Hydrology Basics
河道追跡
河道追跡は、上流の流量波形が河道を流下する間に、遅れ・減衰・変形する過程を計算する手法です。
河道で起きること
洪水波は河道を下流へ進みます。その際、河道内の貯留、氾濫原、粗度、勾配、断面形状によってピークが遅れたり、低くなったりします。
概略検討では Muskingum 法のような水文的追跡、詳細検討では不定流計算のような水理的追跡を使います。
Qj+1 = C1Ij+1 + C2Ij + C3Qj
I: 流入、Q: 流出、C1〜C3: 追跡係数、j: 時刻ステップ
Muskingum 法の入力と確認
| 項目 | 意味 | 確認ポイント |
|---|---|---|
| 流入 I | 上流端または上流区間から入るハイドログラフ | 時間刻み、ピーク、総量、単位 |
| 初期流出 Q0 | 計算開始時の下流流量 | 初期条件が結果に与える影響 |
| C1, C2, C3 | 流入・前時刻流入・前時刻流出の重み | 係数和、安定性、実測との整合 |
| 時間刻み Δt | 計算ステップ | 短すぎる・長すぎる場合の不安定や波形劣化 |
上流流量と下流流量の観測がある場合は、ピーク時刻と減衰率が再現できるように係数を調整します。
水文的追跡
流量波形を対象とし、河道を貯留システムとして扱います。入力データが少なく、概略検討に向きます。
水理的追跡
水位、流量、断面、粗度、境界条件を使い、不定流方程式に基づいて計算します。詳細な氾濫解析や河川計画に向きます。
関連ソースファイル
Muskingum 法による河道追跡のサンプルを、外部 Python ファイルとして同梱しています。