| 1.水文学とは[池淵周一] 1 |
| 1.1水文学の定義 1 |
| 1.2多様な水文学 2 |
| 1.3流域水循環を扱う水文学 3 |
| 2.地球上の水の分布と放射[池淵周一] 7 |
| 2.1地球上の水の量 7 |
| 2.2地球上の水の循環 8 |
| 2.3地球大気の鉛直プロファイル 9 |
| 2.4日射と大気放射 10 |
| 2.4.1黒体放射とブランクの法則 10 |
| 2.4.2短波放射(日射)と長波放射(大気放射) 10 |
| 2.4.3地球大気による吸収 11 |
| 2.4.4温室効果 13 |
| 2.4.5地球の熱収支 14 |
| 2.5衛星リモートセンシングによる地球観測 15 |
| 2.5.1衛星リモートセンシング 15 |
| 2.5.2人工衛星データによるグローバルな植生分布 16 |
| 2.6水・熱循環の結合 17 |
| 3.降水[池淵周一] 21 |
| 3.1水文学における降水過程の役割 21 |
| 3.2大気現象のスケール 23 |
| 3.3降水の分類 25 |
| 3.4降水のメカニズム 26 |
| 3.4.1大気の上昇機構 26 |
| 3.4.2降水・雲物理過程 29 |
| 3.5降水の数値モデル 31 |
| 3.5.1数値気象モデル 32 |
| 3.5.2数値気象モデルの具体例 33 |
| 3.6降水の観測 36 |
| 3.6.1地上雨量計による降水観測 36 |
| 3.6.2レーダによる降水観測 37 |
| 3.6.3その他のレーダ観測 40 |
| 4.蒸発散[立川康人] 43 |
| 4.1蒸発散を支配する物理的要因 43 |
| 4.2地表面における熱収支 44 |
| 4.2.1地表面が受ける放射エネルギー 44 |
| 4.2.2純放射量の分配 46 |
| 4.3地表面付近の風と乱流拡散係数を用いた地表面フラックスの表現 47 |
| 4.3.1地表面付近の風と運動量の輸送 47 |
| 4.3.2乱流拡散係数を用いた顕熱輸送量・蒸発散量の表現方法 52 |
| 4.4蒸発散量の測定法 54 |
| 4.4.1渦相関法 55 |
| 4.4.2空気力学的方法 55 |
| 4.4.3バルク法 57 |
| 4.4.4熱収支法 58 |
| 4.4.5水収支法 59 |
| 4.5蒸発散量の推定法 60 |
| 4.5.1組み合わせ法(Penman法) 60 |
| 4.5.2Penman-Monteith式 62 |
| 4.5.3経験式を用いる方法 63 |
| 4.5.4蒸発計を用いる方法 64 |
| 4.6代表的な地表面における蒸発散特性 64 |
| 5.積雪・融雪[池淵周一] 67 |
| 5.1積雪・融雪と河川流出 67 |
| 5.2積雪観測 69 |
| 5.3積雪の高度分布 70 |
| 5.4積雪面における熱収支と融雪 71 |
| 5.5積算気温による融雪量の推定 73 |
| 5.6積雪・融雪・流出モデルによる融雪量の推定 74 |
| 5.6.1モデルの各部の説明 75 |
| 5.6.2モデルの適用例 79 |
| 6.降水遮断・浸透[立川康人] 81 |
| 6.1降水遮断 81 |
| 61.1遮断量の推定 81 |
| 6.1.2降水遮断のモデル化 82 |
| 6.2浸透 83 |
| 6.2.1土層中の水分状態 83 |
| 6.2.2不飽和浸透の基礎式 84 |
| 6.2.3浸透能式 87 |
| 6.2.4浸透能式の実際の場への適用 89 |
| 6.3水循環のモデル化から見た降水遮断・浸透の過程 90 |
| 6.3.1降水遮断 90 |
| 6.3.2浸透 91 |
| 7.斜面流出[椎葉充晴] 93 |
| 7.1流出過程 93 |
| 7.2水文流出系におけるキネマティックウェーブ理論 95 |
