水文学

科目基礎情報

学校	豊田工業高等専門学校	開講年度	平成31年度 (2019年度)
授業科目	水文学
科目番号	94015	科目区分	専門 / 選択
授業形態	講義	単位の種別と単位数	学修単位: 2
開設学科	建設工学専攻A	対象学年	専1
開設期	前期	週時間数	2
教科書/教材	特に指定しない／適宜プリントを配布する。
担当教員	山下 清吾

到達目標

(ア)降水の発生原因と分布について説明できる。
(イ)蒸発と蒸散のメカニズムを理解し、代表的な推定式で計算できる。
(ウ)ホートン式、フィリップ式、コスティアコフ式、グリーンアンプ式を理解し、浸透量・率の計算ができる。
(エ)洪水の流出過程を理解し、流出成分の分離ができる。
(オ)キネマティックモデル、単位図法、タンクモデル法、貯留関数法を理解し、流出予測計算の基礎を身につける。
(カ)ポテンシャル流におけるラプラス方程式とデピューの準一様流、不飽和流におけるリチャーズ式を理解する。
(キ)確率紙を用いた降水量や洪水量の頻度解析ができる。

ルーブリック

	理想的な到達レベルの目安	標準的な到達レベルの目安	実到達レベルの目安
蒸発と蒸散	蒸発と蒸散のメカニズムを理解し、代表的な推定式で計算できる。異なる水文条件下での蒸散推定式の適用ができる。	蒸発と蒸散のメカニズムを理解し、代表的な推定式で計算できる。	蒸発と蒸散のメカニズムを理解できない。
流出解析	洪水の流出過程を理解し，単位図法，貯留関数法，タンクモデル法等代表的な流出推定法を理解し，各々について正確に流出計算ができる。	洪水の流出過程を理解し，単位図法，貯留関数法，タンクモデル法等代表的な流出推定法を理解する	洪水の流出過程は理解しているが，等代表的な流出推定法を理解できない。
水文統計	統計水文の基礎を理解し，正規分布と対数正規分布を異なる水文条件下で適用できる。頻度解析に習熟する。	統計水文の基礎を理解し，正規分布と対数正規分布の適用ができる。頻度解析ができる。	統計水文の基礎である代表的な確立密度関数が理解できず，水文流出計算への適用が理解できない。

学科の到達目標項目との関係

学習・教育到達度目標 B1 数学、自然科学および情報工学の基礎理論に裏打ちされた知識や技術を体系的に修得する。

JABEE c 数学及び自然科学に関する知識とそれらを応用する能力

本校教育目標 ② 基礎学力

教育方法等

概要:

水文学とは地球上の水の発生、移動、分布、物理化学的性質、生態系とのかかわり等を論ずる学問である。これら水の循環は大気中、地表、地下、海洋と広範囲にわたる。約10年ほどまえから、米国土木学会などの国際的学術組織でも、水工学(Hydraulic Engineering)から水文学(Hydrological Engineering)を独立させている。本専攻学生諸君は、水文学の新知識を学び、地球環境の土台ともいえる水循環への理解を深めてもらいたい。　本講義でとりあつかう問題は、水循環、降水と蒸発散、土壌浸透水、流出解析、水文量確率統計解析などである。

授業の進め方・方法:

授業は配布プリントを使用して行う。1週間前に授業内容についての資料が配布されるので受講生は予習をしてから受講すること。講義では十分な説明があった後，例題演習を通して理解を深めることができる。

注意点:

予習と復習を欠かさぬこと。

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
前期
	1stQ
		1週	水文学的水循環：グローバル水循環とメソスケール水循環，さまざまな水文量	降水の発生原因と分布について説明できる。
		2週	蒸発散：水収支と熱収支，蒸発散推定モデル	蒸発と蒸散のメカニズムを理解し、代表的な推定式で計算できる。
		3週	蒸発散：水収支と熱収支，蒸発散推定モデル	蒸発と蒸散のメカニズムを理解し、代表的な推定式で計算できる。
		4週	蒸発散：水収支と熱収支，蒸発散推定モデル	蒸発と蒸散のメカニズムを理解し、代表的な推定式で計算できる。
		5週	降水：降雨発生過程と降水量の観測	降水の発生原因と分布について説明できる。
		6週	地表流の基礎：ハイドログラフと流量の観測	洪水の流出過程を理解し、流出成分の分離ができる。
		7週	流出モデル：合理式，単位図法，貯留関数，タンクモデル，キネマティックウエイブモデル	キネマティックモデル、単位図法、タンクモデル法、貯留関数法を理解し、流出予測計算の基礎を身につける。
		8週	流出モデル：合理式，単位図法，貯留関数，タンクモデル，キネマティックウエイブモデル	キネマティックモデル、単位図法、タンクモデル法、貯留関数法を理解し、流出予測計算の基礎を身につける。
	2ndQ
		9週	流出モデル：合理式，単位図法，貯留関数，タンクモデル，キネマティックウエイブモデル	キネマティックモデル、単位図法、タンクモデル法、貯留関数法を理解し、流出予測計算の基礎を身につける。
		10週	地中流出：飽和流と不飽和流，ポテンシャル流，リチャーズ式，浸透，地中流観測	ポテンシャル流におけるラプラス方程式とデピューの準一様流、不飽和流におけるリチャーズ式を理解する。
		11週	地中流出：飽和流と不飽和流，ポテンシャル流，リチャーズ式，浸透，地中流観測	ポテンシャル流におけるラプラス方程式とデピューの準一様流、不飽和流におけるリチャーズ式を理解する。
		12週	地中流出：飽和流と不飽和流，ポテンシャル流，リチャーズ式，浸透，地中流観測	ホートン式、フィリップ式、コスティアコフ式、グリーンアンプ式を理解し、浸透量・率の計算ができる。
		13週	河道洪水追跡計算：水文学的手法	マスキンガム法による河道流追跡計算ができる。
		14週	水文量の確率統計解析：リターンピリオド,水文頻度解析,時系列解析	統計水文の基礎を理解し，正規分布と対数正規分布の適用ができる。
		15週	水文量の確率統計解析：リターンピリオド,水文頻度解析,時系列解析	確率紙を用いた降水量や洪水量の頻度解析ができる。
		16週

評価割合

	中間試験	定期試験	課題	合計
総合評価割合	30	50	20	100
専門的能力	30	50	20	100