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   Memo - 水文モデル distributed編 [2004年09月]
●分布型水文モデルを整理する目的で,立ち上げたページ.でも,昨今の分布型モデルの激しい乱立で手に負えない・・・.流域の水の流れや,考え方を上手にモデル化(簡素化して)いく集中型水文モデルと異なり,分布型水文モデルの多くは,水文素過程の既存式の組み合わせ問題になってきているので,注目に値するモデルが少ないのが現状でしょうか・・・・.
あとは,早めにモデルを作り上げて適応実績を多く挙げたモデルが勝っていくのですかねぇ.
 大別すると,ダイナミックウェーブタイプ・キネマティックウェーブタイプ・TOPMODELタイプ・複合タンクモデルタイプ,SHEタイプの5つになるんでしょうか・・・.


- 分布定数型水文モデル一覧
(半分布型モデルも含む)
名前 開発元・開発年 備考
CASC2D
Cascade - 2D
Julien et al.,1995
Ogden,1998
流域をメッシュに区切る.各メッシュについて,降雨に対する土壌への浸入をGreen-Ampt式に基づいて計算.余剰水を直接流出量として,St.Venant式の二次元拡散波を伴うManning式として解く.河道に達したものを順次合成していき任意の地点の流出量を計算する.
HSPF
Hydrological Simulation Program-FORTRAN
U.S.EPA
U.S.Geological Survey

適用例
Stanford Modelをベースに発達したモデル.水質の挙動を早くからモデルに導入しているため,さまざまなオプション・バージョンがある.それらを組み合わせたパッケージソフトとしても発売されている.北米での適用例が目立つ.
SLURP model
Simple LUmped Reservoir Parametric model
or Semi-distributed Land Use-based Runoff Processes model
G.W.Kite,1995 流域をサブ流域(HRU or GRUs or ASAs)に分割.サブ流域毎にタンクモデル型の簡単なモデルで水収支を計算し,DEMで決定した流下方向に向かって流下しながら流量を合成していく.
北米とくにカナダの大流域での適用例多し.
TOPMODEL
TOPography-based variable contributing area hydrological MODEL
K.J.Beven and M.J.Kirkby,1979 流出寄与域をモデル化した半分布型モデル.
大流域から小流域まで適用例は豊富.
SHE
System Hydrologique Europeen
IIHEE(オランダ)
Institute of Hydrology(イギリス)
SOGREAH(フランス)
DHI(デンマーク)  ,1986
地表流・河道流・不飽和浸透流・飽和浸透流等各水文過程の連立式を有限要素法を用いて解析していく完全分布定数型物理モデル.
Kinematic wave法 雨水流法
特性曲線法
KINEROS(a KINematic runoff and EROSion)
 など様々
?? the late 1960's
末石富太郎,1955
Woolhiser et al,.1990
幅の広い一様斜面のうち単位幅当りの雨水の流下を考え,流出水を上流から順次加えていき,任意の地点の流量を求める.降雨時の直接流出の計算に適しているが,さまざまな改良モデルが存在する.
複合タンクモデル
or 流域水循環モデル
丸山・富田ら,1979
中桐・渡辺・三野,1998
流域における農業用水・排水利用の変化が河川流況に及ぼす影響を評価するために開発されたモデル.流域全体を単位ブロックに分け,各ブロック内で各土地利用別に直列4段ないし2段のタンクモデルを適用.とくに水田の用排水利用を実態に基づいてモデル化する.
SIPHER-MODEL パシフィックコンサルタンツ
宮崎大学
H14〜H15年統合分布型モデルとして要素モデルを統合し,千葉県印旛沼流域に適用.
<モデルの組み合わせ>
余剰水・蒸発散・地下浸透:IE-Model
地下水:平面二次元浸透流解析
地表面流:二次元DW
河道流:一次元不定流
水田:欠口流出法
・その他
水質モデル・閉鎖性水域モデルも組み込まれている.
WEPモデル
Water and Energy transfer Process Model for watershed management
土木研究所河川部 海老川流域に適用された分布型モデル
<モデルの組み合わせ>>
蒸発散:ペンマン式およびペンマン・モンティース式.降雨遮断有
地下浸透:一次元不飽和浸透流
地下水:平面二次元浸透流解析
地表面流:一次元KW
河道流:一次元不定流
・その他
窪地貯留効果有
COD,SS,N,Pの輸送モデル
PDE 日本工営 鶴見川流域に適用された分布型モデル
Hydro-BEAM
Hydrological River Basin Environment Assesment with Multi-layer and Multi-mesh
京都大学小尻研究室 グリッド型モデル.流域をメッシュ分割し,各メッシュ内に多層モデルを設定して3次元的に流域を表現する.メッシュは落水線で連結し,河道もメッシュ状に設定.土地利用,河道,標高,下水道,用水路,人口分布をメッシュ毎に設定.
SWRRB
Simulator for Water Resources in Rural Basins
USDA(米国農務省) 斜面要素型のモデルであるが,鉛直方向は多層モデルになっている.水分移動の表現は物理型と概念型の折衷型となっている.パラメータは土壌タイプ等によりカタログ化されている.解析は時間刻み1日単位
PRMS
Precipitation Runoff Modeling System
DeVris and Hromadka,1993
SWMM
Storm Water Management Model


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