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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-20
(45)【発行日】2024-05-28
(54)【発明の名称】解析方法
(51)【国際特許分類】
G06Q 50/08 20120101AFI20240521BHJP
【ＦＩ】
G06Q50/08
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021020091
(22)【出願日】2021-02-10
(65)【公開番号】P2022122691
(43)【公開日】2022-08-23
【審査請求日】2023-04-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000231198
【氏名又は名称】日本国土開発株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100087480
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 修平
(74)【代理人】
【識別番号】100136261
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 俊成
(72)【発明者】
【氏名】秋山 直樹
(72)【発明者】
【氏名】日高 陸生
【審査官】星野 裕
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１９－０９０１９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－１５４４６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－１２３６１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－０１０３２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－００４２４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｑ １０／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定範囲において地中に埋設される暗渠排水管の配置と、地表面と前記暗渠排水管とを接続し、地表側から前記暗渠排水管に水を送る集水管の配置と、を取得する処理と、前記所定範囲の三次元地形データと前記集水管の配置とに基づいて、前記集水管が存在するくぼ地の貯水量を算出する処理と、
前記集水管が存在するくぼ地の貯水量、前記暗渠排水管の排水量、及び前記集水管が存在するくぼ地への水の予測流入量に基づいて、前記集水管が存在するくぼ地を越流するまでの時間を算出する処理と、
を含む解析方法。
【請求項2】
前記集水管が存在するくぼ地を越流するまでの時間を前記暗渠排水管の径に基づいて解析する処理を含む請求項１に記載の解析方法。
【請求項3】
前記取得する処理では、前記集水管が存在するくぼ地の周りに設けられる仮設堤防の位置及び高さを取得し、前記集水管が存在するくぼ地の貯水量を算出する処理では、前記仮設堤防の位置及び高さに基づいて、前記集水管が存在するくぼ地の貯水量を算出する、請求項１又は２に記載の解析方法。
【請求項4】
前記集水管は、重機が走行する予定の経路以外の箇所に配置される、請求項１～３のいずれか一項に記載の解析方法。
【請求項5】
前記三次元地形データを多数のメッシュに分割し、隣接する前記メッシュの高低差から前記所定範囲における水の流れを示す流線を特定する処理と、前記集水管が存在するくぼ地に下流端を有する前記流線に対応するメッシュの面積に基づいて、前記集水管が存在するくぼ地への水の予測流入量を算出する処理と、
を含む請求項１～４のいずれか一項に記載の解析方法。
【請求項6】
集水管が存在しないくぼ地における水の流れを予測し、予測した前記水の流れに基づいて、前記集水管が存在するくぼ地への水の予測流入量を算出する請求項５に記載の解析方法。
【請求項7】
前記流線を特定する処理では、特定した前記流線のうち、前記所定範囲の外形線と交差しない流線を抽出し、抽出した前記流線の下流端が位置するくぼ地メッシュと、該くぼ地メッシュに隣接するメッシュのうち前記くぼ地メッシュと最も標高が近いメッシュとを繋ぐ流線を更に特定する、請求項６に記載の解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、解析方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、降雨量・地形・家屋・土地利用状況・下水道ネットワーク等のデータをもとに降雨による雨水の浸水・流出量を検出し、また浸水状況と浸水による家屋等の被害状況を検出して予測し、さらに強制排水等の管理を制御するようにしたリアル浸水マップシステムが知られている（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００２－２９８０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来においては、例えば造成工事等を行う工事区域内に存在する集水管が存在するくぼ地（調整池とも呼ばれる）の越流について、精度よく解析できていない。また、工事区域内に複数の調整池が存在する場合に、各調整池の容量を効率的に管理できていないおそれがある。
