小島　輝久

低平地での降雨排水システムに関する数値実験

細山田　得三


　輪中などを代表する低平地では、河川よりも土地の標高の方が低い。また、場所によっては海水面よりも土地が低いこともある。これらの土地に溜まった水はほとんど自然には排水されず、人工的に排水を行う必要がある。排水は地表面を流れる表面流出と排水路網による流れとに大別できる。

　本研究では、排水管の流れと地上における2次元的な氾濫計算と組み合わせることで洪水時における水の挙動を計算する。そして、この結果をもとに排水設備の設置の提案および効率的な操作運転法の提言をし、降雨排水システムの開発につなげることを目的としている。

　対象地域は、新潟市東部にある亀田郷と呼ばれる地域である。亀田郷は、信濃川、阿賀野川および小阿賀野川に囲まれた地域である。亀田郷の排水システムは、排水網により水を鳥屋野潟に集め、親松排水機場に送り、そこからポンプで信濃川に排水するというものである。

　まず、基本的な管路の流れを把握するために、単純な管路を仮定し、特定の場所の水位を上昇させ、流れを伝播させるシミュレーションを行った。その結果、管路内で進入波と反射波が重なり合い複雑な波形となった。これは、短時間における水位変化が大きいということを意味している。

　このシミュレーション結果を踏まえ、実地形における数値計算を行った。その結果、まず、流れの伝播速度が非常に大きいことがわかった。これから、排水の効果が短時間で領域全体に影響するということがいえる。また、流入点に対する流量が存在することから、管路の逆流が発生し、マンホールから地上に水が噴出する可能性があることがいえる。

　また、実際の地形に降雨を発生させ、水深を計算するシミュレーションを行った。この結果、水深が大きい地域、すなわち浸水しやすい地域があることがわかった。

　結論として、地下の管路網における流れの理解、および管路の逆流に起因する地上の氾濫の危険性が認識できたことがいえる。また、降雨時に浸水の被害を受けやすい地域が認識できたことがいえる。

　本研究においては、計算モデルを作成する所期の目的を達成することができた。このモデルを使った効率的な排水機場の運転法について検討していきたい。