洪水対策

洪水時の水位は、非常に急激に上昇し、その後急激に低下する傾向があります。洪水時の最高水位は、非常に急で短いスパイク、つまり水の急激な噴出として現れます。地表流出を遅らせるもの（湿地、蛇行、植生、多孔質材料、乱流、氾濫原に広がる河川）は、流れの一部を他の部分よりも遅くし、流れを時間的に分散させ、スパイクを鈍化させます。スパイクをわずかに鈍化するだけでも、洪水時の最高水位は大幅に低下します。一般的に、洪水時の最高水位が高いほど、洪水による被害は大きくなります。現代の治水は、「流れを遅くする」ことを目指し、植生のある低地の一部を意図的に水没させてスポンジのように機能させ、洪水が引くにつれて再び排水されるようにします。^{[ 14 ] [ 15 ]}

洪水は多くの影響を及ぼします。財産に損害を与え、人間や他の生物の生命を危険にさらします。急速な水の流出は土壌侵食を引き起こし、下流や海岸沿いなど他の場所に堆積物が堆積します。魚類やその他の野生生物の産卵場所が汚染されたり、完全に破壊されたりする可能性があります。長期間にわたる高水位の洪水は、高架道路のない地域で交通を遅延させる可能性があります。洪水は排水や土地の経済的な利用を妨げ、農業に支障をきたす可能性があります。橋台、堤防、下水道管、洪水路内のその他の構造物に構造的な損傷が発生する可能性があります。水路の航行や水力発電はしばしば損なわれます。洪水による経済的損失は通常、毎年数百万ドルに上り、近年の米国史上最悪の洪水では数十億ドルの損失が発生しました。

不動産所有者は、ドアや換気口を塞いだり、重要な部分を防水したり、建物の端に土嚢を積んだりして、水の侵入を防ぐように家を改造することができます。洪水リスク管理において、個人の予防措置はますます重要になっています。^{[ 19 ]}

敷地レベルでの洪水対策には、海岸線開発における洗掘防止、透水性舗装材の使用や構造物から離れた勾配による雨水浸透の改善、景観への土手、湿地、または排水路の導入など、建築現場に焦点を当てた予防措置も含まれる場合がある。^{[ 20 ]}

洪水の影響で住宅、商店、インフラ施設が脅かされるケースが増えると、保護対策にかかる追加費用に見合うだけのメリットが得られます。洪水が発生しやすい場所には、一時的な洪水防御施設を建設することで、増水した洪水から保護することができます。大規模な都市開発地域を流れる河川は、多くの場合、制御され、水路が整備されています。運河の水位が満水を超えると、洪水が他の水路や地域に広がり、被害が発生する可能性があります。被害を最小限に抑えるために、堤防、土手、壁などで水位を上げるなどの防御策（長期および短期）を建設することができます。人口が多く、リスクにさらされるインフラ施設の価値が高い場合、大規模な都市部では、洪水対策にかかる高額な費用が正当化されることがよくあります。

人や財産へのリスクを軽減する最も効果的な方法は、洪水リスクマップを作成することです。ほとんどの国では、洪水データに基づいて洪水が発生しやすい地域を示すマップを作成しています。英国では、環境庁がリスクのある地域を示すマップを作成しています。右のマップ​​は、ヨーク市の洪水マップを示しており、 100年に一度の洪水の氾濫原（濃い青）、1000年に一度の洪水の予測氾濫原（水色）、洪水防御が必要な低地（紫）が含まれています。リスクを軽減する最も持続可能な方法は、洪水が発生しやすい地域や古い水路でのさらなる開発を防ぐことです。リスクのあるコミュニティが包括的な氾濫原管理計画を策定することが重要です。^{[ 21 ]}

米国では、国家洪水保険プログラムに参加する地域社会は、洪水が発生しやすい地域での開発を規制することに同意しなければならない。

洪水による被害を軽減する方法の一つは、洪水が発生しやすい地域から建物を撤去し、公園として残したり、自然のままに戻したりすることです。洪水氾濫原の土地買収プログラムは、ニュージャージー州（ハリケーン・サンディの前後両方）^{[ 22 ]} 、ノースカロライナ州シャーロット^{[ 23 ]}、ミズーリ州^{[ 24 ]}などで実施されています。

米国では、FEMA（連邦緊急事態管理庁）が将来のリスク地域を特定する洪水保険料率マップを作成し、地方自治体がゾーニング規制を適用して財産被害を防止または最小限に抑えることができるようにしている。

