アジアでの水災害評価

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1 アジアでの水災害評価 ( 創生プログラム領域テーマ D) ( 独 ) 土木研究所 International Centre for Water Hazard and Risk Management (ICHARM) 宮本守

2 創生プログラムにおける ICHARM の役割 創生プログラム領域テーマ D の研究体制 自然災害に関する気候変動リスク情報の創出 a. 気候変動に伴う気象災害リスクの評価 東京大学 b. 気候変動に伴う河川流域災害リスクの評価 京都大学 c. 気候変動に伴う沿岸災害リスクの評価 京都大学 d. 気候変動リスクの社会 経済影響と適応策の評価手法の構築 京都大学 e. アジアにおける水災害リスク評価と適応策情報の創生 ICHARM 水資源に関する気候変動リスク情報の創出 生態系 生物多様性に関する気候変動リスク情報の創出

3 対象とする 5 つの流域 Indus River basin 1,170,000km 2 Pakistan 大陸 Chao Phraya River basin 160,000km 2 Thailand Pampanga River basin 10,500km 2 Philippines Lower Mekong River basin 800,000km 2 島嶼 Cambodia Bengawan Solo River basin 16,000km 2 Indonesia 研究の必要性 洪水災害の最も多いアジアで急速な経済発展 防災対策を確実に実施しなければ世界経済に影響を与える災害発生の可能性大 水利用と水災害がトレードオフの関係にあり, 流出特性が変化が社会経済に影響 主要なインフラ整備には長期間が必要であり それまでに起こる変化を先取りした防災 水資源管理が必要 アジアの特徴的な脆弱地域に対して災害リスク, 影響範囲, 頻度の変化を評価し災害リスクに係わるモニタリング指標の提示 流域スケールでの影響評価基本技術の開発 ハザード評価のローカルカスタマイズ 不確実性評価 (CMIP5) 社会 経済影響評価 ( 洪水 渇水 ) 脆弱性モニタリングシステム 特定脆弱地域での影響評価 ハザード 社会経済影響の対応構造 不確実性を含む社会経済影響評価 ローカル適応への必要情報

4 GCM 降雨情報から水災害リスク評価 各種 GCM 現在 / 将来気候実験データ 流域スケール降水情報 各種シナリオダウンスケーリングバイアス補正 不確実性評価 将来気候 - 現在気候 流域水文モデル RRI / IFAS / BTOP 流量変化予測 水位変化予測 浸水深変化予測 不確実性評価 不確実性評価 流量 1/10,1/50,1/100 FHM 浸水頻度マップ 水位 社会 経済影響評価 災害リスクモニタリング指標 洪水リスク ( 家屋被害 事業所被害 農業被害 ) 渇水リスク ( 水ストレス リスク分担 ) 氾濫頻度マップ

5 降水予測 ( 力学的ダウンスケーリング ) 大陸 ワークフロー 島嶼 Monsoon( 大陸 ) と Typhoon( 島嶼 ) NCEP 再解析データ WRF 確率降水量流出モデル 島嶼の流域のパンパンガ川流域, ソロ川流域では, 流出解析に高解像度毎時降水データが必要なため力学的ダウンスケーリングにより高分解能降水データを算出 領域モデル WRF を使用. GCM 再解析データ 20~150km 10km/2 kmにダウンスケーリング 現在気候実験 温暖化実験のそれぞれ 25 年間の最大降水イベントをダウンスケーリングし 確率降水量を流出モデルに適用し温暖化影響を定量的に評価 観測値で検証 現在気候実験データ WRF 確率降水量流出モデル 温暖化気候実験データ WRF 確率降水量 用いる気候実験データ MRI-AGCM 3.2S 20km 間隔 ( 現在気候 RCP8.5) MIROC5 150km 間隔 ( 現在気候 各種 RCP シナリオ ) 等 流出モデル 温暖化影響評価

6 GCM 降水量のダウンスケーリング 進捗状況 NCEP 再解析データのダウンスケーリング ( 地上観測があるもの 4 例 ) により 観測と同程度の降水を出力することを確認 この地域の極端降水はほぼ台風によってもたらされる 更に MIROC5 を対象としたプログラム開発 試験計算を行った 2011 年 9 月洪水イベント ( 台風 17 号 ) NCEP 再解析平均 Downscaling 平均地上雨量計平均 100km メッシュ 2km メッシュ雨量計 18 ヶ所 年 9 月 (17 号 ) による洪水イベント 2011 年 6 月 (5 号 ) による洪水イベント 年 7 月 (13 号 ) による洪水イベント 積算降水量 (3 日 ) 228 mm 270 mm 304 mm 地上雨量計 ダウンスケーリング 今後の取り組み MRI-AGCM3.2S の現在気候実験の力学的ダウンスケーリング計算に着手 GCM 計算が終わり次第 MRI-AGCM3.2S 温暖化実験ダウンスケーリング MIROC5 の現在気候 温暖化実験の力学的ダウンスケーリング実験

7 フィリピン パンパンガ川流域 流域の諸元 流域面積 :10,434km 2 河道長 :260km 年降水量 :2,155mm 雨量観測所 :18 地点 水位観測所 :11 地点 近年の洪水 2012 年 8 月 Monsoon Rainfall 2011 年 9 月台風 NESAT,NALGAE 2011 年 6 月台風 MEARI 2009 年 9 月台風 KETSANA,PARMA 2011 年 9 月の台風 Pedring による洪水 水文観測所土地利用河川堤防

