジタル洪水ハザードマップデータを整備するにあたり、データをディジタル化する際の作業実施要領、データファイル仕様及び項目別データ取得基準の細則を定めて、データ形式、ファイルフォーマットなどの統一を図っている。

因に、洪水ハザードマップの作成は、以下の方法で行うのが良い。まず、工程として河川の平面形状・流下能力・過去に破堤した地点などを考慮して任意な地点を想定破堤点として選定する（第１工程）。次いで、想定破堤点の川幅・洪水時に予測される水位と堤内地の地盤との比高などを基に氾濫流量を算定する（第２工程）。氾濫解析ではこの氾濫流量をメッシュに分割した堤内地に流下させ想定浸水深を算定する（第３工程）。想定浸水深はメッシュ単位で結果が得られ、この浸水深の程度に応じメッシュを色分けしてランク別予想浸水深図を作成する（第４工程）。次いで、等深線図を作成する。この等深線図は、想定浸水深にメッシュ内の平均地盤高を加えて求められる想定深水位から、メッシュ内の各地点での地盤高を差し引いて求められる浸水深が等しくなる地点を結んで作成される（第５工程）。次いで、斯かる等深線の間を着色して作成されたランク別浸水深図に避難場所などの各種情報を付加することにより（第６工程）、洪水ハザードマップが作成される。

尚、本発明の動く洪水ハザードマップシステムでは、このようにして作成される洪水ハザードマップのデータをディジタル化し（ディジタル洪水ハザードマップデータ）、上述の如きデータ形式、ファイルフォーマットなどで統一を図ったものを「リアルタイムハザードマップ」と称し、更に、前述したフィードバック補正手段、シミュレーション表示手段を付加して氾濫流及びその予測結果を高精度でかつ動的に表示できるようにプログラムしたものである。

このように構成される本発明の動く洪水ハザードマップシステムは、河川の任意破堤点を入力するだけで、現時点での河川情報を利用し、リアルタイムに氾濫解析及び河道水位予測の計算をし、動的に破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を表示することができ、また、その結果を地図上やグラフ、帳票形式に表示処理を行うことで、危険地域、安全に避難可能なルートを抽出し、当該地域の住民に警告・連絡を行い、延いては、当該地域の住民の避難誘導や危険箇所への効率的な防災活動を支援することができる。

また、洪水時の浸水状況と避難場所等の情報を住民に分かり易く提供できるものであり、災害発生前、災害発生時、災害発生後で、必要となる機能及び情報をリアルタイムに精査することができる。特に、雨量等の河川情報に基づき、流出、氾濫、避難までを一連下で扱うため、多様な洪水氾濫状況に可能な限り近い情報をいち早くかつ正確に提供できるものであり、時々刻々と変化する多様な洪水氾濫状況下に的確かつリアルタイムな情報を配信して、水害による人命等の被害を最小限に止めることができる。

しかも、携帯電話、ＰＨＳ、携帯情報端末、カーナビ及び固定端末のプラットフォーム、いつでも洪水ハザードマップを呼び出せると共に、浸水等の河川情報を提供し、安全かつ適切に避難できるように避難場所までのルートをも案内できるため、その実益は多大である。

更に、危険性のある地域に存在する携帯端末などに災害の危険性を強制的に知らせ、最寄りの避難場所と避難経路を示したり、或いは災害直前に住民が危険を認識していない場合、強制的に防災・河川情報を配信して危険を迅速かつ正確に認識させることができる。

また、市町村、特別区などの地域に対して適切な大きさの流域に着目して時間雨量、累加雨量、水位などの河川情報をも合わせてリアルタイムに配信するため、防災担当者のみならず、一般人にとっても、自分の関係範囲、自分に必要な情報が分かる（ワン・ツウ・ワン）と共に、水害の危険性を降雨などからピンポイントで予見、解釈できるなど、極めて効果的である。

特に、防災担当者にとっては、水防計画書に定められている気象予警報が発令された時などをトリガーとして、必要な情報が自動的に配信されてくることは極めて安堵感があり、利便性が高いものである。このことは、普段、災害を意識しない一般人はもとより、高齢化社会を迎えた昨今にあっては、高齢者等の災害弱者にとっても便宜であることは云うまでもない。