建物やその他の都市インフラは、洪水が発生した場合でも都市が迅速に復旧し、コストを最小限に抑えられるように設計できます。たとえば、住宅を高床式にしたり^{[ 25 ]}、高台に建てたりすることができます^{[ 26 ]} 。電気設備や空調設備は地下室ではなく屋上に設置でき、地下鉄の入り口やトンネルには可動式の防水壁を組み込むことができます^{[ 27 ]} 。ニューヨーク市は、ハリケーン・サンディの後、洪水に対する耐性を計画し、建設するための大規模な取り組みを開始しました^{[ 28 ]}。洪水耐性技術は、被災した個人やコミュニティの迅速な復旧を支援しますが、その利用は限定的です^{[ 29 ] 。}

多くのダムとその関連貯水池は、洪水防御と制御を目的に、全体または部分的に設計されています。多くの大型ダムには洪水制御用留保があり、雨季/夏の融雪期が始まる前に貯水池の水位を一定の高さ以下に保って、洪水が満水になる一定の空間を確保する必要があります。ダムによって作られた貯水池のその他の有益な用途には、水力発電、節水、レクリエーションなどがあります。貯水池とダムの建設と設計は、通常、政府によって定められた基準に基づいています。米国では、ダムと貯水池の設計は米国陸軍工兵隊（USACE）によって規制されています。ダムと貯水池の設計は、USACEによって設定されたガイドラインに従い、構造物より上流の流域の気象、地形、河川流量、土壌データを考慮した設計流量などのトピックを網羅しています。^{[ 40 ]}

ドライダムとは、貯水機能を持たず、純粋に洪水調節のみを目的とするダムを指します（例：マウントモリスダム、セブンオークスダム）。

余剰水は、水を吸収できる土地に水を迂回させることで、地下水の補充に利用できます。この技術は、地面を自然の貯水池として利用することで、その後の干ばつの影響を軽減することができます。この技術は、果樹園やブドウ園を作物に被害を与えることなく浸水させることができるカリフォルニア^{[ 49 ]}や、氾濫原として機能するように再設計された他の地域で使用されています^{[ 50 ] 。}

多くの国では、河川は洪水に見舞われやすく、しばしば厳重な管理が行われています。堤防、堰、貯水池、堰などの防御施設は、河川の氾濫を防ぐために用いられます。堰（低落差ダムとも呼ばれる）は、水車池を作るために最もよく用いられますが、トロントのハンバー川では、1954年10月のハリケーン・ヘイゼルによる洪水被害の再発を防ぐため、レイモア・ドライブ付近に堰が建設されました。

リーズの洪水対策計画では、増水時に可動堰を下げて上流の洪水の可能性を減らす仕組みを採用している。英国で初めてとなる2つの可動堰が、2017年10月にリーズ市中心部のクラウンポイントとクノストロップのエア川に設置された。クノストロップの堰は、2019年のイングランド洪水時に稼働した。これらの堰は、洪水水位を最大1メートル下げるように設計されている。^{[ 51 ]}

沿岸部の洪水対策としては、防潮堤、砂浜の養浜、バリアー島などの沿岸防衛策が用いられる。

潮汐ゲートは、堤防や暗渠と併用して使用されます。河口や小川の河口、つまり河口域の始まりや、支流や排水路が沼地につながる場所に設置されます。潮汐ゲートは、満潮時には閉じて潮水が陸地へ流れ込むのを防ぎ、干潮時には開いて暗渠を通って堤防の河口側に水を排出します。ゲートの開閉は、ゲート両側の水位差によって制御されます。

恒久的な防御施設が機能しなくなった場合、土嚢、空気で膨らませる防水袋、その他の仮設障壁などの緊急措置が用いられる。

1988年、水を使って洪水を制御する方法が発見されました。これは、2本の平行なチューブを3本目の外側のチューブ内に収めることで実現されました。この構造は、水で満たされると、外側の水深を高さの80パーセントまで制御できる、転がらない水の壁を形成し、その背後には乾いた地面があります。2011年のミズーリ川の洪水の際、フォート・カルフーン原子力発電所を囲むために、高さ8フィートの水で満たされた障壁が使用されました。洪水対策として土嚢をトラックで運び込み、積み重ねてから危険物処理場にトラックで運び出す代わりに、敷地内の水を使って洪水制御を行うことができます。しかし、これらは万全ではありません。発電所の一部を囲んでいた高さ8フィート（2.4メートル）、長さ2,000フィート（610メートル）の水で満たされたゴム製の洪水堤防は、スキッドステアローダーによって穴が開けられ、崩壊して施設の一部が浸水しました。^{[ 52 ]}  

