流出機構を規定する土壌特性の現地計測とそれに基づくモデリング

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350267
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 椎葉 充晴 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (90026352)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 市川 温 京都大学, 地球環境学堂, 助手 (30293963) ; 立川 康人 京都大学, 防災研究所, 助教授 (40227088) ; 宝 馨 京都大学, 防災研究所, 教授 (80144327)
• Keywords: 土壌特性 / 現地計測手法 / 透水係数 / 水文モデル / 表土層

Research Abstract

1.土壌特性の現地計測手法の開発
当該研究申請者らはこれまで、地面表層付近の浸透流を考慮した物理的流出モデルを開発・使用してきた。この浸透流の機構を規定する土壌特性として透水係数が挙げられるが、その値は、出水時と低水時で大きく異なる。低水時に対する透水係数の代表値は、多くの研究によって、土壌タイプごとに明らかにされているが、出水時に対する値はいまだ明確ではなく、その計測手法も確立されていない。本研究では、出水時における透水係数を現地で直接計測する手法を開発することを目的の一つとしている。研究申請時には、斜面表土層にトレーサー水溶液を注入し、そのトレーサーの流下速度から透水係数を算定することを考えていたが、実際に表土層に水を注入し、その下流側にトレンチを掘って流下速度を測定しようとしたところ、側方へ流下する水量が予想よりも少なかったため、透水係数の測定方法としては適していないことが明らかとなった。そこで、浸透計を利用して透水係数を測定する方法や土壌水分の鉛直プロファイルから透水係数を推定する方法などを試行錯誤的に検討した。
2.土壌特性を考慮した水文モデルの開発と適用
森林域を対象とした水文モデルを開発し、実際の流域に適用した。このモデルでは、流域地形を矩形の小斜面の集合体としてモデル化したうえで、各小斜面における雨水の流れを詳細に表現したものである。とくに、地下水と不飽和水の相互作用など表土層内での水移動をきめこまかく表現しており、土壌の透水性や保水性などの特性を考慮したモデルとなっている。また、森林キャノピーによる降雨遮断過程のモデルもあわせて開発し、地表面付近の雨水流動モデルと組み合わせることによって、森林域における総合的な水文モデルを構成した。

Research Products

• [Publications] デオグラティアスムルング, 椎葉充晴, 市川温: "Comparison of Forest Canopy Interception Models Combined with Penman-Monteith Equation"水文・水資源学会誌. Vol.15,No.6. 555-568 (2002)