しかも、防災担当者の中には、スペシャリストだけではなくジェネラリストが含まれるため、数値、グラフ情報だけではなく、水防警報、洪水予報文などを参考としたサポート・解説情報も併せてタイムリーに配信すれば、水防活動、避難活動などが的確に行うことができるなど、極めて効果的である。

尚、伝える情報は、全ての関連情報を伝えられない場合を考慮し、要点を最初に伝えて注意を喚起し、次に、利用者が自分で詳細（関連）情報を得ることができるシステムにしても良い。

また、国土地理院発行の国土数値情報或いは最新の数値地図（KS-270,KS-271,KS-272,KS-273 ）データを元に単位流域を画面表示することができるため、統合された流域の情報は一元管理され、流域情報のファイルへの出力や画面上での情報表示が可能になる。

因に、斯かる数値地図データは単位流域の境界線の座標を数値化したものであり、ポリゴンとはなっておらず、このままでは結合或いは分離処理ができなかったため、本システムでは、全国約３７，０００個の単位流域のポリゴン化を実施したものである。

これにより、必要不可欠な流域界を容易に作成でき、かつ、国土地理院の数値地図を基データに、一流域あたり１０〜３０分あれば作業できるなど、全国規模で展開できるものである。

次に、図１４〜図２５を参照しながら避難行動シミュレーション機能について説明する。各メッシュから避難所までの避難経路検索を行う第１段階と、避難経路検索の避難経路をメッシュ系に展開する第２段階と、メッシュ系避難経路を用いて避難可否判定を行う第３段階とから構成されている。

(ａ)第１段階
ノードリンク系(Ｎ＆Ｌ系)避難経路検索
各メッシュｉに対し、予め定められている避難所ｎ(i，j)の各々に対し、１０本を限度とする避難経路Ｒ(i，j，k)を検索。因に、優先順位ｊ＝１……jmax(i)≦３、k＝１…ｋmax(i,j)≦１０を条件とする。

避難経路Ｒの内容は、出発点(メッシュの中心)、到着点(当該避難所)を含むノード、補間点及びリンクとする（図１４参照）。
Ｒ＝｛Ｎ_０ …Ｎ_ａ…Ｎ_ａｍａｘ、Ｌ_１…Ｌ_ａｍａｘ｝

尚、第１段階及び第２段階は、氾濫シミュレーションモデルが設定されれば、確定する静的なデータであるので、氾濫シミュレーションを実施する前に実行しておき、第２段階終了後に得られた結果を氾濫シミュレーションモデル自身のデータとして格納し、氾濫シミュレーションの結果を受けて避難行動シミュレーションを行うものである。

(ｂ)第２段階
ノードリンク系の避難経路をメッシュ系に展開
Ｒ＝{ｈ_ｍａｘ：Ｎ_０ …Ｎ_１…Ｎ_ｈ、Ｎ_ｈｍａｘ}
Ｎ_０：要避難メッシュの中心点 Ｎ_ｈ：補間点を含むノード Ｎ_ｈｍａｘ：避難所

メッシュ系の避難経路を示すフローチャートを図１４に示す。
Ｑ ＝{ｌ_ｍａｘ：Ｑ_０ 、Ｑ_１、Ｑ_２…Ｑ_ｌ、Ｑ_{ｌｍａｘ−１} 、Ｑ_ｌｍａｘ}
Ｑ_０＝Ｎ_０ Ｑ_ｌ＝(ｘ_ｌ、ｙ_ｌ：ｒ_ｌ、ｉ_ｌ) Ｑ_ｌｍａｘ＝Ｎ_ｋｍａｘ
ｒ_ｌ＝Ｑ_０〜Ｑ_ｌ間の距離 ｉ_ｌ＝Ｑ_ｌ−１〜Ｑ_ｌ間のメッシュ番号
出発点と新しい境界点の中間点(α、β)に対し、(ＩＮＴ(αーｘ_０)／Δ)・Δ＋ｘ_０、(ＩＮＴ(βーｙ_０)／Δ)・Δ＋ｙ_０)の属するメッシュである。

