降雨流出モデル

降雨流出モデルは、集水域を、降水を河川流量に変換する概念的な貯留とフラックスのシステムとして表現し、簡潔なシミュレーションと予測を提供します。

Definition

降雨流出モデルは、集水域平均の降水（および蒸発散）を、貯留とフラックスの構造を通じて河川流量に変換することをシミュレートする、しばしば概念的で集中型の数理モデルであり、パラメーターはキャリブレーションされます。

Scope

このトピックでは、集中型および半分布型概念降雨流出モデル、それらの相互接続された貯留構造、パラメーターと入力、およびシミュレーションと予測におけるそれらの使用について扱います。これは、より空間的に明示的な物理ベースモデル、およびキャリブレーションと不確実性のトピックを補完するものです。

Core questions

• 概念モデルは集水域の貯留と流出をどのように表現しますか？
• 降雨流出モデルにはどのような入力とパラメーターが必要ですか？
• 集中型、半分布型、分布型のアプローチはどのように異なりますか？
• 降雨流出モデルは運用上どこで使用されていますか？

Key concepts

• 概念的な貯留とフラックス
• 集中型モデルと半分布型モデル
• 土壌水分会計
• モデルのパラメーターと入力
• 河川流量のシミュレーションと予測
• HBVモデルとサクラメントモデル

Key theories

概念的な貯留・フラックスモデリング

集水域は、相互接続された概念的な貯水池（土壌水分、地下水、ルーティング用）によって表現されます。これらの貯水池の充填・流出挙動は、データに合わせてキャリブレーションされ、比較的少ないパラメーターで観測された河川流量を再現します。

運用概念モデル

HBVやサクラメント土壌水分会計モデルなどのモデルは、運用上の流量予測や水資源シミュレーションに採用されている概念降雨流出モデリングの例です。

Clinical relevance

概念降雨流出モデルは、運用上の流量予測、貯水池および給水計画、気候および土地利用影響研究の主力であり、忠実度と必要とされるデータおよび計算との間で実用的なバランスを提供します。

History

単位ハイドログラフに続き、1960年代からスタンフォード流域モデル、サクラメントモデル、HBVなどのデジタル概念集水域モデルが登場しました。これらの貯留・フラックスモデルは運用予測の標準となり、後に半分布型および分布型へと拡張されました。

Key figures

• Keith J. Beven
• Sten Bergstrom
• Robert J. C. Burnash

Seminal works

• beven2012
• bergstrom1976
• burnash1973

Frequently asked questions

概念降雨流出モデルとは何ですか？

これは、集水域を相互接続された少数の概念的な貯留とフラックスで表現するモデルであり、空間における完全な物理現象を解くのではなく、シミュレートされた河川流量が観測値と一致するようにパラメーターがキャリブレーションされます。

詳細な分布型モデルの代わりに集中型モデルを使用する理由は何ですか？

集中型概念モデルは、はるかに少ない入力データと計算しか必要とせず、多くの場合、出口での河川流量に対して同程度の精度を持つため、特に詳細な空間データが利用できない場合でも、予測や計画において依然として人気があります。