イタリアの大型ダムおよび上流域集水域特性の包括的データセット報告書

主要な章タイトル一覧

1. はじめに
2. イタリアの大型ダムの分類、種類と用途
3. ダムの構造的特徴
4. 上流集水域の地形と気候的特徴
5. 1 集水域属性
6. 2.1 地形属性
7. 2.2 土壌、土地被覆とNDVI属性
8. 2.3 気候属性
9. 2.4 極端降雨属性
10. インフラと上流集水域の相互作用
11. データ利用可能性
12. 結論

文書概要

本報告書は、イタリア国内で長年存在していた重要なデータギャップを埋めるもので、イタリアダム総局の監督下にある全528の大型ダムとその上流集水域を網羅した、包括的な国家レベルデータセットを初めて体系的に構築・公開しました。現在、世界およびヨーロッパ規模のダムデータベース（GOODD、GRanD、GDW、AMBERプロジェクトデータセットなど）はイタリアのカバー率が不十分で、上流流域の水文応答に関する重要な特徴の記述が一般的に欠如しています。また、イタリア国内の既存資料（ダム総局デジタルマップ、ISPRA報告書など）も、洪水形成に極めて重要な集水域の地形、気候、土地被覆、土壌などの属性を軽視し、ダム自体の構造情報に重点を置く傾向があります。本研究は、水文研究の高度化、洪水リスク評価、水資源管理の意思決定を支援するため、ダム構造情報と流域の自然特性を統合した総合的なリソースを提供することを目的としています。

本データセットの核心的内容は、2つの主要モジュールで構成されています：ダム構造属性と上流集水域の特徴です。ダム属性部分は公式情報源のデータを統合し、各ダムの名称、地理座標、建設開始・完了年、主要機能（発電、灌漑、洪水調節、給水など）、運用状況、構造タイプ（重力式ダム、アーチダム、フィルダム、堰など）、堤高、貯水池容量、貯水池面積、許容最高水位標高、および洪水吐堰頂標高などを含みます。このうち、貯水池面積と許容最高水位標高は、他の世界または国家データセットと比較した本データセットの重要な追加情報であり、貯水池の洪水調節能力を正確に推定する上で極めて重要です。

上流集水域の特徴部分は、本研究のもう一つの重要な貢献です。研究チームは、30メートル解像度のSRTMデジタル標高モデルに基づき、GISツール（r.basinなど）を使用して各ダムの上流流域を自動的に境界設定し、地形が複雑な一部の流域（パナロダムとプッシャーノ湖上流など）のみ手動で補正を行いました。これら523の有効な流域に対して、4つの主要カテゴリの属性を計算・統合しました：地形属性（面積、平均標高、平均傾斜度、水系ホートン比、主流長、形状係数など）；土壌と土地被覆属性（土壌質に基づく飽和透水係数、CORINE土地被覆データに基づく5種類の地表被覆率、および長期統計に基づく正規化植生指数(NDVI)とその時空間変動特性を含む）；気候属性（BIGBANG 4.0データセットから抽出した月平均降水量・気温データに基づき、年平均降水量・気温、降水量・気温の年周期のフーリエ係数、降水量変動性などを算出）；および極端降雨属性（改良版イタリア極端降雨データセットに基づき、空間補間により流域平均の強度-継続時間-頻度曲線のパラメータaとn、およびLモーメント統計量を導出）。これらの属性は、著者チームが以前に構築したイタリア流域特徴データベース（FOCA）と整合しており、イタリア国内で高密度の情報特徴が記述された流域の数を大幅に拡大しています。

本報告書は生データを提供するだけでなく、データセットに基づく予備的分析を行い、特に洪水削減における潜在的な役割に焦点を当て、ダムと上流流域の相互作用について考察しています。報告書では、貯水池面積と流域面積の比、貯水容量と流域面積の比などの定性的指標のイタリアのダムにおける分布を分析し、さらに、許容最高水位と洪水吐堰頂の標高差（ΔH）に基づいて、各ダムが洪水調節に利用可能な潜在貯水容量を初めて定量的に計算しました。分析の結果、約50%のイタリアのダム（貯水池/流域面積比が1/150未満）は、洪水に対する自発的な削減効果がごくわずかである可能性が示唆されました。同時に、ΔH値の経験的分布は、75%のダムでΔHが2メートル未満であることを示しており、これは、発電や灌漑といった主要機能を維持しながら効果的な洪水調節操作を行う余地を制限していることを示しています。

本データセットはZenodoプラットフォームを通じて公開され、水資源計画、洪水リスク管理、気候変動影響評価、水文モデル較正を行う研究者、政策立案者、ダム運営者、利害関係者にとっての権威ある基礎データとなることを目指しています。これは、イタリアにおけるこれまでで最も包括的なダムと流域の統合情報ライブラリを代表するものであり、国家から流域スケールまでの体系的な水文・工学研究のための堅固なデータ基盤を確立するものです。