また、出発点Ｎ_０、目標点Ｎ_１間にメッシュ境界との交流を求めるフローチャートを図１５〜図１７に示す。尚、図１６中、出発点(ｘ_０、ｙ_０)、目標点(ｙ_ａ、ｙ_ｂ)、次境界点候補(α_ｓ、β_ｓ、ｆ_ｓ)、Ｓ＝１〜４、ｆ_ｓ：当該点が境界線上にあるか否かを示すフラグとする(＋１：ある、−１：ない)。
因に、ｌ：最新の境界点番号、ｌ_ｍａｘ：同最大値、ｒｌ：Ｑ_０〜Ｑ_ｌ 間の累加距離、ｉｌ：ｌ点でのメッシュ番号、ｒ：加算距離を示すものである。
ＦＭ(ｘ)＝ＩＮＴ(ｘーｘ_０)／Δ)・Δ＋ｘ_０)、ＪＭ(ｘ)＝ＩＮＴ(ｘーｘ_０)／Δ)、ＩＭ(ｘ、ｙ)＝{(ＪＭ(ｘ)、ＪＭ(ｙ))番メッシュの通し番号}

(ｃ)第３段階
まず、メッシュ系避難経路を用いて避難行動シミュレーションを行う。図１８〜図１９に示すように、ＴＷ(ｉ)：ｉメッシュにおける通行不能開始時刻を、氾濫シミュレーションが行われる毎に避難行動シミュレーションに先立って計算しておくものである。

次いで、避難開始時刻を個別に与えてその可否を判定する場合のフローチャートを図２０に示すと共に、避難行動シミュレーションの操作手順を図２１に示す。

また、出力するマップの種類としては、図２２〜図２３に示すように、水理計算終了後のマップとして、最大水深マップ３１、洪水到着時刻マップ３２、最大危険度マップ３３、湛水時間マップ３４、想定被害マップ３５が挙げられ(図２２参照)、避難後シミュレーション実行後のマップとして、限界避難開始時刻マップ３６、避難余裕時間マップ３７が挙げられ、避難経路情報３８、クリティカルポイントハイドロ３９、メッシュのハイドロ４０、避難経路上の水位縦断４１をアニメで示すことができる(図２３参照)。

また、避難行動シミュレーション操作／表示画面は、図２４に示すように、条件設定入力欄４２、シミュレーションの実行入力欄４３，作業画面４４を備え、避難区域、避難の優先度、避難経路の安全性などの条件に従って画面表示できるものであり、必要に応じ、基本マップ４５の上に、市町村境界４６、避難所４７、避難区域・避難経路４８を簡単に重合して表示することができる(図２５参照)。

次に、内水氾濫解析機能について説明する。この内水氾濫解析機能は、二次元不定流法による解析計算と同時にトレンチ法にて内水氾濫の解析を行うものであり、水路（トレンチ）のあるメッシュに対して、ｘ方向、ｙ方向それぞれについて等流計算により水路（トレンチ）分の流量を計算する。

ここにＱ_ｔ：トレンチ流量
ｎ：粗度係数(コンクリート滑面相当として０．０１３と仮定）
Ｒ：径深
Ｉ：路床勾配(メッシュ間の平均地盤高による勾配)
路床勾配については、下水道の流下を視野に入れて考えた場合、流れの方向が 常時同じ方向となるように、以下のように取り扱っている。
・平均地盤高による勾配が発生する場合：平均地盤高による勾配を路床勾配と して与える。
・平均地盤高による勾配が発生しない場合：路床勾配は１／１０００を仮定し 、方向については水位の高い方から低い方への流量として与える(この時の 水位は一つ前の時間ステップの値を用いている)
Ｂ：トレンチ幅(ここでは１．２ｍを想定)
ｈ：トレンチ内の水深

次いで、氾濫流のｘ方向、ｙ方向フラックスより二次元の連続式により各メッシュのボリュームを解く。この時、連続式は以下に示すボリュームの連続式とする。
［氾濫流］

ここにＶ＝ｈ・Δｘ・Δｙ：メッシュの氾濫水のボリューム
［トレンチ］

ここにＶｔ：メッシュの氾濫水のボリューム
Ｑｔｘ、Ｑｔｙ ：ｘ方向、ｙ方向のトレンチ流量

上位式で計算される全氾濫ボリュームＶ＋ＶｔからメッシュＨ−Ｖ関係式を用
いて水深に変換するものである。

尚、水路は基本的に下水分と考え盛土があった場合、この盛土の下を流れるものとする。また、表面流は盛土の影響を受けるが、内水伝播は盛土の影響を受けないため、盛土で氾濫流が遮断されない場合がある。内水伝播のトレンチをモデル化した配置(トレンチ配置図)を図２６に示す。

