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改良型蒸発法を用いた森林土壌および風化基岩層の降雨浸透・貯留機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K15283
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 森林科学
研究機関京都大学

研究代表者

正岡 直也  京都大学, 農学研究科, 特定助教 (90786568)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード風化基岩 / 花崗岩 / 水源涵養 / 不飽和水文特性 / 改良蒸発法 / ワンステップ流出法 / 亀裂流 / 亀裂浸透 / 森林土壌 / 間隙連結特性 / 蒸発法 / コアサンプル / 不飽和透水曲線 / 自然現象観測・予測 / 水循環 / 森林水文学 / 土壌物理学 / 岩石学
研究成果の概要

本研究では山地流域における風化基岩層の水源涵養機能を解明するため、基岩の水文特性を計測し、さらに実際の降雨浸透を観測し検討を行った。第一に、風化花崗岩のボーリングコアに加工を施すことで蒸発法を適用し、不飽和水文特性(保水性・透水性)を計測できることを示した。第二に、新たに蒸発法とワンステップ流出法との組み合わせ手法を開発し、計測の効率化に成功した。第三に、風化基岩露頭における野外水文観測から、浅部の強風化基岩層では亀裂を伝った素早い水流が存在するものの深部までは到達せず、土壌と同様のリチャーズ式に基づくシミュレーションで基岩中の降雨浸透過程を再現できることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、山体の風化基岩内における雨水浸透過程の実態が明らかとなった。実測とシミュレーションによる浸透流出予測手法の方向性が示されたことで、森林の持つ水源涵養・防災機能のより実態に即した評価に向け大きく貢献できたといえる。また本研究で新たに開発された装置は迅速かつ実用的であり、普及すれば現在不足している日本の森林土壌の基礎的な水文特性データの蓄積が促され、水文学・砂防学研究を大いに発展させることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Improved evaporation method for the measurement of the hydraulic conductivity of unsaturated soil in the wet range2018

    • 著者名/発表者名
      Naoya Masaoka, Ken'ichirou Kosugi
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology

      巻: 563 ページ: 242-250

    • DOI

      10.1016/j.jhydrol.2018.06.005

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 花崗岩山地源流域における流域界を越えた地下水流動の解析2019

    • 著者名/発表者名
      正岡直也、小杉賢一朗、藤本将光
    • 学会等名
      砂防学会研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 山地源流域における基岩内地下水面形状が水収支に及ぼす影響2019

    • 著者名/発表者名
      正岡直也、小杉賢一朗、藤本将光
    • 学会等名
      日本森林学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Monitoring of bedrock groundwater in intensively drilled wells for estimating the process of runoff generation in a headwater catchment2018

    • 著者名/発表者名
      Naoya Masaoka, Ken'ichirou Kosugi, Masamitsu Fujimoto
    • 学会等名
      American Geophysical Union Fall Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高密度観測データに基づく花崗岩山地の地下水水文過程に関する考察2018

    • 著者名/発表者名
      正岡直也, 小杉賢一朗, 藤本将光
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 風化基岩層の不飽和水文特性計測の試み2017

    • 著者名/発表者名
      正岡直也
    • 学会等名
      日本森林学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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