有限要素法(FEM)による非定常二次元地下水流解析の偽振動解については, Neumen(1977), Wood(1996)などにより,70年代から,検討されており,その現象を回避するために,貯留集中有限要素法(SFEM),三角形メッシュ有限差分法(TFDM)が提案されている.しかしながら, FEM離散化式において,どの部分が偽振動解を起こさせるのかについては,特定されておらず,また,準三次元地下水流モデルでの偽振動解, FEM, SFEM, TFDM三方法の優劣などについては,十分に検討されていない.本研究では,まずFEMによる偽振動解が生じる原因を分析し,離散化式中の陰形式部分の加重が負で支配的になると,偽振動現象が生じることを示した.さらに,準三次元地下水流モデル及び単層二次元地下水流モデルにおける偽振動解の回避条件式を導出した.次に, FEM, SFEM及びTFDMの三方法による準三次元地下水流モデルの離散化式の数学的関係を明らかにし,安定性を比較した.以上の結果を検証するため,二次元モデルについては,タイス(Theis)方程式の解を基準とし,準三次元モデルについては,甲府盆地の単純化モデルを用いて,数値シミュレーションを行い,偽振動解を回避する条件の妥当性と各手法の優劣を確認した.

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貯留関数法を用いた洪水流出解析においては,一般的に入力として有効雨量が用いられ,この算定に流出率やフィルターによる流出成分の分離作業が必要となっている.筆者らは以前の研究において,損失を考慮した貯留関数モデルを提案し,有効雨量の代わりに観測雨量を直接用いて総流出高を精度よく再現することができた.このモデルは,貯留高と流量の関係に関する非線形性を表現できるものである.本研究では流出過程を二段の貯留関数型モデルで表現する.一段目の貯留関数には表面流出および早い中間流出を,二段目の貯留関数には地表からの浸透が再び河川流出に復帰する流れを規定し,さらに流域の蒸発散量を気象学的なモデルから計算して組み入れた.本研究で開発されたモデルを,北海道内の河川で観測された1998年の洪水記録および11年間の長期水文記録に対して適用した.その結果,ハイドログラフの再現性がきわめて良好であり,一段型の貯留関数と比較してより優れたモデルであることを確認した.提案モデルは,水文観測値を直接投入できることから,リアルタイムの洪水予測計算に適しており,流出量の成分分離計算に対しても有効である. 5個のモデル定数はニュートン法により容易に最適化が可能である.解析対象流域における長期流出解析においては,提案モデルによって計算された地下水流出に関する貯留高と観測地下水位が高い相関関係にあることを示した.

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The La Plata River Basin is one of the largest international river basin in the world, with an area of about 3.1 million km2. It includes parts of five countries (Argentina, Bolivia, Brazil, Paraguay and Uruguay) and its water resources are essential for their economic development. Together with reservoir development for hydropower, extensive deforestation, intensive agriculture practices and large urban development took place in the Parana, Paraguay and Uruguay basins affecting environmental conditions and raising important issues concerning water resources use and conservation which can be illustrated by the occurrence of blue green algae bloom, excessive sedimentation, and related water quality degradations. Therefore the need to promote participatory and cooperative efforts among water resources stakeholders as well as systematic interchange of information and experiences on common regional problems among organizations and experts throughout the basin devoted to water resources use and management, was claimed by researchers and managers gathered in the I and II International Workshops on Regional Approaches for Reservoir Development and Management in the La Plata River Basin held in 1991 and 1994, respectively. As a concrete response to said need, efforts carried out by a number of organizations from various countries within the Basin, with the support of international and national governmental organizations including Japanese Governmental and Non-Governmental Organization, succeeded in the foundation of La Plata River Basin Environmental Research and Management Network (RIGA), carried out in March 2001, within the framework of the III International Workshop, which was precisely one of the short term activities included in RIGA Action Plan.

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