次に、内水排除施設・調整池の効果検証機能について説明する。ポンプ施設等の内水排除施設が存在するメッシュ内の浸水ボリュームと、内水排除施設の排水能力及び／又は調整池の集水面積とを比較して排水量を計算することで、洪水時における内水排除施設・調整池の排水能力・効果を検証することができる。

また、内水排除施設の取り扱いは以下のように行う。
(１)内水排除施設としては、例えば、庄内川、新川の場合、各川へ内水を排水するポンプ場のみを取り扱う。
(２)内水排除施設が存在するメッシュにおける浸水ボリュームＶと、内水排除施設の排水能力Ｑ_ｍａｘ の場合を比較して、以下のようにその時々の排水量Ｐを計算する。
(ａ)Ｖ≦Ｑ_ｍａｘ の場合(メッシュ内の浸水が排水可能な場合)

ここに、Δｔ：計算時間刻み(今回のケースでは２秒)

(ｂ)Ｖ＞Ｑ_ｍａｘ の場合(メッシュ内の浸水を排水できない場合)

この場合には、当該メッシュがＶ−Ｑ_ｍａｘ Δ^ｔ の分だけ浸水していることとなる。

次に、地下街への浸水解析・状況表示機能について説明する。地下空間に流入する氾濫水量及び地下空間の主要部に設置した浸水センサの観測値から浸水位の分布を求めて地下内の浸水位・浸水範囲等の予測や情報表示を行うものであり、時間の経過と共に変化する地下街の浸水状況を把握することができる。

次に、災害情報データ取得手段について説明する。ネットワーク上のデータベースから過去の災害履歴や類似災害を検索し、災害の予測等に関するデータを取得できるものであり、前述した河道及び氾濫源に関するデータを河川情報データベース及び氾濫原データベースを用いたリアルタイムな氾濫予測と併せてより精密な氾濫予測を行うことができる。

しかも、得られた浸水位、浸水範囲、避難情報等の予測結果をネットワークを介して必要な箇所に画像信号として情報配信や警報を発報するため、危機迫る浸水状況や避難ルートなどを明確に目で確かめることができるのである（避難行動支援画像伝達機能）。

また、河川情報に関するデータベースが、ネットワーク上で河道データを取得する河道データ取得手段と、ネットワーク上で現況及び河道流量や水位等の計算や降雨等の予測に関する水文データを取得する水文データ取得手段とを有することによって、氾濫解析に必要な最新情報を必要な時に入手できるのである。

しかも、氾濫原データベースが、ネットワーク上で氾濫原に関するデータを取得する氾濫原データ取得手段を有することによって、氾濫解析や避難路などの避難に関する必要な情報を入手できる。

このように構成される本発明の動く洪水ハザードマップシステムは、雨量レーダ、テレメータなどの観測データ、水位予測データを用いて、任意の想定破堤点においてリアルタイムに氾濫解析を行なえると共に、逐次配信されてくる観測データからフィードバックを行うことにより、常に最新の予測結果を提供し得ることとなり、安全かつ適切な避難ルート及び避難場所を案内できる。

また、河道水位予測手段が、河川に流入する流量を指標に基準地点の水位を計算する基準地点水位計算機能と、基準地点水位を指標に計算する任意地点水位計算機能とを有することによって、水系一貫の下で河川管理が行われることとなり、流域単位に着目した時間雨量、累加雨量、水位など、自分のいる場所に関係する範囲、自分のいる場所にとって必要な情報が明確になり、自ら水害の危険性を予見するのに極めて重要な情報を提供し得ることとなる。とりわけ、全国を網羅しているレーダ雨量等と小流域とを重ね合わせた情報（水位の動向、内水氾濫の可能性）を提供でき、河川情報を必要とする市町村等の地域にとってピンポイントで危険を予見できる。

更に、破堤点流入量計算手段が、川幅を指標に計算する破堤幅計算機能と、破堤点への洪水の流入角、堤内地盤高、外水位、破堤敷高を考慮して流入量、河道への戻量を計算する流入量計算機能とを有することによって、河道内の水量と外部への流出する水量を計算できる。

