多様な地表面を有する流域の水収支に占める蒸発散による水損失の季節変動の研究

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03455001
• Research Institution: Hokkaido University, Institute of Low Temperature Science
• Principal Investigator: 石川 信敬 北海道大学, 低温科学研究所, 助教授 (70002277)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 大二 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (30001655) ; 松田 彊 北海道大学, 農学部附属演習林, 助教授 (30002075) ; 白澤 邦男 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (50196622) ; 石井 吉之 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (40222955) ; 兒玉 裕二 北海道大学, 低温科学研究所, 助手 (70186708)
• Keywords: 流域水収支 / 熱収支 / 蒸発散 / 地下水位 / 流量 / 遮蔽率 / 森林密度 / 土壌水分

Research Abstract

北海道北部雨竜川上流の実験流域において、熱収支・水収支の連続観測を行った。水収支項目としては流域からの河川流出量を流域末端において、また流域内への降水(雪)量、融雪量、土壌水分量、蒸発散量を、さらに熱収支成分としては気温、風速、湿度、日射、反射、放射収支等の気象要素を流域内の6地点において測定した。その結果
(1)流域の降水量分布の特徴が明らかになった。すなわち冬期降水量には標高差300mの流域上・下部では約1.6〜1.8倍の相違がみられ、明瞭な高度依存性が現れたが、夏期の降水量には顕著な分布傾向がみられなかった。
(2)積雪水量の分布は降雪量と同様の標高依存性がみられた。
(3)融雪量の流域特性は熱収支を用いて求めたが、流域下部では風速と日射に対する森林の遮蔽効果により融雪量は小さいが、標高に伴って森林面積が減少することにより高地程融雪量が増大するという融雪特性が明らかになった。なおいずれの地点においても融雪量に最も重要な熱収支因子は放射収支であった。
(4)開地、林内、山頂の3地点において得られた融雪期の蒸発量を比較すると、林内では開地の約70%、山頂では140%であった。なお蒸発散量は気象条件や地表面の水分条件に大きく左右されるが、その最大値は冬期間0.15mm/h、融雪期0.5mm/h、消雪直後0.6mm/hであり、夏期には降雨直後0.6mm/hであった。
(5)融雪水の地中浸透に伴う土壌水分変動を0.5、1.0、2.0m深度で測定した。融雪開始により土壌層全体は飽和状態となり、消雪まで約1ケ月は正圧の変動を示した。なお圧力水頭の日周変化は各深度で観測されたが、深度による位相差はなく、振幅は深い場所ほど大きくなった。
(6)融雪水流出がつづく3ケ月間の水収支は積雪水量と期間中の全降水量に対して(100%)、流出量は75%であり、蒸発散量は20%であった。なお年間の水収支は現在解析中である。

Research Products

• [Publications] 石川信敬: "山地小流域における融雪量の熱収支的算出法について" 雪氷. 56(印刷中). (1994)
• [Publications] Ishikawa Nobuyoshi: "Transfer coefficients of sensible heat on a snowmelt surface" Meteorology and Atmospheric Physics. (印刷中). (1994)
• [Publications] 石川信敬: "布による融雪促進効果" 北海道の農業気象. 45. 15-22 (1993)
• [Publications] 石井吉之: "山腹斜面における土壌サクションの季節変動" 北海道の雪氷. 12. 6-9 (1993)
• [Publications] 石井吉之: "源流域河川における1993年融雪期の電気伝導度日周変化" 低温科学. 52. 25-38 (1993)
• [Publications] Kobayashi Daiji: "Comparison of snowmelt hydrograph separation by recession analysis and stream temperature and conductance" Tracers in Hydrology.IAHS Publ. 215. 49-56 (1993)