水工学研究室
研究内容
当研究室が日々行っている研究をご紹介します。
研究テーマ
水は，地球上のさまざまな生命の源であるとともに，人間活動を支えるかけがえのない物質です。この水は，雨や雪となって地上に降り，一部は蒸発散により大気に戻りますが，それ以外は地表や地中を流れ，川を流下してやがて海に流れ出します。また，水の流れとともに，様々な物質が移動し，生態系を維持しています。
川の上流から河口まで，すなわち流域全体において，水循環や物質循環を良好な状態に保全し，無理のない持続可能な住み方や生態系の保全方法を考えていくことがますます重要となっています。しかも，今後，気候変動に伴って降水も大きく変動し洪水や渇水が激化することも予測されています。
このような状況にあって，本研究室では，流域の持続可能な発展を支える技術開発，とりわけ，水の量や質の保全や流れの制御に関する技術の開発を行っています。
具体的な研究テーマ
(1) 都市域における氾濫水害軽減のための統合氾濫解析システムの開発
都市域での氾濫の原因に，外水氾濫，内水氾濫，高潮氾濫がありますが，それらが同時に発生することもありえます。浸水被害を軽減するために洪水ハザードマップや内水ハザードマップなどが作成されていますが，3種類の氾濫に対応できる解析技術はまだ発展していません。そこで，本研究では，複雑な都市構造を考慮した，地表面の流れと下水管内の流れを同時に解析する統合技術を開発しています。また，地理情報システム（GIS）を用いて都市域の様々なデータベースの管理や治水対策の効果の評価も行うシステムの構築を進めています。
(2) 河川における洪水流と河床変動の観測・解析技術の開発
近年，広島県においても大規模な洪水が発生しています。太田川では平成17年の台風14号により既往最高の水位を記録しました。また，平成17，18年度に中山間地の河川では，護岸の崩落等により生活道路が長期間にわたり寸断される事例が多発しました。本研究では，治水上重要な洪水時の流量を推定する方法，礫径の大きな河川での局所洗掘深の計測法，河床変動を考慮した流れの2次元，3次元数値解析手法の開発を進めています。
(3) 河川環境の計測手法の開発
良好な河川環境の保全は，人間のためだけでなく，河川を生息場とする生態系にとっても不可欠です。本研究では，河川環境のうち，特に物理環境を着目して，広い空間の様々なデータを高精度かつ迅速に計測できる技術を開発しています。具体的には，有人と無人ヘリコプタにレーザ・スキャナを搭載する方法と地上据置型のレーザ・スキャナを用いる方法（レーザ測量）と画像処理を組み合わせることによって，水面域，植生域，砂礫域等の特定，河床高や植生高，河床材料の粒径等を計測する手法を開発しています。2時期のデータを比較することによって，微地形や植生域の変化などを定量的に検出できるようにします。
(4) 流域の水循環系の解析技術の開発
流域の持続的な発展には，治水・利水・環境といった河川の有する機能を今後とも保全することが重要です。そのためには，流域全体に存在する水の量や質，形態（水循環系）を把握することが欠かせません。水循環系を理解しないままに流域の改変を行い，治水，利水，環境面での課題を引き起こした事例がたくさんあります。本研究では，流域水循環系を解析するために開発してきたモデルの拡張と信頼性の向上をはかりつつあります。
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