研究紹介

気候変動下での大規模水災害に対する施策群の設定・選択を支援する基盤技術の開発（Ｈ22〜Ｈ26）

IPCC作業部会の第５次報告書が公表され、気候システムの温暖化には疑う余地がないと述べ、地球温暖化により水災害の発生頻度や規模が増大する恐れが懸念されています。気候変動適応研究本部では、その影響の下での洪水災害リスク評価手法を開発するとともに、流域毎の実態や実現可能性を踏まえ実務に使える適応策オプションを拡充し、それらの適応策検討の進め方を示すための表記のプロジェクト研究を実施しました。その成果の概要を紹介します。

■プロジェクト研究の背景・目的
　気候変動の下で、従来の河川計画が目標とする治水安全度を超える外力（超過洪水）の発生を含めた洪水被害の激化・頻発化が懸念されます。本研究は、気候変動予測結果を河川計画指標に翻訳する技術、超過洪水時の災害リスクを評価する技術、それらの災害を軽減するための様々な施策メニューの拡充手法等の基盤技術の開発を行うとともに、それらを総合化して洪水防災・減災マネジメントを進めるための考え方を提示することで、気候変動への適応策の実現を推進することを目的とします。平成22年度から25年度にかけて４年間にわたり、気候変動適応研究本部（河川研究部、下水道研究部、旧環境研究部、旧危機管理技術研究センターの関係研究室から構成される横断的な研究グループ）において実施しました。

■主要な研究成果
（１）気候変動予測結果を河川計画規模豪雨や洪水・河川整備労力への影響として翻訳
　気象研究所の4種の気候予測モデルによる降水量予測データを用いて、洪水流量や氾濫リスク（治水基準点における計画規模相当流量を超える確率）、及び、必要となる追加の河川整備労力について、気候変動がどのように影響し伝播するかを調べました。その結果、各河川の4種モデルによる予測中央値を全国一級水系（109水系）の中央値を平均した値として、河川計画規模の豪雨は現在の1.2倍弱になり、その影響で洪水流量は1.2倍強、河川整備必要量指標は約1.8倍、洪水氾濫可能性は約2.6倍に増大することがわかりました（図１）。降水量の増加率は小さくとも、河川整備労力に与える影響は増幅し、河川行政における的確な温暖化適応策の立案・実施が重要な課題であることを明らかにしました。

（２）超過洪水時に想定される氾濫被害シナリオを網羅的に把握し、流域での氾濫被害を評価する手法を開発
　設計以上の外力（超過洪水）を受けたときに洪水防御システムに見込まれる機能発揮と氾濫被害との関係を網羅的に把握し、氾濫原内の人口・資産分布状況と重ね合わせることで、超過洪水時に想定し得る様々な氾濫被害パターンを事前に把握する手法を開発しました。

（３）不確実性を有する超過外力に対して、被害の起こり方を制御する減災マネジメント検討の枠組みを提案
　洪水外力の将来増大予測等を踏まえ、ハードとしての施設整備だけでなくソフト一体での取組も求められます。そこで、様々な適応策メニューの選択や組み合わせを検討するにあたって必要となる減災マネジメントの枠組みを提案しました（図２）。そこでは、超過外力発生時に、急激に災害が増大すること等がないよう、被害の起こり方を制御する観点が必要になることを指摘しました。

（４）激甚化する洪水被害の軽減に資する様々な施策オプションを提示
●近年の短時間豪雨の増加傾向を分析し、効果的な都市雨水排水対策の方向性を提示
　現在一般に入手可能な気候予測モデルデータでは、空間分解能の粗さから都市浸水対策に重要となる狭領域での短時間豪雨の変化予測を行うことはできません。そこで、過去50年間の観測データの増加傾向をもとに50年後の10分・60分間降雨強度を推計し、将来1.3〜1.4倍程度になるとの見通しを得ました。また、その場合に雨水排水幹線・支線の各レベルにおいて、どのように雨水浸透・貯留・流下の各施設を整備強化するのが効果的かを示しました。
●XバンドMPレーダによるゲリラ豪雨観測技術を開発し、観測体制を確立
　短時間に急激な変動を示すゲリラ豪雨をはじめとする大雨を的確に捉えるために、（独）防災科学技術研究所等において開発が進められていたXバンドMPレーダ技術を導入し、地上雨量計によるリアルタイム補正が不要で高精度であり、時空間分解能が高い降雨観測技術を開発・実用化しました。国土交通省は既に38台を全国の主要都市圏を中心に設置し、民間での利活用も進められています。
●最新の気象予測情報を活用したダム操作高度化技術を開発
　最新の降雨予測（アンサンブル予測）情報を有効に活用し、ダムの洪水調整手法を高度化する技術を開発しました。既存の治水目的を有するダムの機能を最大限有効活用しようとするものです。台風性降雨で降雨予測の精度が高い場合は、この手法により効果的な洪水調節が可能であることを示しました。
●遊水機能を維持・活用した治水の実践例の分析から施策実施の鍵となる共通的な条件を整理
　氾濫を考慮した治水施策の推進に向け、既存の遊水機能を有する区域を維持し、治水に有効に活用している施策事例を俯瞰し、施策を可能とした地域条件の類似点を分析しました。建築物規制や雨水流出抑制施設設置など浸水被害軽減のための土地利用規制の制度化は、その重要な要素の一つです。

