都市盆地における従来型と持続可能な洪水緩和対策を比較するためのロバストなアプローチ

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J. Environ. Manage..2020 Sep;269:110822. S0301-4797(20)30753-2. doi: 10.1016/j.jenvman.2020.110822.Epub 2020-05-27.

都市盆地における従来型と持続可能な洪水緩和対策を比較するためのロバストなアプローチ

A robust approach for comparing conventional and sustainable flood mitigation measures in urban basins.

Ioannis M Kourtis
Vassilios A Tsihrintzis
Evangelos Baltas

PMID: 32561019 DOI: 10.1016/j.jenvman.2020.110822.

抄録

都市集水域におけるさまざまな洪水緩和対策を評価するための統合的な方法論的枠組みを示す。この枠組みは、洪水ハザード緩和に関するさまざまな代替案の効果を定量化することを目的とした、水文学的、水理的、経済的な指標で構成されている。評価された代替案には、従来型の排水対策と影響の少ない開発対策の両方が含まれる。従来の排水対策は以下の通りである。従来の排水対策としては、(i) オフラインの貯水槽、(ii) 下水道の拡張があった。影響の少ない開発対策は以下の通りである。低インパクト開発対策としては、(i)グリーンルーフ(GR)、(ii)透水性表面(PS)がある。各対策は、SWMM5 を用いて洪水軽減効果をモデル化し、その結果を既存の状態（洪水軽減対策を行わない状態）と比較した。また、検討したすべての解決策について、代表的な耐用年数（30 年）における建設費、維持管理費の比較を行った。シミュレーションの結果、低インパクトの開発対策と従来の排水対策は、発生確率の低い暴風雨に対しても高い効果を発揮することが明らかになった。しかし、経済性の観点からは、下水道の肥大化が最良の選択肢であることがわかった。しかしながら、下水道出口でのピークは増加し、ピークまでの時間は変わらず、その結果、局所的な洪水問題は解決されるが、下流の洪水問題が発生する可能性がある。他の基準、すなわち、交通障害、騒音、建設の容易性、コベネフィット、下流への影響などを考慮すると、従来の排水対策と比較して、低インパクトの開発対策は魅力的なものとなる。

An integrated methodological framework for assessing different flood mitigation measures in urban catchments is presented. The framework comprises hydrologic, hydraulic and economic indices aiming at quantifying the effect of different alternatives regarding flood hazard mitigation. The alternatives evaluated include both conventional drainage solutions and low impact development measures. The conventional drainage solutions were: (i) off-line detention tanks; and (ii) sewer enlargement. The low impact development measures included: (i) green roofs (GR); and (ii) permeable surfaces (PS). Each solution was modeled using SWMM5 with respect to flood reduction effectiveness, and the results were compared to those of the existing condition (i.e., no flood mitigation measures). All the examined solutions were also compared based on their construction and operation and maintenance costs for a typical lifespan (i.e., 30 years). The results of the simulation revealed that both low impact development measures and conventional drainage solutions were highly effective even for storm events with low probability of occurrence. However, sewer enlargement was found to be the best alternative from an economic perspective. Nevertheless, peak at the sewer exit increased and time to peak remained unchanged; as a result, local flooding problems are resolved but downstream flooding problems may be introduced. If other criteria are considered, i.e., traffic obstruction, noise, construction easiness, co-benefits and downstream impacts, low impact development measures become more attractive compared to conventional drainage solutions.