【0005】
１つの側面では、本発明は、集水管が存在するくぼ地を越流するまでの時間を精度よく算出することができる解析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第１の態様では、解析方法は、所定範囲において地中に埋設される暗渠排水管の配置と、地表面と前記暗渠排水管とを接続し、地表側から前記暗渠排水管に水を送る集水管の配置と、を取得する処理と、前記所定範囲の三次元地形データと前記集水管の配置とに基づいて、前記集水管が存在するくぼ地の貯水量を算出する処理と、前記集水管が存在するくぼ地の貯水量、前記暗渠排水管の排水量、及び前記集水管が存在するくぼ地への水の予測流入量に基づいて、前記集水管が存在するくぼ地を越流するまでの時間を算出する処理と、を含む。
【発明の効果】
【0008】
集水管が存在するくぼ地を越流するまでの時間を精度よく算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】情報処理装置のハードウェア構成を概略的に示す図である。
【図2】情報処理装置の機能ブロック図である。
【図3】計画作成部の処理を示すフローチャート（その１）である。
【図4】計画作成部の処理を示すフローチャート（その２）である。
【図10】暗渠排水管、集水管、仮設堤防の関係を示す模式図である。
【図11】集水管及び仮設堤防と、調整池との関係を示す図である。
【図14】調整池の容量Ｖ1、Ｖ2について説明するための図である。
【図15】防災判定部の処理を示すフローチャート（その１）である。
【図16】防災判定部の処理を示すフローチャート（その２）である。
【図19】水系について説明するための図である。
【図20】施工完了箇所を特定する処理を説明するための図である。
【図21】重要調整池について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
【0011】
図１には、一実施形態に係る情報処理装置１００のハードウェア構成が概略的に示されている。図１の情報処理装置１００は、土地造成工事等を行う際の施工計画を策定する人や施工中に防災判定を行う人（以下、作業者と呼ぶ）が利用するＰＣ（Personal Computer）等の端末である。
【0012】
図１に示すように、情報処理装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）９０、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２、ＲＡＭ（Random Access Memory）９４、記憶部（ＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive））９６、ネットワークインタフェース９７、表示部９３、入力部９５、及び可搬型記憶媒体用ドライブ９９等を備えている。これら情報処理装置１００の構成各部は、バス９８に接続されている。表示部９３は、液晶ディスプレイ等を含み、入力部９５は、キーボード、マウス、タッチパネル等を含む。情報処理装置１００では、ＲＯＭ９２あるいは記憶部９６に格納されているプログラム、或いは可搬型記憶媒体用ドライブ９９が可搬型記憶媒体９１から読み取ったプログラムをＣＰＵ９０が実行することにより、図２に示す、各部の機能が実現される。なお、図２の各部の機能は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路により実現されてもよい。
【0013】
図２には、情報処理装置１００の機能ブロック図が示されている。情報処理装置１００においては、ＣＰＵ９０がプログラムを実行することにより、計画作成部５０、防災判定部５２、としての機能が実現されている。なお、図２には、記憶部９６等に格納されている各種ＤＢ（三次元地形データＤＢ６０、地形画像データＤＢ６２、計画雨量ＤＢ６４、三次元設計データＤＢ６６）も図示されている。
【0014】
計画作成部５０は、土地造成工事等の施工前の段階において、工事施工範囲（計画領域）の三次元地形データから、集水管（縦排水）が存在するくぼ地（調整池）を特定して、当該調整池から雨水が越流までの所要時間を算出する。また、計画作成部５０は、調整池から雨水が越流するまでの所要時間に基づいて、調整池が安全か否かを判定したり、工事施工範囲に敷設すべき暗渠排水管の径を決定し、処理結果を出力（表示）する。なお、計画作成部５０は、上記処理の際に、集水管が存在しないくぼ地からの水の流れを特定し、その流れを考慮する。
【0015】
防災判定部５２は、工事施工範囲における工事を開始した後に、工事施工範囲に存在する複数の調整池を抽出し、抽出した複数の調整池の中から重要調整池（詳細後述）を特定する。また、防災判定部５２は、重要調整池以外の調整池の容量は変更せず、かつ重要調整池は越流しないようにする、という条件の下、重要調整池のかさ上げ高をどのようにすべきかを算出し、出力（表示）する。
