山地森林流域における流出水の滞留時間と溶在成分濃度の平均化作用に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03680209
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 田中 正 筑波大学, 地球科学系, 助教授 (50015880)
• Keywords: 試験流域 / 滞留時間 / トリチウム / デューテリウム / 酸素-18 / 8-ダイヤグラム / 同位体平衡 / 土壌水

Research Abstract

研究対象流域として,筑波大学川上演習林内に設置した試験流域(流域面積0.14Km^2)を選定し,本年度はトリチウムおよび水素・酸素の安定同位体(デューテリウムおよび酸素-18)をトレーサーとして,流域内循環水の滞留時間ならびに溶存成分濃度の平均化作用について考察した。今年度得られた知見は以下の通りである。
1.昨年度得られた土壌水,地下水,流出水のトリチウム濃度に基づいて,流域から流出する渓流水の見かけ上の滞留時間を計算すると2.5年という値が得られた。この値はこれまでに得られているわが国の山地源流域の河川水のそれに比較してほぼ妥当な値である。
2.上記の渓流水の滞留時間はあくまでも見かけ上のそれであり,その内容は滞留時間約4カ月の土壌水と滞留時間約19年の地下水が7:3で混合したものである。
3.土壌水の酸素・水素の安定同位体の鉛直プロフィルを分析したところ,同位体濃度が年間にわたって大きな変動を示す深度は地表面下約1mまでの範囲であり,それ以深では年間を通じてほぼ同じ値を示していた。このことは安定同位体濃度に関する限り,深度1m以内において濃度の平均化作用が行われていることを示唆している。
4.流域土壌水のδ-ダイヤグラムでは,直線の勾配は約8となり,蒸発散作用を受けている土壌水の濃縮プロセスは同位体平衡プロセスとして行われていることが明らかとなった。このことは 土壌水の同位体濃度に基づいて蒸発散量の定量的な評価が可能であることを意味している。
次年度は最終年度にあたるため,昨年度および本年度の研究成果を踏まえて,研究課題についてのとりまとめを行う予定である。

Research Products

• [Publications] Tadashi TANAKA: "Relationship between devterium and oxygen-18 delta-Values of sail water in humid tropical and humid temperate regions." Ann.Rep.,Inst.Geosci.,Univ.Tsukuba. No.18. 29-34 (1992)
• [Publications] June MATSUTANI: "Residenel times of sail ground and discharge waters in a mountainous headwater bas in,central Japan, traced by means of environmental tritium concentrations" International Association of Hydralogical Sciences Publication. (1993)
• [Publications] Maki TSUJIMURA: "Behavior of nubsarface water and solute transport in a small mountainous headwater bas in with a steep forested slope,Japan" International Association of Hydralogecal sciences Pablication. (1993)