また、氾濫解析手段が、河道及び氾濫源に関するデータを河川情報データベース及び氾濫原データベースを用いてリアルタイムな氾濫予測を行うこと、延いては、破堤が起きる以前において内水による浸水区域を予測する浸水想定区域計算機能を有することによって、氾濫解析のシミュレーションを行える。

更に、破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を動的に表示する浸水想定区域動的表示手段を有すること、延いては、斯かる浸水想定区域動的表示手段が、地盤高メッシュデータ、計算メッシュの平均地盤高、連続盛土構造物などのモデル化情報、各計算メッシュの計算条件データ、氾濫想定地点箇所、各計算メッシュの計算浸水位などの氾濫計算結果のデータを利用して、破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を動的に表示することによって、リアルタイムは氾濫予測を行え、どこが、どのくらい危険なのか（状態）？、危険になるのか（動向）？を瞬時にして視認できる。

また、フィードバック補正手段が、現地からの情報を基に計算する現地情報フィードバック機能と、浸水センサーによる浸水深から計算する水深フィードバック機能と、人工衛星等の観測データによる氾濫面積から計算する氾濫面積フィードバック機能と、内水ポンプの排出量から計算する内水排水量フィードバック機能とを有することによって、従来に比して氾濫計算が精度良く行える。

更に、フィードバック補正手段が、破堤時において刻々と変化する各種の観測情報を氾濫予測計算の初期値としてフィードバックし、氾濫解析を高精度に行うことによって、氾濫の状況を迅速かつ正確に把握できる。

また、シミュレーション表示手段が、氾濫流の流れを動的に表示する動的情報表示機能を有することによって、市町村等のユーザに必要な流域の危険度を判断する基本データが得られる。

更に、シミュレーション表示手段が、氾濫の予測結果をアニメーション化して動的に表示し、防災関係者の理解を容易とするアニメーション機能を有することによって、当該関係者の理解を深め、万一洪水災害が発生した時に迅速に対応し、人命や財産等被害の最小化を図ることができる。

また、シミュレーション表示手段が、氾濫予測結果のデータを加工処理し、氾濫原の任意地点或いは任意経路における浸水位、浸水深、流速などを時系列的に、かつ、動的に表示する浸水情報表示機能を有することによって、任意地点、任意経路における氾濫の危険度をリアルに視認できる。

更に、シミュレーション表示手段は、氾濫予測結果のデータを加工処理し、氾濫原の任意地点或いは避難所における危険度、氾濫の到達時間、避難開始時間などを表示する避難情報表示機能を有することによって、危険性のある地域に存在する携帯端末等に災害の危険性を強制的に知らせ、最寄りの避難場所と避難経路を示したり、或いは災害直前に住民が危険を認識していない場合、強制的に防災・河川情報を配信して危険を認識させ得ると共に、徒歩で移動可能な避難場所や避難経路が表示可能となり、避難場所以外への避難経路等の探索も可能になる。

また、シミュレーション表示手段が、河川管理者、防災関係者が災害時にどのように対応すべきかを教育・訓練する危機管理演習機能を有することによって、大洪水に備えての普段からの心構えや、水害に対する平時からの備え、更には自分が住んでいる場所で水害が発生したらどうなるのかなどを端末画面にて疑似体験することができる。

尚、本発明の動く洪水ハザードマップシステムは、本実施例及びモデル例に限定されることなく、本発明の目的の範囲内で自由に設計変更し得るものであり、本発明はそれらの全てを包摂するものである。

例えば、本発明の動く洪水ハザードマップシステムは、それぞれの市町村、特別区などの地域にとって洪水災害の危険度を判断するのに必要な大流域界、中流域界、小流域界を作成或いは変更するにあたり、夫々の流域規模に適した縮尺の地図或いは地形図を表示する地図操作機能を付加させても良く、更には、(ａ)マップを開くマップ開示機能、(ｂ)マップ上に単位流域界や河川などの属性情報を表示する属性表示機能、(ｃ)背景として地形図を表示する地形表示機能、(ｄ)市販の地図データを背景として読み込む背景表示機能を兼備させている。

また、リアルタイムハザードマップから取得するデータ項目は、「浸水区域境界」のポリゴンデータであり、属性データとして想定される浸水深等の情報を付加している。また、浸水が想定される区域を表示した図面としては前述した「洪水氾濫危険区域図」などがあり、洪水ハザードマップを作成していない地域では、これらを利用してデータを取得することも可能である。

