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水の滞留時間に着目した高山域の雪氷融解に伴う水資源涵養過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K13433
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分04010:地理学関連
研究機関信州大学

研究代表者

榊原 厚一  信州大学, 学術研究院理学系, 助教 (40821799)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード高山帯 / 雪氷融解 / 水涵養 / 水流出 / トレーサー / 土地被覆 / 雪渓後退 / 端成分 / 水資源涵養 / 水貯留 / 植生 / 高山域 / 流出 / 雪氷 / 水の安定同位体比 / 水の滞留時間 / 安定同位体比
研究開始時の研究の概要

中~高緯度の高山地域では,水資源涵養に対して雪氷融解水の果たす役割が重要である.しかしながら,高山地域における雪氷融解水がどのように水資源涵養に寄与しているかを定量的に解明した研究はほとんどない.そこで本研究は,乗鞍岳山頂流域を対象とし,雪渓後退速度の直接的計測,トレーサー法による湧水滞留時間の推定と湧水に対する融雪水の寄与率算出を高時間精度で行うことで雪氷融解に伴う水資源涵養機構を明らかにする.国内最大級の積雪量を有する当該地域における研究成果は,持続的水資源利用の政策決定に幅広く寄与できるだけでなく,下流地域における洪水発生予測・被害低減という防災の面にも波及効果をもたらすと期待される.

研究成果の概要

本研究は,高山帯源流域の雪氷融解に伴う水涵養・流出機構を明らかにすることを目的とし,森林限界を超える高山地域を対象に水文観測,水試料の採取,それらのトレーサー分析を実施した.高山帯における水流出・水涵養を支配する要因は,短期間の積算降水量と雪氷融解水の供給であることが示唆された.トレーサーを用いた成分分離法の適用により,夏季の雪氷後退に伴い,流出水を構成する成分が雪氷・降水成分から,地下水・土壌水成分に変化することが明らかとなった.さらに,植生部と裸地部の流出水の明確に異なる水質・同位体比から,土地被覆条件により水貯留機能が決定される可能性を示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

気候変動の影響を受けやすい高山帯は極めて多い降水量を有し,下流域に豊富な水資源を供給する.本研究は,これまで,実測による研究例が少なかった高山帯水文学研究に現地観測を主手法として取り組んだ.水涵養・流出過程の定性的・定量的解析を実施することで,雪氷融解・短期積算降水量・土地被覆が高山帯水循環を主に制御することを示唆した.本研究成果は,水資源賦存量の将来予測技術の向上や近年頻発する土砂災害・洪水の予測・警報システム開発という防災の面に貢献でき,学術的のみならず社会的に意義があると考えられる.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Controlling Factors and Characteristics of Peak Runoff in an Alpine Headwater Under the Asian Monsoon Climate2022

    • 著者名/発表者名
      Sakakibara Koichi, Suzuki Keisuke
    • 雑誌名

      Mountain Research and Development

      巻: 42 号: 2

    • DOI

      10.1659/mrd-journal-d-21-00030.1

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 諏訪湖流域における地下水の滞留時間推定と水資源の持続性評価2021

    • 著者名/発表者名
      榊原厚一, 堀瑞季, 宮原裕一, 鈴木啓助
    • 雑誌名

      国土地理協会報告

      巻: 6 ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 名水を訪ねて, 信州・上高地の水2021

    • 著者名/発表者名
      榊原厚一, 鈴木啓助
    • 雑誌名

      地下水学会誌

      巻: 63 ページ: 19-27

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 高山源流部・一次流域における水文観測をベースとした水流出・地下水循環研究2020

    • 著者名/発表者名
      榊原厚一, 鈴木啓助
    • 雑誌名

      日本水文科学会誌

      巻: 50 ページ: 99-103

    • NAID

      130007897385

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Dissolved 137Cs concentrations in stream water and subsurface water in a forested headwater catchment after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident.2019

    • 著者名/発表者名
      Iwagami, S., Tsujimura, M., Onda, Y., Konuma, R., Satou, Y., Sakakibara, K., Yoschenko, V.
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology

      巻: 573 ページ: 688-696

    • DOI

      10.1016/j.jhydrol.2019.04.019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 森林流域の地下水をはかる2019

    • 著者名/発表者名
      榊原厚一
    • 雑誌名

      森林科学

      巻: 87 ページ: 32-33

    • NAID

      130007733009

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 北アルプス・乗鞍岳高山帯におけるピーク流出発生の特徴とその制御要因の解明2021