アクアフェンスは、防水性と耐穿刺性を備えた連結パネルで構成されており、風に耐えるためにボルトで固定でき、洪水の重みで所定の位置に保持されます。^{[ 53 ] [ 54 ] [ 55 ]}材料には、海洋グレードのバトリックラミネート、ステンレス鋼、アルミニウム、強化PVCキャンバスが含まれます。^{[ 55 ]}パネルは再利用可能で、使用しないときは平らに保管できます。^{[ 56 ]}この技術は、防潮堤を建設したり、洪水の経路に土嚢を配置したりする代替手段として設計されました。 ^{[ 56 ] [ 55 ] [ 57 ]}

HydroSackなどの他のソリューションは、ポリプロピレン製の外装に木材パルプを詰めたものですが、使い捨てです。^{[ 58 ]}

洪水リスク管理戦略の一部を構成する非構造的な洪水管理方法がいくつかあります。これには、土地ゾーニング規制を通じて氾濫原や洪水が発生しやすい地域周辺に建設される都市構造物の量を減らす政策が含まれます。^{[ 1 ] [ 19 ]}これは、洪水から人や建物を保護するために必要な緩和策の量を減らすのに役立ちます。同様に、洪水警報システムはリスクを軽減するために重要です。^{[ 1 ]}洪水が発生した後は、再建計画や保険などの他の対策を洪水リスク管理計画に組み込むことができます。^{[ 1 ]}管理戦略がさまざまなシナリオをカバーし、ベストプラクティスを確実にするためには、洪水リスク管理戦略の多様化が必要です。^{[ 59 ]}

洪水リスク管理は、洪水によって引き起こされる人的・社会経済的損失を軽減することを目的としており、より広範なリスク管理分野の一部です。洪水リスク管理は、洪水リスク評価を通じて物理システムと社会経済環境との関係を分析し、洪水がもたらすリスクについての理解と対策を促進しようとします。その関係性は、洪水の要因や自然現象から、モデルや社会経済的影響に至るまで、幅広いトピックを網羅しています。

この関係では、洪水マッピングや物理的影響対策など、幅広い洪水管理方法を含む管理方法を検証します。^{[ 60 ]}洪水リスク管理では、洪水リスクを軽減する方法と、洪水に関連するリスクを適切に管理する方法を検討します。洪水リスク管理には、洪水災害の軽減と準備、リスクの分析、洪水によって引き起こされる悪影響を軽減するためのリスク分析システムの提供が含まれます。^{[ 60 ]}

気候変動による異常気象や海面上昇が進むにつれて、洪水や洪水リスクは特に重要になり、洪水リスクの影響を受ける地域が増えるだろう。^{[ 61 ]}

洪水マッピング^{[ 62 ]}は、政府や政策立案者が潜在的な洪水発生範囲を画定するために使用するツールであり、極端な洪水発生を防ぐための情報に基づいた意思決定を可能にします。^{[ 63 ]}洪水マップは、政策立案者が洪水災害について十分な情報に基づいた意思決定を行えるようにする文書を作成するのに役立ちます。^{[ 64 ]}洪水マッピングはまた、洪水災害に関する情報を公共部門と民間部門の両方に概念モデルとして提供します。 ^{[ 65 ]}洪水マッピングは、一般のアクセス性の欠如、技術的な文書やデータの欠如、理解しやすい情報の欠如のために、世界中の多くの地域で批判されてきました。しかし、洪水マッピングへの注目が再び高まったことで、洪水リスク管理方法として使用するために現在の洪水マッピングを強化することへの関心が再び高まっています。^{[ 64 ]}

洪水モデリングは、洪水の危険性と、それが人間や物理的環境に及ぼす影響をモデル化するために使用されるツールです。^{[ 66 ]}洪水モデリングでは、洪水の危険性、外部および内部のプロセスと要因、洪水の主な要因がどのように相互作用するかを考慮します。洪水モデリングでは、地形、水文学、都市の地形などの要因を組み合わせて洪水の進行を再現し、露出している各要素に関連するさまざまなレベルの洪水リスクを特定します。^{[ 67 ]モデリングは、水理モデル[ 68 ]} 、概念モデル^{[ 69 ]} 、または地形学的方法^{[ 70 ]}を使用して実行できます。今日では、リモートセンシングで取得した地図の作成にも注目が集まっています。^{[ 71 ]}洪水モデリングは、洪水に関連するリスクを軽減する建築開発慣行と災害軽減方法を決定するのに役立ちます。^{[ 72 ]}

洪水ハザードマップは、さまざまなシナリオにおいて洪水に対して最も脆弱な地域を理解し、視覚化できるため、洪水管理に不可欠です。例えば、人口の約80%が低地の氾濫原に居住するバングラデシュでは、このようなマップは、季節的なモンスーンの雨や河川の氾濫によって引き起こされる、繰り返し発生する、あるいは深刻な洪水が発生しやすい地域を特定するのに役立ちます。ハザードマップは、標高、地形、傾斜、人口密度、河川や集落への近さといった要素を考慮に入れることで、災害への備えと計画に関する重要な情報を提供します。これにより、地方自治体や国は、高リスク地域を優先的に特定し、予防措置を実施し、洪水発生時の人命損失、インフラへの被害、経済的混乱を最小限に抑えるための情報に基づいた資源配分決定を行うことができます。