因に、本実施例では、主として動く洪水ハザードマップシステムについて説明しているが、これに限定されることなく、例えば、地震、高潮、津波等のハザードマップとしても応用できることは云うまでもなく、何れも本発明の動く洪水ハザードマップシステムに包摂されるものである。

尚、本明細書で言及している「河川情報」とは、少なくとも下述する(ａ)乃至(ｆ)の全て又は何れかの情報を選択又は組み合わせてなるものである。
(ａ)流域に降る雨を流域内に樹枝状に分布する水系網に集水し、その集めた水を周辺地形より連続的に凹地となっていたり、堤防等で囲まれた空間としての河道によって海域まで流下させる現象或いは平水時、洪水時等の全ての時間帯においてその降雨現象、流出現象、流下現象について、それらの現象を物理的に数量として観測する各種施設（レーダ雨量計、雨量観測所、水位観測所等）で得られる全ての情報。
(ｂ)ダム、堤防、集水堰などの流出現象、流下現象に影響を与える人為的な行為の所産としての各種施設に関する諸元や時系列的に変化する全ての情報。
(ｃ)施設の機能不全や破壊によって発生する洪水氾濫現象の分布状況等についての空間的・時系列的に変化する全ての情報。
(ｄ)流域内の降雨量とその流域の地形的な特性によって円滑に排除されずに滞留することによって発生する湛水や浸水現象の分布や状況等についての空間的・時系列的に変化する全ての情報。
(ｅ)洪水氾濫現象や湛水・浸水現象の抑止、抑制を目的として行われる水防活動等についての空間的・時系列的に変化する全ての情報。
(ｆ)洪水氾濫現象や湛水・浸水現象によって、流域内の居住及び存在する人間及び生物の生命の保護及び社会活動の所産として蓄積される財産やその仕組みの毀損を軽減することを目的として行われる警戒行動・避難行動やその行動を惹起するための報道などを含む被害軽減行動に関する全ての情報。

本発明に係る同リアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムの主な機能を示す説明図である。 同リアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムの破堤点毎、時系列別の浸水想定区域のイメージを示す説明図であり、図２(１)は想定破堤点の表示を示す想定破堤点表示図、図２(２)は破堤１０分後の浸水域を示す想定破堤指定図、図２(３)は破堤３０分後の浸水域を示す想定破堤指定図である。 図３(１)は破堤６０分後の浸水域を示す想定破堤指定図、図３(２)は破堤９０分後の浸水域を示す想定破堤指定図である。 同リアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムの時間経過毎のシミュレーションイメージを示す説明図である。 同リアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムで使用するリアルタイム氾濫予測手段の構成を示す説明図である。 同リアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムの全体スキームを示す説明図である。 同リアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムの主な構成を示す説明図である。 既往システムから取得するデータファイル（リアルタイムデータファイル）の構成を示す説明図である。 洪水予測システムとのｉ／Ｆ形式（水位・流量）のイメージを示す説明図であり、算出可能な地点（基準地点・流入地点・不定流計算地点等）をＮ地点とした場合の出力形式を示すものである。 出水時のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムを示す説明図である。 被災時のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムを示す説明図である。 同リアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムの主なシステム構成を示す説明図である。 同リアルタイム動的氾濫シミュレーションシステムの全体イメージを示す説明図である。 避難行動シミュレーション機能のメッシュ系避難経路を示す説明図である。 避難行動シミュレーション機能で出発点、目標点間にメッシュ境界との交点を求めるフローチャートである。 避難行動シミュレーション機能で出発点、目標点間にメッシュ境界との交点を求めるフローチャートである。 避難行動シミュレーション機能で出発点、目標点間にメッシュ境界との交点を求めるフローチャートである。 メッシュ系避難経路を用いて行う避難行動シミュレーションで限界避難時刻を示す説明図である。 同避難行動シミュレーションの限界避難時刻を示すフローチャートである。 避難開始時刻を個別に与えてその可否を判定する場合を示すフローチャートである。 避難行動シミュレーションの操作手順を示すフローチャートである。 水理計算終了後に出力するマップの種類を示す説明図である。 避難行動シミュレーション実行後に出力するマップの種類を示す説明図である。 避難行動シミュレーション操作の表示画面を示す説明図である。 避難区域、避難経路、避難所、市町村境界及び基本マップ示す説明図である。 本実施例で使用するトレンチ配置図である。