    • 著者名/発表者名
      榊原厚一, 鈴木啓助
    • 学会等名
      日本地下水学会2021年春季講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マルチトレーサーを用いた八ヶ岳西麓から諏訪湖に至る地域地下水流動系の解明2021

    • 著者名/発表者名
      堀瑞季, 榊原厚一, 宮原裕一, 鈴木啓助
    • 学会等名
      日本地下水学会2021年春季講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 流出水の水質・同位体比特性から推定される高山帯植生部の水貯留機能2021

    • 著者名/発表者名
      藤野真優, 榊原厚一, 鈴木啓助
    • 学会等名
      水文・水資源学会/日本水文科学会2021年度研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 森林源流域における降雨流出時の河畔部飽和帯を介した水流出過程2021

    • 著者名/発表者名
      長幡嘉健, 榊原厚一, 宮原裕一, 鈴木啓助
    • 学会等名
      日本地下水学会2021年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 火山性緩斜面流域において流域特性が地下水涵養・流動過程に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      堀瑞季, 榊原厚一, 宮原裕一, 鈴木啓助
    • 学会等名
      日本地下水学会2021年秋季講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Clarification of cause of temporal tracer variations in spring water, Kamikochi, Shinshu2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitake Nagahata, Koichi Sakakibara, Keisuke Suzuki
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union (JpGU) Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydraulic connectivity between groundwater and surface water in Suwa region, Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Hori, Koichi Sakakibara, Yuichi Miyabara, Keisuke Suzuki
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union (JpGU) Meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] リターから溶出した放射性セシウムの流出水への寄与2020

    • 著者名/発表者名
      榊原厚一, 岩上翔, 辻村真貴, 小沼亮平, 佐藤雄太郎, 恩田裕一
    • 学会等名
      日本地球化学会第67回オンライン年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Water circulation processes based on spatial variations of environmental tracers in the mildly acidic deep lake, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Koichi Sakakibara, Sae Mizushima, Hodong Park, Yoshikuni Hodoki, Maki Tsujimura
    • 学会等名
      American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Groundwater recharge processes in a complex aquifer system of the Lake Suwa watershed, Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Hori, Koichi Sakakibara, Yuichi Miyabara
    • 学会等名
      American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding water circulation with tritium-tracer measurements in selected catchments across Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Maksym Gusyev, Yoshito Kikumori, Masatoshi Denda, Shigeru Mizugaki, Isao Machida, Naofumi Akata, Koichi Sakakibara, Maki Tsujimura, Yuki Imaizumi, Uwe Morgenstern, Michael K Stewart
    • 学会等名
      Symposium on Isotope Hydrology: Advancing the Understanding of Water Cycle Processes CN-271, International Atomic Energy Agency (IAEA)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spatial and temporal variation of residence time and microbe in spring and groundwater at headwater catchments2019

    • 著者名/発表者名
      Maki Tsujimura, Chisato Yamamoto, Yuki Imaizumi, Koichi Sakakibara, Ayumi Sugiyama, Kosuke Nagano, Kenji Kato, Yuichi Onda
    • 学会等名
      European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long term temporal change of sulfur hexafluoride concentration in spring water at a forested headwater catchment2019

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Nagano, Maki Tsujimura, Koichi Sakakibara, Ayumi Sugiyama, Sho Iwagami, Yuichi Onda
    • 学会等名
      European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 上高地湧水における環境トレーサーの時間変化特性の解明2019

    • 著者名/発表者名
      長幡嘉健, 榊原厚一, 鈴木啓助
    • 学会等名
      日本山の科学会2019年秋季研究大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 水質・同位体トレーサーを用いた田沢湖湖水の起源の解明2019

    • 著者名/発表者名
      水嶋彩恵, 榊原厚一, 朴虎東
    • 学会等名
      2019年度日本水文科学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 山岳域から河口に至る信濃川河川水の水質・同位体比の空間分布特性の解明2019

    • 著者名/発表者名
      吉田暁人, 増本泰河, 伊藤拓生, 林穣, 榊原厚一
    • 学会等名
      2019年度日本水文科学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 福島第一原子力発電所事故後の福島県内山地源流域におけるトリチウム・フロン類を用いた地下水の年代推定2019

    • 著者名/発表者名
      榊原厚一, 岩上翔, 辻村真貴, 安部豊, 羽田真奈美, Pun Ishwar, 恩田裕一
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union (JpGU) Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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