| 研究概要 |
本研究では植物・生物の生息環境や河川水浄化機能評価を支える方法として,河道砂州の伏流水の物理環境の調査手法の確立を目的とした.主要な成果は,(1)砂州全体の伏流水流動構造解明の方法,(2)生物の生息場スケールの局所的な流動や,「たまり」「2次流路」の水交換量を見積もる方法,(3)伏流水と不飽和土層と交換量や時間特性を推定する方法,の3つを示し,砂州に適用したことである.
・砂州スケールの伏流水挙動の把握 砂州に約70m間隔に井戸を設置し,周辺表流水(本川,2次流路,排水路等)の水位を測定して,平水および洪水低減時の伏流水面の平面分布を得た.洪水後の二次的流路の有無や本川表流水位の縦断のゆがみに伏流水流動は支配される事を示した.水平2次元数値計算による上記結果の再現から,このスケールでは透水性の均一性がみられるなど,これらを通してこれら伏流挙動を推定する方法を示した.
・たまり周辺の伏流水挙動 砂州スケールを見る一方,生物等に重要な局所的な伏流流速を計る方法についても検討した.多孔パイプをたまり周辺に多数設置して測定した水面空間分布から,伏流水の流れの局所性を把握した上で,初年度に開発した塩水トレーサ試験法を適用し,流速・透水係数の概数を把握できた.また,2次元浸透解析を組み合わせ,たまりに水交換量の推定の方法についても提示した.
・不飽和部との鉛直交換 降雨と蒸発散に伴う地表周辺の圧力場の変化によって,伏流水と不飽和砂層との間で水交換が生じるが,その支配要因である(1)不飽和土層の構造についてはコアサンプル調査によって,(2)不飽和土壌特性土壌については土壌サンプルを用いた土壌特性試験から得て,(3)それらを用いた不飽和流解析によって鉛直輸送の時間特性について検討を行った.その結果,1日で鉛直交換輸送が収束する木津川砂州の時間特性を得,この方法が不飽和土壌水圧力場の安定性評価に有効であることがわかった.
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