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山地森林流域における流出水の滞留時間と溶存成分濃度の平均化作用に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 03680209
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 自然地理学
研究機関筑波大学

研究代表者

田中 正  筑波大学, 地球科学系, 助教授 (50015880)

研究期間 (年度) 1991 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1993年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1992年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1991年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード滞留時間 / トリチウム / 安定同位体比 / 混合モデル / 均質化 / Riparian zone / 発散ゼロフラックス面 / 収束ゼロフラックス面 / 試験流域 / 均質化現象 / 土壌水 / 地下水 / トレーサー / デューテリウム / 酸素-18 / 8-ダイヤグラム / 同位体平衡 / 完全混合モデル / 水収支 / 物質収支
研究概要

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を選定し,トリチウム,デューテリウム,酸素-18ならびに無機溶存成分をトレーサーとして,流域内循濃水の滞留時間と溶存成分濃度の平均化作用について考察を行った。本研究の結果得られた知見は以下の通りである。
1)流域内土壌水,地下水,流出水のトリチウム濃度から求められる渓流水の平均滞留時間は2.5年である。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妥当な値である。
2)上記渓流水の滞留時間は見かけ上の値であり,実質的には滞留時間約4カ月の土壌水と滞留時間約19年の地下水が7:3の割合で混合したものである。
3)この土壌水と地下水の混合は斜面基部から谷底にかけてのriparian zoneと呼ばれる範囲において行われており,河川水の無機溶存成分の形成を考える上でこのriparian zoneが重要である。Riparian zoneでは滞留時間の短かい土壌水と滞留時間の長い地下水の流線が集中し,これによって両成分の混合が行われ,河川水の水質が決定することが明らかとなった。
4)土壌水の安定同位体比は深度1m以深においては大きく変動せず,ある一定の値に収束する均質化現象が認められる。この均質化現象は土壌水の動的挙動と密接に関係しており,深度1m以内に生ずる収束ゼロフラックス面と発散ゼロフラックス面の発生・消滅が大きな原因となっている。
5)安定同位体比に見られるる流域内での均質化現象は,発散ゼロフラックス面が消滅し,収束ゼロフラックス面が形成される際に,この収束ゼロフラックス面の近傍で古い水と新しい水が混合することによって生ずる現象であることが明らかとなった。

報告書

(4件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] Tase,N.,Tsujimura,M.,Tanaka,T.,Kotoda,K.and Taniyama,M.: "Diurnal fluctuations in stream flow of the two small basins." Ann.Rep.Inst.Geosci.Univ.Tsukuba. NO.17. 33-35 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka,T.,Tsujimura,M.,Shimada,J.,Itadera,K.,Nakai,N.and Kusakabe,M.: "Relationship between deuterium and oxygen-18 delta-values of soil water in humid tropical and humid temperate regions." Ann.Rep.Inst.Geosci.Univ.Tsukuba. NO.18. 27-32 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsutani,J.Tanaka,T.and Tsujimura,M.: "Residence times of soil,ground,and discharge waters in a mauntainous headwater basin,central Japan,traced by tritium." Int.Asso.Hydral.Sci.Publ.NO.215. 57-65 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsujimura,M.,Tanaka,T.and Kayane,I.: "Behaviour of subsurface water and solute transport in a steep farested mountainous basin,Japan." Int.Asso.Hydral.Sci.Publ.NO.216. 471-480 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakano,T.,Tanaka,T.,Tsujimura,M.and Matsutani,J.: "Strontium isotopes in sail-plant-atmosphere continuum(SPAC)." Int.Asso.Hydral.Sci.Publ.NO.215. 73-79 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tase, N., Tsujimura, M., Tanaka, T., Kotoda, K.and Taniyama, M.: "Diurnal fluctuations in streamflow of the two small basins." Ann.Rep.Inst.Geosci.Univ.Tsukuba. No.17. 33-35 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka, T., Tsujimura, M., Shimada, J., Itadera, K., Nakai, N.and Kusakabe, M.: "Relationship between deuterium and oxygen-18 delta-values of soil water in humid tropical and humid temperate regions." Ann.Rep.Inst.Geo-Sci.Univ.Tsukuba. No.18. 27-32 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matsutani, J., Tanaka, T.and Tsujimura, M.: "Residence times of soil, ground, and discharge waters in a mountainous headwater basin, central Japan, traced by tritium." Int.Asso.Hydrol.Sci.Publ.No.215. 57-65 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsujimura, M., Tanaka, T.and Kayama, I.: "Behavior of subsurface water and solute transport in a steep forested mountainous basin, Japan." Int.Asso.Hydrol.Sci.Publ.No.216. 471-480 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakano, T., Tanaka, T., Tsujimura, M.and Matsutani, J.: "Strontium isotopes in soil-plant-atmosphere continuum(SPAC)." Int.Asso.Hydrol.Sci.Publ.No.215. 73-79 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tadashi TANAKA: "Relationship between denterium and oxygen-18 delta values of soil water in humid tropical and humid temperate regians." Ann.Rep.,Inst.Geosci.,Univ.Tsukuba. NO.18. 29-34 (1992)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] June MATSUTANI,Tadashi TANAKA and Maki TSUJIMURA: "Residence times of soil,ground and diocharge waters in a mountainous headwater basin,central Japan,traced by tritium." IAHS Publ.NO.215. 57-65 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] T.NAKANO,T.TANAKA,M.TSU-JIMURA and J.MATSUTANI: "Strontium isotopes in soil-plant-atmosphere continuum(SPAC)." IAHS Publ.NO.215. 73-79 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] M.TSUJIMURA,T.TANAKA and I.KAYANE: "Behowiour of subsurface water and solute transport in a steep forested mountainous basin Japan." IAHS Publ.NO.216. 471-480 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 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)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Jun MATSUTANI,Tadashi TANAKA and Maki TSUJIMURA: "Residence times of soil,ground and dischargl waters in a mountainouo headwater basin,Japan,traced by means of environmental tritium concentrations." Proceedings of IAHS '93 Symposium on Tracers in Hydrology. (1993)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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