8 パンパンガ川流域の特徴 ダウンスケーリング 典型的に台風現象による洪水被害発生 流域水管理 2 つの多目的ダム (Pantabangan Dam, Angat Dam). 特に 本川に位置する Pantabangan ダムは治水と灌漑の両方で大きな役割 中流域に広大な湿地帯 (Candaba Swamp, San Antonio Swamp). 特に Candaba Swamp は洪水の自然遊水機能 灌漑や漁業等の 2 次利用 環境保護地域などの役割を果たしており住民の生活様式も洪水と共存 流域全体が大規模灌漑農業による重要穀倉地帯 洪水特性 台風に起因して上流から順に浸水するが 湿地帯を除きおおよそ 1 週間以内で排水 Angat dam ( m 3 )

9 パンパンガ川流域の遊水地帯 Candaba Swamp 洪水氾濫 遊水 地域 Candaba Swamp San Antonio Swamp Pampanga delta area 乾季 Cabiao flood way 雨季 San Antonio Swamp Candaba Swamp Pampanga Delta 越流堤 カンダバスワンプ内の住居 洪水と共生している地域においては他のエリアとは異なるリスク評価が必要

10 Cabiao Flood Way

11 洪水予測モデルの適用 RRI Mayapyap 地点 San Isidro 地点 2011 年 9 月洪水

12 洪水ハザードの特定 (m) (m) San Isidro 地点における流量 流域の土地利用 Mayapyap 地点 San Antonio Swamp Candaba Swamp San Isidro 地点 2011 年 9 月洪水の最大水深 (RRIモデル) 2011 年 9 月洪水の氾濫解析結果

13 洪水予測に関する今後の取り組み Mayapyap 地点 地上雨量計データの降雨分布例 NCEP 再解析データのダウンスケーリング例 San Isidro 地点ダウンスケーリング ( 20~150km 10km/2km ) したNCEP 再解析データのRRIモデルへの適用は確認 (2011 年 9 月洪水 ) 今後 将来気候の降水量を力学的にダウンスケーリングして氾濫解析気候変動下での洪水ハザード ( 範囲 深さ 期間 ) の変化を予測

14 社会 経済影響評価 ( 被害の推定 ) 累積雨量から田植え開始日を算出 水位ハイドログラフ 水深 / 期間分布 最大水深分布 浸水深 期間の算出 浸水深 期間と農業被害曲線 農業被害曲線 被害曲線 家屋価値 - 被害率曲線 家屋被害曲線 家屋価値分布 結果 農業被害額 家屋被害額

15 農業被害の算定 米の成長段階 1 苗床 / 実生苗 ( 籾の発芽から20 日 ) 2 新苗木 ( 種まき後 1-20 日 ) 3 成長期 (21-45 日 ) 算出方法 生産価値の損失 = 被害面積 投入コスト / ha 収率損失 4 穂ばらみ期 (46-75 日 ) 生産価値の損失 = 損失量 直近の売価 5 成熟期 ( 日 ) 損失量 = 直近の収穫高 /ha 被害面積 収率損失 湛水日数 成長段階 1-2 日 3 4 日 5 6 日 7 日以上 推定損失収率 成長期 穂ばらみ期 ( 部分浸水 ) 穂ばらみ期 ( 全浸水 ) 成熟期 熟成期 成長期 収率損失の推定 穂ばらみ期 ( 部分浸水 ) 農業被害額の算定にはフィリピンの被害調査手法を参考とする 穂ばらみ期 ( 全浸水 ) 成熟期 熟成期

16 家屋被害の算定 政府による補償総額を算定して被害とする 地元政府が全壊と半壊の家屋数を調査 参考 : Department of Social Welfare and Development Region III 全壊家屋 : 完全に倒壊, 火事による焼失した家屋 10,000 ペソ /1 世帯 Department of Social Welfare and Developmentが補助 半壊家屋 : 一部倒壊, 火事による焼失した家屋の数 5,000 ペソ /1 世帯 Department of Social Welfare and Developmentが補助 避難所の供給 : もともとの家に住むことが難しい場合 70,000 ペソ /1 世帯 Department of Social Welfare and Developmentが補助 その他 : 地元政府がその他の補助を世帯に対し供給 避難所供給の評価基準 : 食費の最低範囲を基準にして 家族数 6 人の 1 ヶ月の収入が都市エリアで 19,936 ペソ 田園地域で 9,767 ペソ以下であること カンダバスワンプの家屋様式は 浸水を前提とした高床式住居である 家屋や資産の被害形態は地域の社会経済的コミュニティと洪水特性によって異なる 家屋資産分布 被害曲線 家屋被害分布

17 社会 経済影響評価に関する 社会 経済影響評価を実施 今後の取り組み Risk = f (hazard X damage X vulnerability) 将来気候予測による外力 ( 洪水, 渇水 ) の変化 人 資産 ( 土地, 家屋等 ) 産業 ハード ( 遊水地, 堤防, ダム ) ソフト ( 洪水予警報, 教育 ) 洪水リスク : 農業被害, 家屋被害, 事業所被害 渇水リスク : 水ストレス, リスク分担 災害リスクモニタリング指標 災害リスク管理 ( 流域における政策提言 )

18 まとめ Monsoon と Typhoon で区別してダウンスケーリング 政府および自治体の補償額から被害を算定 浸水脆弱地域 ( 湿地帯 ) では家屋形態や生活様式等を十分に考慮して温暖化影響を評価

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