詳細は、こちらから
http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/tnn/tnn0749.htm
http://www.nilim.go.jp/lab/bcg/siryou/kpr/prn0056.htm
※気候変動適応研究本部として実施している本プロジェクト研究以外の成果：沿岸環境への影響評価、河川環境への影響評価、利水への影響への適応方策（下水処理水の活用）、等についてもご覧いただけます。

都市におけるまちづくりと一体となった浸水被害リスク低減手法の研究（Ｈ27〜）

１．地域と一体となった減災の必要性
　気候変動影響による水害の規模や頻度が増大することが懸念される中で、施設整備を着実に推進するとともに、まちづくりと一体で減災を推進することが求められています（例えば社会資本整備審議会「水災害分野における気候変動適応策のあり方について〜災害リスク情報と危機感を共有し、減災に取り組む社会へ〜」答申、2015年8月）。そこで、多様性の高い都市に焦点を当て、水害に対する脆弱性を洗い出し、まちづくり・暮らし方における減災対策とその評価に関する研究を開始しました。

２．三つの着眼点
（１）内水・外水一体での浸水ハザードの解明
　一級水系では年超過確率1/100〜1/200規模、都市域では下水道計画に対応した1/5〜1/10規模の洪水（外水・内水）外力に対するハザードマップが多く作成されていますが、ゲリラ豪雨のような1/100を超える規模の内水や、内水と外水が重畳する場合のハザードはよくわかっていません。そこで、内水氾濫を1/100超規模に拡張した場合や、内水氾濫に外水が重畳した場合など、様々な外力規模に対する浸水ハザードの実相を分析する手法を開発します。
（２）都市の多様性を踏まえた浸水ハザードから被害リスクへの翻訳
　浸水等のハザード情報が公開されても、事業者や住民が自分にどのような被害リスクがあるのかを理解することは容易ではありません。そこで、浸水被害を規定し得る建物や事業者・住民の特性（属性）を分析し、それらの属性毎にハザードと重ね合わせることで、都市の多様な実態に即した被害リスク情報に変換するモデルを開発します（図−１）。例えば、建物属性毎に浸水深と資産被害との関係を評価しておくことで、被害リスクのみならず、ピロティ化・止水板・資産移動等による対策効果の定量評価が可能となります。
（３）地域防災力・減災力を踏まえた対策の提示
　詳細なハザード・リスク情報を提示しても、地方公共団体・事業者・住民にとってはどのような対策を組み合わせれば良いかがわからないと意味がありません。そこで、上記の各種属性や対地区の防災力・減災力（地域の強み・弱み）に応じて適切な対策メニューを検討し提示する手法を併せて検討します。

３．まちづくり・防災部門と連携した研究体制
　河川研究部（河川研究室、水循環研究室、水害研究室）、都市研究部（都市計画研究室、都市防災研究室）、下水道研究部（下水道研究室）、社会資本マネジメント研究センター（国土防災研究官）といった河川・下水道整備、まちづくり、防災に関連する関係研究部が協働できる気候変動適応研究本部の体制を活かして、3年間の予定で横断的に研究を行っています。

図−１　都市の多様な属性に応じたハザードからリスクへの翻訳と対策メニュー提示の概念

過去の研究紹介

　研究本部の研究活動は平成22年度から始まったわけではなく、既にいくつかの研究が行われ、 それらが上記のプロジェクト研究にも反映されます。
その代表例を紹介します。

• 「局地豪雨を早期に察知し先手を打つ豪雨対策の強化」 （研究紹介pdfファイル:約1.13MB）
  　MPレーダという新しい豪雨探知技術を駆使して、いわゆるゲリラ的な豪雨の対策を強化しようとするものです。
  
  
• 「降雨予測技術を活用したダム洪水調節操作の高度化」 （研究紹介pdfファイル:約2.18MB）
  　気候変化への対応においても、既設のインフラを従来以上に有効に利用する新たな技術開発が重要との考えから、 ダムの洪水調節において、近年発達がめざましい降雨予測技術を実務に耐える形で適用する方法を得ようとする研究です。
  
  
• 「気候変動による渇水リスク増加に対応した下水処理水の活用方策に関する研究」 （研究紹介pdfファイル:約1.05MB）
  　下水処理水の活用を促進することが、都市を中心とした水システムに関する中長期的な効率化と、 渇水時の水源としての利用拡大を通じて、気候変動影響への適応につながることに着目した研究です。
  
  
• 「気候変動が河川環境に与える影響評価に関する調査」 （研究紹介pdfファイル:約176KB）
  　将来予測されるような幅の気候変動が過去にも短期的には生じていることに着目し、その実態と生物応答を調べることで、 複雑な生物現象を含め、気候変動が河川環境に与える影響をとらえる実際的な方法を得ようとする研究です。
  

　私たちは、気候変動適応研究を、以上に紹介した研究に限定し、あるいは固定して考えているわけではなく、今後の研究の進展や新たなニーズの出現に応じて、基本線は堅持しつつ柔軟に進めていく方針をとっています。新たな研究の展開については、逐次紹介させていただきます。