符号の説明

１ 河川情報データベース
２ 氾濫原データベース
３ 流出解析手段
３ａ 河道水位予測手段
４ 破堤点流入量計算手段
５ 氾濫解析手段
６ フィードバック補正手段
７ シミュレーション表示手段
８ データ配信手段
９ プラットフォーム
１０ 想定破堤点
１１ 避難所
１２ リアルタイム氾濫予測手段
１３ 水位計算
１４ 氾濫計算
１５ 洪水予測
１６ データ
１７ 流量ファイル
１８ 水位ファイル
１９ 絶対時刻欄
２０ ポイント（地点）欄
２１ ＧｉＳ用メッシュデータベース
２２ 河道諸元データベース
２３ 洪水予測データベース
２４ 計算・流量データベース
２５ 氾濫計算データベース
２６ 氾濫計算結果データベース
２７ 既往水位データベース
２８ 既往ハイドロデータベース
２９ ハイドロデータベース
３０ 高速ネットワーク
３１ 最大水深マップ
３２ 洪水到着時刻マップ
３３ 最大危険度マップ
３４ 湛水時間マップ
３５ 想定被害マップ
３６ 限界避難開始時刻マップ
３７ 避難余裕時間マップ
３８ 避難経路情報
３９ クリティカルポイントハイドロ
４０ メッシュのハイドロ
４１ 避難経路上の水位縦断
４２ 条件設定入力欄
４３ シミュレーションの実行入力欄
４４ 作業画面
４５ 基本マップ
４６ 市町村境界
４７ 避難所
４８ 避難区域・避難経路
ｉ メッシュ通し番号
ｊ 避難所選択優先順位
ｋ 避難経路番号
ｌ 避難経路中の経由ポイント番号
ｍ 避難所通し番号
ｎ 避難順番
ｘ 横座標
ｙ 縦座標
ｒ 距離
ｔ 時刻
Ｒ 避難経路
Ｐ(ｉ) 要避難人口
ＥＭ(ｍ) 避難所最大収容人員
Ｅ(ｍ) 避難所収容人員
ＨＭ(ｉ) 最高水位
ＨＤＭ(i) 最高浸水深
ＨＰ(i,t) 要避難判定水理量（基準値HPsta）
ＨＱ(i,t) 避難経路安全確認判定水理量（基準値HQsta）
ＴＳ(ｉ) 避難開始時刻
ＴＥ(ｉ) 避難終了時刻
ＴＷ(ｉ) 通行不能開始時刻
Ｑ(i,j,k) 避難経路
ＴＲ(ｉ) 避難余裕時間
ＴＦ(ｉ) 洪水到達時刻
ＭＩ(i,j) 避難所関数
ＩＮ(ｎ) ｎ番目に避難するメッシュの通し番号
ＦＮ(ｉ) 避難が必要か否かを示すフラグ
ＦＳ(ｉ) 避難に成功したか否かを示すフラグ
ｊｒ(ｉ) 使用避難所順位
ｍｒ(ｉ) 使用避難所番号
ｋｒ(ｉ) 使用避難経路番号
ｌｃ(ｉ) 同経路上のクリティカルポイント番号

Claims (23)

