我が国の河川流域は一般に、上流が急峻な山地部で、下流の比較的低平な領域に都市が広がっています。したがって、山地域からの降雨流出を的確に予測することが都市の水防災を考えるうえで重要となります。山地域からの流出には、地形、地質、土壌特性などの要因が影響します。これらを詳細に考慮した数理モデルを開発し、その計算結果を分析することで、降雨流出過程の本質をとらえつつ、流域スケールに適用可能な、よりシンプルなモデルを開発しようとしています。

たとえばすぐ右の図は、山地斜面表土層中の雨水流動を鉛直二次元の詳細なモデルで計算した結果（有効飽和度）です。この計算結果の分析に基づいて、準二次元的に計算するモデルを開発しました。一番右側の図は、準二次元モデルで求めた有効飽和度です。二次元モデルによる計算結果とよく一致していることがわかります。

雨が降ると、川の水が増える―誰でも経験的に知っていることですが、降雨流出現象は水文学における中心的な研究課題の一つです。降雨流出現象は私たちの生活に大きな影響を与えています。豪雨あるいは少雨に伴う河川流量・河川水位の変化を予測する研究は、非常に重要なものとして位置付けられています。

長い歴史を持つ降雨流出の研究ですが、実は現象そのものについては、まだよくわかっていないところがあります。たとえば、雨が降って流れ出てきた水が、いましがた降った雨の水なのか、それとも何か月あるいは何年も前に降った雨なのかは、よくわからないのです．本研究では、水に含まれる物質をトレーサーとして、流域に降った雨がどのような経路をたどってどれくらいの時間をかけて流れ出てくるのか分析し、その結果に基づいて、流域内の水の動きをより確からしくモデリングすることを試みています。

洪水・渇水などのさまざまな水問題は、人間社会と水循環の交わるところで生じます。水の恩恵を受けつつ、できるだけ水に伴う問題を防止・軽減するためには、水循環とうまく折り合いをつけながら人間社会を営む必要があります。

たとえば、流域の水災害リスクを定量化し、ハザードマップのような形で公開することは、住民が自ら水災害を回避する行動につながります。このような水災害リスク評価手法の開発は一つの重要な研究テーマです。

さらには、頻繁に浸水被害が発生するような地域では、一階床面の高さをある一定程度以上にするなど、建物の構造に何らかの規制を設けることによって、被害を軽減できるかもしれません。その一方で、規制にはマイナスの効果も伴います。このような管理的対策の利害得失を分析し、実現可能で効果的な方法を探求したいと考えています。