【0016】
（計画作成部５０の処理について）
まず、土地造成工事等の施工前の段階において計画作成部５０が実施する計画作成処理について、図３、図４のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。図３の処理は、ユーザが、工事施工範囲（計画領域２と呼ぶ）の情報を情報処理装置１００に入力した段階から開始される。
まず、土地造成工事等の施工前の段階において計画作成部５０が実施する計画作成処理について、図３、図４のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ詳細に説明する。図３の処理は、ユーザが、工事施工範囲（計画領域２と呼ぶ）の情報を情報処理装置１００に入力した段階から開始される。
【0017】
図３の処理が開始されると、まず、ステップＳ１０において、計画作成部５０は、三次元地形データＤＢ６０から、計画領域２の三次元地形データ１を読み込み、図５（ａ）に示すように、計画領域２を多数のメッシュ３に分割する。ここで、計画作成部５０は、計画領域２を例えば正方メッシュや不定形メッシュなどで分割する。図５（ａ）のメッシュ３は、一辺が０．１ｍ～１０ｍ程度の正方メッシュであるものとするが、これに限定されるものではない。
【0018】
次いで、ステップＳ１２では、計画作成部５０は、図５（ｂ）に示すように、隣接するメッシュ３の中心位置の高低差を解析し、水の流れを示す流向４を生成する。図５（ｂ）においては、メッシュ３の中央に示す矢印が流向４である。また、計画作成部５０は、図６（ａ）に示すように、流向４の集合体である流線５（太破線にて示している）を生成する。更に、計画作成部５０は、図６（ｂ）に示すように、一つの流末６に流出する流線５が通過するメッシュ３を特定し、特定したメッシュ３の集合体を流域８と定義する。図６（ｂ）において、流域８は、太実線枠で囲まれた４つの範囲である。
【0019】
次いで、ステップＳ１４では、計画作成部５０は、計画領域２内に下流側端部が存在する流線５（下流側端部が計画領域２の外縁部と交差しない流線５）を特定し、その最下流端部に位置するメッシュ３をくぼ地１０とする。例えば、図７（ａ）に示す流線５ａの最下流端部は、計画領域２内に存在している。したがって、計画作成部５０は、その最下流端部が位置するメッシュ３（図７（ａ）において太実線枠で示すメッシュ）をくぼ地１０とする。なお、計画領域２内に下流側端部が存在する流線５が無ければ、くぼ地１０は特定しないものとする。
【0020】
次いで、ステップＳ１６では、計画作成部５０は、くぼ地１０のメッシュに隣接し、かつくぼ地１０を含む流域とは異なる流域のメッシュを抽出し、抽出したメッシュの中でくぼ地１０のメッシュの標高値と最も近い標高値を持つメッシュを特定する。また、計画作成部５０は、くぼ地１０のメッシュと特定したメッシュを流線５で繋ぐ。例えば、図７（ｂ）に示すように、くぼ地１０のメッシュの標高値が３０（ｍ）であったとし、くぼ地１０のメッシュに隣接する他の流域のメッシュの標高値が３５（ｍ）、３６（ｍ）、３０（ｍ）、３１（ｍ）、３１（ｍ）であったとする。この場合、計画作成部５０は、くぼ地１０の左下のメッシュを特定するので、図８（ａ）に示すように、くぼ地１０のメッシュとくぼ地１０の左下のメッシュを流線５で繋ぐ。
【0021】
更に、計画作成部５０は、図８（ｂ）に示すように、新たな流線５を考慮して、新たな流域（複合流域１４）を生成する。以上により、計画領域２内にくぼ地１０が存在している場合でも、雨水がくぼ地１０をあふれたときに流れる方向を考慮して、計画領域２を流域に分割することができる。
【0022】
次いで、ステップＳ１８では、計画作成部５０は、地形画像データＤＢ６２から各流域の地形画像データを取得し、取得した地形画像データから解析される植生状況や土地利用状況に基づく流出係数Ｃ1と、施工状況に基づく流出係数をＣ２を特定する。また、計画作成部５０は、計画雨量ＤＢ６４から降雨条件として計画雨量Ｂを取得する。そして、計画作成部５０は、流出係数Ｃ1、Ｃ2、各流域の面積Ａk、計画雨量Ｂを用いて、各流末６における現況の排水流量Ｑ１と工事中の排水流量Ｑ２を次式（１）、（２）から求める。
Ｑ１(m3/秒)＝１／３６０×Ｃ1×Ａk(m2)×Ｂ(mm/hr) …（１）
Ｑ２(m3/秒)＝１／３６０×Ｃ2×Ａk(m2)×Ｂ(mm/hr) …（２）
Ｑ１(m3/秒)＝１／３６０×Ｃ1×Ａk(m2)×Ｂ(mm/hr) …（１）
Ｑ２(m3/秒)＝１／３６０×Ｃ2×Ａk(m2)×Ｂ(mm/hr) …（２）
【0023】
なお、計画作成部５０は、排水流量Ｑ１、Ｑ２の計算を、流域ごとに実施する。流出係数Ｃ1、Ｃ2は、例えば、道路であれば０．８０～０．９０であり、勾配の緩い山地であれば０．２０～０．４０、勾配の急な山地であれば、０．４０～０．６０であり、田畑や山林であれば０．１０～０．３０である。また、施工状況に基づく流出係数Ｃ2は、施工前の流出係数である流出係数Ｃ1に比べて大きくなる傾向にある。このため、工事中の排水流量Ｑ２は現況の排水流量Ｑ１よりも大きくなる傾向にある。
【0024】