洪水リスクを知るだけでは十分ではない場合が多く、洪水避難所の適性マップも、緊急避難所を設置するのに最も安全でアクセスしやすい場所を特定するのに役立ちます。バングラデシュでは、サイクロン避難所が多数設置されたため、現在ではサイクロンによる死傷者数は減少しています。バングラデシュの洪水が発生しやすい地域^{[ 73 ]}では、指定された避難所が少なく、設置場所も不適切な場合が多いため、このようなマップには、洪水リスクレベル、道路や集落へのアクセス、標高、土地利用などの基準が組み込まれています。これらのマップにより、避難所は安全で高台にありアクセスしやすい場所に建設され、効率的な避難が可能になり、洪水時の死傷者リスクが軽減されます。これらのマップは、政府機関や人道支援団体による証拠に基づいた計画を支援し、避難所が構造的に安全であると同時に、緊急時にできるだけ多くの人々を収容できるよう戦略的に配置されていることを保証します。

利害関係者の関与は、政策議論で合意に達するための国民の関与を強化する洪水リスク管理の有用なツールです。^{[ 74 ]}緊急事態管理や災害リスク軽減目標、土地利用計画と洪水リスクの統合、必要な政策との相互作用など、さまざまな管理上の考慮事項を考慮に入れることができます。^{[ 64 ]}洪水管理において、利害関係者の関与は、より大きな結束と合意を達成するための重要な方法と見なされています。^{[ 75 ]}利害関係者の関与を洪水管理に統合すると、状況のより複雑な分析が得られることが多く、これは一般的に、集団的な解決策を決定する際の要求を増やし、解決策を決定するのにかかる時間を増加させます。^{[ 74 ]}

湿地は、特に沿岸地域において、内陸地域に流れ込む余剰水を貯留できるため、洪水管理戦略に効果的です。^{[ 76 ]}例えば、チェサピーク湾、ミシシッピ川デルタ、長江デルタなど、複数の湾や河川デルタのコミュニティは、洪水管理に関して地元の湿地から恩恵を受けています。特に、湿地は、これらの地域がしばしば直面する高潮から内陸のコミュニティを守ることができるためです。 ^{[ 77 ]}湿地は、財政的な観点からも洪水緩和を支援します。例えば、 2012年のハリケーン・サンディの際、沿岸湿地は、住宅などの私有財産や道路などの公共インフラへの被害防止に関連して、推定6億2500万ドルの節約をもたらしました。^{[ 78 ]}

日本の京都では、秦氏が紀元500年頃に桂川の洪水をうまく制御し、また鹿角川に水門を建設した。^{[ 86 ]}江戸時代の一連の治水事業により、利根川は南の江戸湾に流れ込むのではなく、東の太平洋に流れ込むようになった。

中国では、洪水迂回区域とは、都市を守るために緊急時に意図的に浸水させる農村地域のことである。^{[ 87 ]}

森林伐採と土地利用の変化が洪水のリスクと深刻度に及ぼす影響は議論の対象となっている。ヒマラヤの森林伐採がガンジス・ブラマプトラ低地に与える影響を評価したところ、異常気象の場合には森林があっても洪水を防いだり大幅に軽減したりすることはできなかったことがわかった。^{[ 88 ]}しかし、より一般的な概観研究では、森林伐採が洪水の安全性に及ぼす悪影響と、賢明な土地利用と再植林のプラスの効果については一致している。^{[ 89 ] [ 90 ]}

植生の喪失（森林破壊）は洪水のリスクを高めると多くの人が主張している。自然林に覆われていれば、洪水の継続時間は短くなるはずだ。森林破壊の速度を低下させれば、洪水の発生頻度と深刻度を改善できるはずだ。^{[ 91 ]}

エジプトでは、アスワン低ダム（1902年）とアスワン高ダム（1976年）の両方が、ナイル川沿いの様々な規模の洪水を制御してきた。

洪水はニュージーランド最大の自然災害であり、^{[ 98 ]}その対策は主に地方議会によって管理・資金提供されています。^{[ 99 ]}国内には5284kmを超える堤防 のネットワークがあり、^{[ 100 ]}河川の水位を下げるための砂利採取も一般的な洪水対策技術です。^{[ 101 ] [ 102 ]}国内の洪水対策は、ウェリントンのハット川の河道拡張など、自然に基づく解決策へと移行しつつあります。^{[ 103 ] [ 104 ]}