| 7.2.1開水路流れの基礎方程式とキネマティックウェーブ近似 95 |
| 7.2.2キネマティックウェーブモデルの解法 97 |
| 7.3山腹斜面系のモデル化 101 |
| 7.3.1中間流・地表面流の統合 102 |
| 7.3.2地形形状効果の導入 103 |
| 7.3.3裸地域からの表面流出と中間流出 107 |
| 8.河道網構造と河道流[立川康人] 111 |
| 8.1河道網構造 111 |
| 8.1.1流域形状と流出特性 111 |
| 8.1.2位数理論と地形則 112 |
| 8.1.3河道網の数理表現と流出システム 113 |
| 8.2河道流れの数理モデル 116 |
| 8.2.1貯水池モデル 117 |
| 8.2.2マスキンガム法 118 |
| 8.2.3キネマティックウェーブ法 119 |
| 8.2.4マスキンガム-クンジ法 120 |
| 8.2.5ダイナミックウェーブ法 122 |
| 9.流出モデル[立川康人] 125 |
| 9.1流出モデルの目的 125 |
| 9.2分布型流出モデルの構成 126 |
| 9.2.1流域地形の数理手法と分布型流出モデル 127 |
| 9.2.2グリッドモデルを用いた1次元分布型流出モデル 129 |
| 9.2.3グリッドモデルを用いた流域一体型3次元流出モデル 131 |
| 9.3陸面水文過程モデル 132 |
| 9.4大河川流域への展開 134 |
| 9.5流出モデルの課題と今後の展開 136 |
| 9.5.1スケールに関する問題 136 |
| 9.5.2モデルパラメータに関する問題 137 |
| 9.5.3予測の不確かさの評価 138 |
| 9.5.4人間活動による流水制御・水利用の影響を取り入れた水循環予測システム 138 |
| 10.降雨と洪水のリアルタイム予測[宝馨] 143 |
| 10.1降雨予測の方法 143 |
| 10.2洪水流出のリアルタイム予測の方法 145 |
| 10.2.1我が国の洪水予報システム 145 |
| 10.2.2洪水予測の手順 147 |
| 10.2.2状熊空間型システムモデルとKalmanフィルタ 149 |
| 10.2.4洪水の確率過程的予測 150 |
| 10.3河川情報システムと洪水予報 152 |
| 10.3.1河川情報システム 153 |
| 10.3.2洪水予報 154 |
| 10.3.3予測情報を活用した高度な水管理 156 |
| 11.水文量の確率統計解析[宝馨] 159 |
| 11.1河川計画と確率論的アプローチ 159 |
| 11.2水文量とその確率評価 161 |
| 11.2.1いろいろな水文量と観測データ 161 |
| 11.2.2極値水文量と水文統計学の応用 161 |
| 11.2.3確率で生起特性を考える 162 |
| 11.2.4確率統計学的な方法と確率分布 163 |
| 11.2.5超過・非超過確率とリターンピリオド 165 |
| 11.3水文頻度解析の手順 167 |
| 11.3.1水文頻度解析に用いる確率分布と母数推定法 168 |
| 11.3.2図式推定法(確率紙)による確率分布の当てはめ 172 |
| 11.3.3適合度の客観的評価規準 175 |
| 11.4確率水文量の不確定性の定量化 177 |
| 11.4.1確率水文量の推定精度 177 |
| 11.4.2ジャックナイフ法とブートストラップ法 177 |
| 11.4.3リサンプリング手法による確率水文量の推定精度評価 179 |
| 付録A準線形偏微分方程式の解法[椎葉充晴] 182 |
| 付録B強制復元法による地中温度の計算[椎葉充晴] 184 |
| 付録C代表的な流出モデル[立川康人] 188 |
| 索引 199 |