次いで、ステップＳ２０では、計画作成部５０は、作業者の入力に基づいて、各流域に対して、地中に埋められ、工事中に雨水を排水する暗渠排水管１５と工事中の地表面と暗渠排水管１５を接続する集水管（縦排水管）１６を配置する。例えば、これまでの処理において、計画領域２内に、図９（ａ）に示すような３つの流域が生成されたとする（なお、説明の便宜上、図９（ａ）の計画領域２は、図５～図８（ｂ）とは異なる計画領域である）。図９（ａ）のように計画領域２に３つの流域ａ～ｃが存在する場合、図９（ｂ）に示すように、暗渠排水管１５及び集水管１６は、流域ａ～ｃのそれぞれに対して一つもしくは複数配置することができる。作業者は、例えば、ステップＳ１４で定めたくぼ地１０の位置を参考にして、集水管１６を配置することができる。ただし、これに限らず、計画作成部５０が、機械学習等を用いて、くぼ地１０の位置から、集水管１６を自動的に配置することとしてもよい。ここで、集水管１６は、重機が走行する予定の経路以外の箇所に配置してもよい。これにより、集水管１６が重機の走行を邪魔しないように集水管１６の位置を予め定めておくことができる。なお、集水管１６は、図１０において模式的に示すように、設置されている箇所の現地盤高さｈ１に対してΔｈ1高い箇所に流入口を有する縦排水管であり、下端側は暗渠排水管１５に接続される。
【0025】
次いで、ステップＳ２２では、計画作成部５０は、集水管１６相互間および集水管１６と流末６の間の暗渠排水勾配ｉを算定する。具体的には、集水管１６と集水管１６（又は流末）との間における暗渠排水管１５の延長Ｌと、集水管１６と集水管１６（又は流末）との間の標高差Δｈｅを用いて、次式（３）より算出する。
ｉ＝Δｈｅ／Ｌ …（３）
ｉ＝Δｈｅ／Ｌ …（３）
【0026】
次いで、ステップＳ２４では、計画作成部５０は、作業者の入力に基づいて、集水管１６に付帯して設けられる仮設堤防１８の位置及び高さを特定し、調整池２０を定義する。作業者は、ステップＳ２０で配置した集水管１６の位置の下流側近傍に仮設堤防１８を配置することができる。ただし、これに限らず、計画作成部５０が、機械学習等を用いて、集水管１６の位置や三次元地形データから、仮設堤防１８の位置や高さを自動的に決定することとしてもよい。
【0027】
ここで、図１０に示すように、集水管１６の流入口は、設置箇所の現地盤高さｈ１に対してΔｈ1高い箇所にあり、集水管１６に付帯する仮設堤防１８の高さは、集水管１６の流入口よりも高く（例えばΔｈ2高く）設定される。したがって、計画作成部５０は、調整池２０として、集水管１６を取り囲む範囲のうち、標高がｈ１＋Δｈ1＋Δｈ2以下の範囲を定義する。この調整池２０に流れ込んだ水は、集水管１６に流入し、暗渠排水管１５を通じて下流側に排水される。例えば、図１１の集水管１６ａ及び集水管１６ａ近傍の仮設堤防１８については、グレーで示す範囲が調整池２０ａとして定義される。なお、計画作成部５０は、調整池２０を、集水管１６ごとに定義する。
【0028】
次いで、ステップＳ２６では、計画作成部５０は、定義した調整池２０の集水域を特定する。原則としては、調整池２０の上流側の流域がその調整池２０の集水域となるが、仮設堤防１８の配置によっては、集水域がそのようにならない場合もある。例えば、計画領域２内に、図１２（ａ）に示すように流線５が存在していた場合に、図１２（ｂ）に示すように、集水管１６と仮設堤防１８が配置されたとする。この場合、計画作成部５０は、図１２（ａ）において太線で示す流線５の方向を、図１２（ｂ）に示すように仮設堤防１８に沿って変更する。また、仮設堤防１８により太線で示す流線５は仮設堤防１８の上流側と下流側に分割される。このような場合、計画作成部５０は、図１３において太破線で示すように、調整池２０に流れ込む流域を、調整池２０の集水域と特定する。なお、計画作成部５０は、上記集水域の特定処理を調整池２０ごとに行う。ステップＳ２６の後は、図４のステップＳ２８に移行する。
【0029】
図４のステップＳ２８に移行すると、計画作成部５０は、計画雨量ＤＢ６４から、計画領域２における計画雨量Ｂと降雨時間Ｔのデータを取得し、計画雨量Ｂの降雨が時間Ｔだけ降った場合における、調整池２０それぞれへの雨水の流入量Ｑj(m3/秒)を算出する。計画作成部５０は、流入量Ｑjを、調整池２０の集水域の面積Ａj(m2)と施工状況に基づく流出係数Ｃ2と計画雨量Ｂ(mm/hr)と降雨時間Ｔを用いて、次式（４）から算出する。
Ｑj(m3/秒)＝１／３６０×Ｃ2×Ａj(m2)×Ｂ(mm/hr) …（４）
Ｑj(m3/秒)＝１／３６０×Ｃ2×Ａj(m2)×Ｂ(mm/hr) …（４）
【0030】
なお、計画作成部５０は、雨水の流入量の算定を調整池２０ごとに行う。
【0031】
次いで、ステップＳ３０では、計画作成部５０は、調整池２０にある調整池２０の容量（貯水量）を算出する。具体的には、計画作成部５０は、図１４に示すように、調整池２０の水位が集水管１６の流入口（上端）に到達したときの容量Ｖ1と、調整池２０の水位が仮設堤防１８に到達したときの調整池２０全体の容量Ｖ2の２通りを算出する。これら調整池２０の容量Ｖ1、Ｖ2は、計画領域２の三次元地形データと、集水管１６の位置及び流入口の高さ、仮設堤防１８の位置及び高さ等を用いて算出することができる。なお、計画作成部５０は、貯水容量の算出は調整池２０ごとに行う。
【0032】
