土壌が凍結する積雪寒冷地流域における異常融雪出水メカニズムの解明

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06750537
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 早川 博 北見工業大学, 工学部, 助手 (20142797)
• Keywords: 凍土 / 融雪流出 / 川水温 / 地温 / 流出率 / 不浸透域 / 降雨流出 / 融雪災害

Research Abstract

北海道東部地域(北見・帯広)は,他の地域に比べ積雪が少なく寒さが厳しいために流域の土壌が凍結し,晩秋期あるいは融雪期に異常出水を引き起こす一因になっている.本研究はこの土壌の凍結と融雪出水の関係について,1.十勝川水系士幌川など4河川の水文・気象資料を用いた融雪出水に及ぼす凍結土壌の影響の定性的な評価,2.北見市郊外富里ダム流出試験地(流域面積8.4ha)の'93,'94年融雪期の観測結果を基にした土壌が凍結した流域の融雪出水機構の解明,を目的としている.以下に,その検討結果を要約する.
1.十勝川水系諸河川の水文資料による解析
流域の土壌凍結が流出に及ぼす影響は,定性的には流出率で評価できる.夏期の降雨-流出の流出率と比較すると,融雪期の同程度の降雨による流出率が約5割増となり,土壌凍結による流域の不浸透域の増加,すなわち一時的な流域の都市化現象と見なすことができる.
2.富里ダム流出試験地の観測
(1)厳冬期に流域の土壌は,日平均気温が0℃を下回る頃から凍結を始め,積雪深が落ち着く2月初旬まで凍結深は増大した.しかし,河道の近傍はほとんど凍結せず,最大でも10cmを越えることはない.土壌中を浸透してくる湧水からの熱の供給を受けるためと考えられる.
(2)融雪期に入ると,融雪の進行とともに河川水の水温が次第に上昇を始めた.融雪水(水温0℃)が河道に直接流入する場合は,逆に水温が低下すると考えられるので,融雪水が地中に一旦潜って地熱で暖められてから河道に流出してくるメカニズムを想定した.また,土壌の凍結は,積雪が消失した6月中旬まで存在していた.
(3)上述の流出機構をモデル化した融雪出水モデル(並列タンクモデル)を構築した.
(4)'95年融雪期(現在)は河道近傍と斜面部の2カ所で地温を詳細に観測中であり,融雪水の水温をトレーサにして(2)で仮定した流出経路の特定を行う予定にしている.