1. 河道データ、水文データ、気象データ等の河川情報に関するデータベースと、氾濫原に関するデータを取得する氾濫原データベースと、河川に流入する流量を予測する流出解析手段と、河川の基準地点や任意地点の水位を予測する河道水位予測手段と、破堤点の流入量を計算する破堤点流入量計算手段と、雨量データやテレメータなどの観測データや水位予測データを用いて任意の破堤点の氾濫解析をリアルタイムに行う氾濫解析手段と、浸水深、浸水範囲、破堤幅等の観測データを氾濫解析の初期値にフィードバックして正確なる氾濫解析結果に補正するフィードバック補正手段と、氾濫流を動的に表示するシミュレーション表示手段との全て又は何れかを選択又は組み合わせてなることを特徴とするリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
2. 河川情報データベースは、ネットワーク上で河道データを取得する河道データ取得手段と、ネットワーク上で現況及び河道流量や水位等の計算や降雨等の予測に関する水文データを取得する水文データ取得手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
3. 氾濫原データベースは、ネットワーク上で氾濫原に関するデータを取得する氾濫原データ取得手段を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
4. 流出解析手段は、上流域平均雨量の予測値又は実測値或いは任意に設定した雨量の値を指標に河川に流入する流量を計算する河川流入量計算機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
5. 河道水位予測手段は、河川に流入する流量を指標に基準地点の水位を計算する基準地点水位計算機能と、基準地点水位を指標に計算する任意地点水位計算機能とを有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
6. 破堤点流入量計算手段は、川幅を指標に計算する破堤幅計算機能と、破堤点への洪水の流入角、堤内地盤高、外水位、破堤敷高を考慮して流入量、河道への戻量を計算する流入量計算機能とを有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
7. 氾濫解析手段は、河道及び氾濫源に関するデータを河川情報データベース及び氾濫原データベースを用いて、リアルタイムな氾濫予測を行うことを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
8. 氾濫解析手段は、破堤が起きる以前において内水による浸水区域を予測する浸水想定区域計算機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
9. 破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を動的に表示する浸水想定区域動的表示手段を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
10. 浸水想定区域動的表示手段は、地盤高メッシュデータ、計算メッシュの平均地盤高、連続盛土構造物などのモデル化情報、各計算メッシュの計算条件データ、氾濫想定地点箇所、各計算メッシュの計算浸水位などの氾濫計算結果のデータを利用して、破堤点毎、時系列毎の浸水想定区域を動的に表示することを特徴とする請求項９に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
11. フィードバック補正手段は、現地からの情報を基に計算する現地情報フィードバック機能と、浸水センサーによる浸水深から計算する水深フィードバック機能と、人工衛星等の観測データによる氾濫面積から計算する氾濫面積フィードバック機能と、内水ポンプの排出量から計算する内水排水量フィードバック機能とを有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
12. フィードバック補正手段は、破堤時において刻々と変化する各種の観測情報を氾濫予測計算の初期値としてフィードバックし、氾濫解析を高精度に行うことを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
13. シミュレーション表示手段は、氾濫流の情報を動的に表示する動的情報表示機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
14. シミュレーション表示手段は、氾濫の予測結果をアニメーション化して動的に表示するアニメーション機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
15. シミュレーション表示手段は、氾濫予測結果のデータを加工処理し、氾濫原の任意地点或いは任意経路における浸水位、浸水深、流速などを時系列的に、かつ、動的に表示する浸水情報表示機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
16. シミュレーション表示手段は、氾濫予測結果のデータを加工処理し、氾濫原の任意地点或いは避難所における危険度、氾濫の到達時間、避難開始時間などを表示する避難情報表示機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
17. シミュレーション表示手段は、河川管理者、防災関係者が災害時にどのように対応すべきかを教育・訓練する危機管理演習機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
18. シミュレーション表示手段は、氾濫予測結果のデータを基に現実の状況・場面を想定して避難所までの安全でかつ最短のルートを表示せしめる避難行動シミュレーション機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
19. 破堤が起きる以前においても氾濫解析手段と同時に内水氾濫の解析を行う内水氾濫解析機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
20. ポンプ施設等の内水排除施設が存在するメッシュ内の浸水ボリュームと内水排除施設の排水能力及び／又は調整池の集水面積とを比較して排水量を計算し、洪水時における内水排除施設・調整池の排水能力・効果を検証する内水排除施設・調整池の効果検証機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
21. 地下空間に流入する氾濫水量及び地下空間の主要部に設置した浸水センサの観測値から浸水位の分布を求めて地下内の浸水位・浸水範囲等の予測や情報表示を行う地下街への浸水解析・状況表示機能を有することを特徴とする請求項１５に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
22. ネットワーク上で過去の災害履歴や類似災害を検索することができるデータベースから災害の予測等に関するデータを取得する災害情報データ取得手段を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
23. 得られた浸水位、浸水範囲、避難情報等の予測結果をネットワークを介して必要な箇所に画像信号として情報配信や警報を発報する避難行動支援画像伝達機能を有することを特徴とする請求項１に記載のリアルタイム動的氾濫シミュレーションシステム。
    

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