次いで、ステップＳ３２では、計画作成部５０が、計画雨量ＤＢ６４から計画雨量Ｂ及び降雨時間Ｔを取得するとともに、予め入力されている暗渠排水管径ｒとステップＳ２２で算出した暗渠排水勾配ｉを取得する。そして、計画作成部５０は、取得した情報を用いて、降雨開始後、集水管１６へ水が流入するまでの所要時間ｔ1と仮設堤防１８を越流するまでの所要時間ｔ2を算定する。
【0033】
ここで、調整池２０への水の流入と集水管１６からの水の流出を降雨開始からの時系列でとらえると、調整池２０の水位がΔｈ1以下の状態であり集水管１６から流出がない第一段階と、調整池２０の水位がΔｈ1を超え、集水管１６からの流出がある第二段階と、調整池２０の水位がΔｈ1＋Δｈ2の状態で、仮設堤防１８より越流する第三段階に分類される。本実施形態では、第一段階から第二段階に移行するまでの所要時間をｔ1、第二段階から第三段階に移行するまでの所要時間をｔ2としている。なお、ｔ1とｔ2の算定は調整池ごとに行う。ここで、集水管１６からの流出量Ｑ’は、次式（５）にて求めることができる。
Ｑ’＝πｒ2×(１／ｎ×Ｒ2/3×ｉ1/2) …（５）
Ｑ’＝πｒ2×(１／ｎ×Ｒ2/3×ｉ1/2) …（５）
【0034】
上式（５）において、径深Ｒは、ｒ／２である。また、粗度係数ｎは、暗渠排水管１５の種類により決まる定数である。そして、計画作成部５０は、次式（６）、（７）を用いて、所要時間ｔ1、ｔ2を求める。
ｔ1＝Ｖ1／Ｑj …（６）
ｔ2＝（Ｖ2－Ｖ1）／（Ｑj－Ｑ’) …（７）
ｔ1＝Ｖ1／Ｑj …（６）
ｔ2＝（Ｖ2－Ｖ1）／（Ｑj－Ｑ’) …（７）
【0035】
次いで、ステップＳ３４では、計画作成部５０は、１つの調整池２０を特定する。
【0036】
次いで、ステップＳ３６では、特定した調整池２０において降雨開始から仮設堤防１８を越流するまでの所要時間ｔ2と、降雨時間Ｔとを比較する。
【0037】
次いで、ステップＳ３８では、計画作成部５０は、所要時間ｔ2≧降雨時間Ｔであるか否かを判断する。このステップＳ３８の判断が肯定された場合には、ステップＳ４０に移行して、計画作成部５０は、調整池２０が安全であると判断する。一方、ステップＳ３８の判断が否定された場合（ｔ2＜Ｔ）には、調整池２０の容量不足であるため、ステップＳ４２に移行し、計画作成部５０は、暗渠排水管径ｒを所定値だけ大きくするとともに、所要時間ｔ2を再計算する。その後は、計画作成部５０は、ステップＳ３６、Ｓ３８、Ｓ４２を、ステップＳ３８の判断が肯定されるまで繰り返し、ステップＳ３８の判断が肯定された段階で、ステップＳ４０に移行する。
【0038】
ステップＳ４０において安全と判断された後は、計画作成部５０は、ステップＳ４４に移行し、全ての調整池２０を特定済みか否かを判断する。このステップＳ４４の判断が否定された場合には、計画作成部５０は、ステップＳ３４に戻り、次の調整池２０を特定した後、上述したステップＳ３６以降の処理を実行する。一方、ステップＳ４４の判断が肯定された場合には、ステップＳ４６に移行し、計画作成部５０は、これまでの処理結果を表示部９３上に出力する。これにより、作業者は、各調整池が安全であるかどうか、暗渠排水管１５の径ｒをどの程度にすべきかなどを確認することができる。ステップＳ４６の処理の後は、図３、図４の全処理を終了する。
【0039】
なお、各流線５において計画領域２の最下流に位置している調整池２０など、暗渠排水管径ｒを大きくすることでは調整池２０が安全にならない場合もある。このような場合には、計画作成部５０は、仮設堤防１８と集水管１６の流入口の高低差Δｈ2を増加させることにより調整するようにすればよい。
【0040】
なお、本実施形態においては、調整池２０の所要時間ｔ1、ｔ2を算出する際に、調整池２０の上流側にあるくぼ地１０（集水管１６が存在しないくぼ地１０）の貯水量を考慮してもよい。例えば、図１１に示すように、調整池２０ａの上流に集水管１６が存在しないくぼ地１０がある場合には、降雨開始後、くぼ地１０に雨水が溜まっている間は、くぼ地１０から下流側に雨水が流れないと仮定し、その時間を考慮して、所要時間ｔ1、ｔ2を算出するようにしてもよい。
【0041】
（防災判定部５２の処理について）
次に、計画領域２の施工を実施している間に行う防災判定処理について、図１５、図１６のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ、詳細に説明する。例えば、台風が接近してくる場合など、大雨が予測される場合において、本処理を実行することで、施工中の現場内に存在する複数の仮設堤防１８のどの仮設堤防１８をかさ上げすべきかや、現場が安全であるかなどを作業者に通知することができる。
次に、計画領域２の施工を実施している間に行う防災判定処理について、図１５、図１６のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ、詳細に説明する。例えば、台風が接近してくる場合など、大雨が予測される場合において、本処理を実行することで、施工中の現場内に存在する複数の仮設堤防１８のどの仮設堤防１８をかさ上げすべきかや、現場が安全であるかなどを作業者に通知することができる。
【0042】
図１５の処理が開始されると、まず、ステップＳ１０２において、防災判定部５２は、三次元地形データＤＢ６０から施工中の計画領域の三次元地形データを取得するとともに、集水管１６及び暗渠排水管１５の位置情報、暗渠排水勾配ｉ、暗渠排水管径ｒを取得する。集水管１６及び暗渠排水管１５の位置情報、暗渠排水勾配ｉ、暗渠排水管径ｒは、上述した計画作成部５０の処理により得られる位置情報や値であってもよいし、実際の施工実績値であってもよい。図１７は、本ステップＳ１０２において得られるデータを模式的に示した図である。防災判定部５２は、得られた計画領域２の三次元地形データと、取得した集水管１６や暗渠排水管１５の情報とを重ね合わせ、上述したステップＳ１０と同様にして、メッシュ３に分割する。
【0043】
次いで、ステップＳ１０４では、防災判定部５２は、上述したステップＳ１２と同様、隣接するメッシュ３の高低差を解析し、水の流れである流向４を生成し、流向４の集合体である流線５を生成する（図５（ｂ）、図６（ａ）参照）。
【0044】
次いで、ステップＳ１０６では、防災判定部５２は、仮設堤防１８の標高、調整池２０、各調整池２０に対応する集水域を特定する。具体的には、防災判定部５２は、集水管１６の周辺のメッシュから、集水管１６の流入口より高い標高を持ち、かつ集水管１６に向かわない流線５の端部に位置するメッシュを特定する。例えば、図１８（ａ）において矢印で示すような流線５が計画領域内に存在する場合には、防災判定部５２は、図１８（ｂ）において太枠で示すメッシュを特定する。そして、防災判定部５２は、特定したメッシュのうち、最も標高が低いメッシュ（例えば、図１８（ｂ）においてグレーで示すメッシュ）を集水管１６に付帯する仮設堤防１８の標高とする。また、防災判定部５２は、集水管１６の周辺で、仮設堤防１８の標高以下の範囲（図１８（ｂ）において太破線で示す範囲）を調整池２０とする。更に、防災判定部５２は、調整池２０の範囲内に含まれる流線５が通過するメッシュの範囲を、調整池２０の集水域とする。
【0045】
なお、防災判定部５２は、いずれの調整池２０の集水域に含まれず、かつ流線５が計画領域２と交差しないメッシュ３について、ステップＳ１４、Ｓ１６と同様に処理をして、他の集水域に含める。このようにすることで、防災判定部５２は、計画領域２を集水管１６ごとの集水域１９に分割する。
【0046】
次いで、ステップＳ１０８では、防災判定部５２は、流線５及び暗渠排水管１５、集水管１６により一つの流末６に対し、一つもしくは複数の系統として整理し、水系として定義する。図１９には、水系の一例が模式的に示されている。
【0047】
次いで、ステップＳ１１０では、防災判定部５２は、上述したステップＳ３０と同様、調整池２０それぞれについて、調整池２０の水位が集水管１６の流入口に到達したときの容量Ｖ1と、仮設堤防１８の標高に到達したときの容量Ｖ2を算定する（図１４参照）。
【0048】
次いで、ステップＳ１１２では、防災判定部５２は、三次元地形データＤＢ６０から施工中の計画領域の三次元地形データを取得するとともに、三次元設計データＤＢ６６から計画領域の三次元設計データを取得する。また、防災判定部５２は、地形画像データＤＢ６２から計画領域の地形画像データを取得する。そして、防災判定部５２は、図２０に示すように、取得した３つのデータを座標値を用いて重ね合わせる。
【0049】
更に、防災判定部５２は、地形画像データを参照することで、図２０に示すように、植生が存在している箇所を解析する。また、防災判定部５２は、三次元地形データのうち、三次元設計データと標高が一致する範囲を解析する。そして、防災判定部５２は、三次元設計データと標高が一致し、かつ、植生が存在している範囲を、施工完了箇所とする。植生が存在している範囲を施工完了箇所とするのは、施工完了後の法面等においては、法面の保護のため等に植生を設けるのが一般的だからである。なお、本ステップＳ１１２では、防災判定部５２は、植生の有無にかかわらず、三次元設計データと標高が一致する範囲を施工完了箇所として特定してもよい。また、防災判定部５２は、三次元設計データと標高が一致する範囲のうち、コンクリートやアスファルトなどで覆われた箇所を施工完了範囲として特定してもよい。
【0050】
次いで、ステップＳ１１４では、防災判定部５２は、図２１に模式的に示すように、施工完了箇所の上流側に位置する調整池（第２調整池）と、各水系において最下流に位置する調整池（第１調整池）を重要調整池として設定する。重要調整池は、越流を許容しない調整池である。施工完了箇所の上流側に位置する調整池を重要調整池としているのは、越流すると施工完了箇所を再度施工する必要が生じ、手間や施工費が余計にかかるからである。また、水系の最下流の調整池を重要調整池としているのは、越流すると計画領域２以外に被害が生じる可能性があるからである。なお、防災判定部５２は、施工完了箇所以外の箇所（例えば、作業者が選択した箇所や、予め定めた箇所）の上流側に位置する調整池を重要調整池として設定してもよい。ステップＳ１１４の後は、図１６のステップＳ１１６に移行する。
【0051】
図１６のステップＳ１１６に移行すると、防災判定部５２は、未特定の１つの水系を特定する。次いで、ステップＳ１１８では、防災判定部５２は、特定した水系のうち、未特定の最上流の調整池を特定する。
【0052】
次いで、ステップＳ１２０では、防災判定部５２は、特定した調整池の水位が集水管１６の流入口に到達するまでの所要時間ｔ1を算出し、予測降雨時間Ｔ’と比較する。具体的には、防災判定部５２は、予測される雨量Ｂ’と、地形画像データより得られる流出係数Ｃkと、特定した調整池の集水域の面積Ａkを用いて、特定した調整池への水の流入量Ｑkを算出する。このとき、防災判定部５２は、次式（８）を用いて、流入量Ｑkを算出する。
Ｑk(m3/秒)＝１／３６０×Ｃk×Ａk(m2)×Ｂ’(mm/hr) …（８）
Ｑk(m3/秒)＝１／３６０×Ｃk×Ａk(m2)×Ｂ’(mm/hr) …（８）
【0053】
また、防災判定部５２は、特定した調整池の水位が集水管１６の流入口に到達するまでの所要時間ｔ1を次式（９）から算定する。
ｔ1＝Ｖ1／Ｑk …（９）
ｔ1＝Ｖ1／Ｑk …（９）
【0054】
そして、防災判定部５２は、所要時間ｔ1と予測降雨時間Ｔ’とを比較する。
【0055】
次いで、ステップＳ１２２では、防災判定部５２は、ｔ1＞Ｔ’であるか否かを判断する。このステップＳ１２２の判断が肯定された場合には、防災判定部５２は、ステップＳ１２４に移行し、特定した調整池は安全であると判定する。すなわち、特定した調整池は、予測した雨量では越流する可能性が低いと判定する。その後は、ステップＳ１３６に移行する。一方、ステップＳ１２２の判断が否定された場合には、防災判定部５２は、ステップＳ１２６に移行する。
【0056】
ステップＳ１２６に移行すると、防災判定部５２は、特定した調整池の水位が仮設堤防１８の最上部に到達するまでの所要時間ｔ2を算出し、時間ｔ1＋ｔ2と予測降雨時間Ｔ’とを比較する。ここで、所要時間ｔ2は、次式（１０）から求めることができる。なお、Ｑ’は、前述のように上式（５）から算出でき、値ｒ、ｎ、Ｒは、実際の暗渠排水管１５の半径、粗度係数、径深の値である。
ｔ2＝（Ｖ2－Ｖ1）／（Ｑk－Ｑ’) …（１０）
ｔ2＝（Ｖ2－Ｖ1）／（Ｑk－Ｑ’) …（１０）
【0057】
次いで、ステップＳ１２８では、防災判定部５２は、ｔ1＋ｔ2＞Ｔ’であるか否かを判断する。このステップＳ１２８の判断が肯定された場合には、防災判定部５２は、ステップＳ１２４に移行し、特定した調整池は安全であると判定する。その後は、ステップＳ１３６に移行する。一方、ステップＳ１２８の判断が否定された場合には、防災判定部５２は、ステップＳ１３０に移行する。
【0058】
ステップＳ１３０に移行すると、防災判定部５２は、特定した調整池が重要調整池か否かを判断する。このステップＳ１３０の判断が肯定された場合には、ステップＳ１３２に移行し、防災判定部５２は、特定した調整池（重要調整池）において、水位が仮設堤防１８の高さを超えた後、雨が止むまでの時間（Ｔ’－ｔ1－ｔ2）における調整池への流入量Ｖ3を算出する。そして、防災判定部５２は、三次元地形データに基づいて解析を行い、流入量Ｖ3があっても越流しないようにするための仮設堤防１８のかさ上げ高ｈ3を算出する。その後は、ステップＳ１３６に移行する。
【0059】
一方、ステップＳ１３０の判断が否定された場合、すなわち特定した調整池が重要調整池でなかった場合には、防災判定部５２は、ステップＳ１３４に移行する。このステップＳ１３４では、防災判定部５２は、特定した調整池において、水位が仮設堤防１８の高さを超えた後、雨が止むまでの時間（Ｔ’－ｔ1－ｔ2）における調整池への流入量Ｖ3が、一つ下流側の調整池に流れ込むと仮定する。本実施形態においては、重要調整池以外の調整池は、越流を許容しているためである。ステップＳ１３４の後は、ステップＳ１３６に移行する。
【0060】
ステップＳ１３６に移行すると、防災判定部５２は、特定した水系の全調整池を特定済みか否かを判断する。このステップＳ１３６の判断が否定された場合には、ステップＳ１１８に戻り、以降の処理を上記と同様に実行する。なお、ステップＳ１１８以降の処理を実行する直前にステップＳ１３４を経た場合には、防災判定部５２は、ステップＳ１３４で下流側に流れ込むと仮定した水量が、新たにステップＳ１１８で特定される調整池に流れ込むものとして、所要時間ｔ1、ｔ2を算出する（Ｓ１２０、Ｓ１２６）。
【0061】
そして、ステップＳ１３６の判断が肯定されると、ステップＳ１３８に移行し、防災判定部５２は、計画領域２内の全水系を特定済みか否かを判断する。このステップＳ１３８の判断が否定された場合には、防災判定部５２は、ステップＳ１１６に戻り、上記処理を繰り返し実行するが、ステップＳ１３８の判断が肯定された場合には、防災判定部５２は、ステップＳ１４０に移行する。
【0062】
ステップＳ１４０に移行すると、防災判定部５２は、これまでの処理で得られた判定結果や、かさ上げ高ｈ3、重要調整池以外の調整池が越流するか否か、などを表示部９３上に出力する。これにより、作業者は、各調整池が予測降雨量に耐えうるか否かや、降雨前にかさ上げすべき仮設堤防１８がどこで、かさ上げ高ｈ3がどのくらいかを認識することができる。これにより、大雨が降る前に事前に越流対策を行うことが可能となる。
【0063】
以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、計画作成部５０は、計画領域２において地中に埋設される暗渠排水管１５の配置と、地表面と暗渠排水管１５とを接続し、地表側から暗渠排水管１５に水を送る集水管１６の配置と、を取得する（Ｓ２０）。また、計画作成部５０は、計画領域２の三次元地形データと集水管１６の配置とに基づいて、集水管１６が存在するくぼ地（調整池２０）の容量を算出する（Ｓ３０）。そして、計画作成部５０は、調整池の容量Ｖ2、暗渠排水管１５の排水量（流出量Ｑ’）、及び調整池への水の予測流入量（Ａ×Ｂ）に基づいて、調整池を越流するまでの時間ｔ2を算出する（Ｓ３２）。これにより、本実施形態では、計画雨量が実際に降ったときに調整池を越流するまでの時間を精度よく算出することができる。
【0064】
また、本実施形態では、調整池を越流するまでの時間を暗渠排水管１５の径ｒに基づいて解析する。これにより、暗渠排水管１５の径に応じた時間を算出することができる。また、暗渠排水管１５の径をどのような大きさにすればよいかを解析することもできる。
【0065】
また、本実施形態では、計画作成部５０は、調整池に設けられる仮設堤防１８の位置及び高さを取得し（Ｓ２４）、仮設堤防１８の位置及び高さに基づいて、調整池の容量Ｖ2を算出する（Ｓ３０）。これにより、調整池の容量Ｖ2を精度よく求めることができる。
【0066】
また、本実施形態では、集水管１６を、重機が走行する予定の経路以外の箇所に配置することで、集水管１６が重機の走行の邪魔になるのを防止することができる。
【0067】
また、本実施形態では、計画作成部５０は、三次元地形データを多数のメッシュに分割し（Ｓ１０）、隣接するメッシュの高低差から計画領域２における水の流れを示す流線５を生成する（Ｓ１２）。また、計画作成部５０は、調整池に下流端を有する流線５に対応するメッシュの面積（流域の面積Ａ）に基づいて、調整池への水の予測流入量（流域の面積Ａ×計画雨量Ｂ）を算出する。これにより、調整池に流れ込む雨水の量を精度よく算出することができる。
【0068】
また、本実施形態では、計画作成部５０は、流線５のうち、計画領域２の外形線と交差しない流線５を抽出し、抽出した流線５の下流端が位置するメッシュ（くぼ地１０）と、くぼ地１０のメッシュに隣接するメッシュのうち最も標高が近いメッシュとを繋ぐ流線５を更に生成する。これにより、くぼ地１０を越流した水がどちらの方向に流れるかを考慮して、複合流域を生成することができる。
【0069】
また、本実施形態では、計画作成部５０は、調整池２０の所要時間ｔ1、ｔ2を算出する際に、集水管１６が存在しないくぼ地１０からの水の流れを考慮するので、所要時間ｔ1、ｔ2を精度よく算出することができる。
【0070】
また、本実施形態では、防災判定部５２は、三次元地形データを用いて、計画領域２内に存在する複数の調整池の容量Ｖ2と排水能力（集水管１６からの流出量Ｑ’）を算出する（Ｓ１１０、Ｓ１２０）。また、防災判定部５２は、水系のうち、最下流に位置する調整池と、施工完了箇所の上流側の直近に位置する調整池とを重要調整池として特定する（Ｓ１１４）。そして、防災判定部５２は、予測降雨量に基づいて、重要調整池以外の調整池の容量は変更せず、重要調整池が越流しないようにする重要調整池の容量（かさ上げ高ｈ3）を算出する（Ｓ１３２、Ｓ１３４）。このように重要調整池以外の調整池の越流を許容することで、調整対象の調整池をすべての調整池とする場合と比べて、管理や工事に要する労力やコストを抑えることができる。また、本実施形態では、重要調整池以外の調整池の容量を過剰に大きくしなくてもよいため、効率的である。
【0071】
また、本実施形態では、防災判定部５２は、重要調整池以外の調整池が越流するか否かの情報を提示する（Ｓ１４０）。これにより、作業者は、どの調整池から越流するかを事前に確認することができる。
【0072】
また、本実施形態では、防災判定部５２は、図２０に示すように、三次元地形データと三次元設計データと地形画像データ、に基づいて、施工完了箇所を特定するので、作業者が施工完了箇所を入力しなくても、自動的に施工管理箇所を特定することができる。
【0073】
なお、上記実施形態では、防災判定部５２は、重要調整池の容量を増やすために、仮設堤防をかさ上げする場合（Ｓ１３２）について説明したが、これに限らず、重要調整池を掘削して深くすることで、容量を増やすようにしてもよい。
【0074】
なお、上記実施形態では、情報処理装置１００が、計画作成部５０と防災判定部５２の両機能を有する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、情報処理装置１００は、計画作成部５０と防災判定部５２の少なくとも一方の機能のみを有していてもよい。また、計画作成部５０と防災判定部５２の少なくとも一方の機能をサーバに持たせ、当該サーバと、作業者が利用するクライアント端末とをネットワークにより接続してもよい。
【0075】
上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【0076】
１ 三次元地形データ
２ 計画領域
５ 流線
７ メッシュ
１５ 暗渠排水管
１６ 集水管
１８ 仮設堤防
５０ 計画作成部
５２ 防災判定部
６０ 三次元地形データＤＢ
６２ 地形画像データＤＢ
６４ 計画雨量ＤＢ
６６ 三次元設計データＤＢ
１００ 情報処理装置
２ 計画領域
５ 流線
７ メッシュ
１５ 暗渠排水管
１６ 集水管
１８ 仮設堤防
５０ 計画作成部
５２ 防災判定部
６０ 三次元地形データＤＢ
６２ 地形画像データＤＢ
６４ 計画雨量ＤＢ
６６ 三次元設計データＤＢ
１００ 情報処理装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】