森林地上部を用いて豪雨時の洪水を緩和する

• 研究課題/領域番号: 22K19871
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分64:環境保全対策およびその関連分野
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 久米 朋宣 九州大学, 農学研究院, 准教授 (30816393)
• 研究期間 (年度): 2022-06-30 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 樹冠遮断 / 豪雨 / 付着水分 / 樹冠通過雨 / 樹幹流 / 森林地上部 / 記録的豪雨 / 針葉樹林 / 広葉樹林

研究開始時の研究の概要

森林による洪水緩和は、土壌や基岩による流出遅延効果を軸に議論されることが多いが、流出遅延効果は地質や地形に依るところが大きく、人為的に制御できる余地が小さい。その一方で、雨で濡れた森林地上部からの蒸発（樹冠遮断）に起因する洪水のピーク流量を減少させる効果は、樹木の地上部で発揮されるものであり、人為で制御できる余地があるかもしれない。本研究では、1日300mmを超えるような超大雨が数年間隔で起きる九州南部の山岳森林地帯にある九州大学宮崎演習林内において、森林地上部が持つ洪水緩和機能を、豪雨時に特化して明らかにし、洪水緩和に資する森林地上部構造の在り様を提案することを目的とする。

研究実績の概要

本研究では、1日300mmを超えるような超大雨が数年間隔で起きる九州南部の山岳森林地帯において、森林地上部が持つ洪水緩和機能を、豪雨時に特化して明らかにし、洪水の緩和に資する森林地上部構造を提案することを目的とする。その目的のために、宮崎県椎葉村にある九州大学宮崎演習林内のスギ人工林およびブナが優先する天然林において、500 mm/dayの豪雨を想定した大型の遮断城発量計測システムを構築し、線状降水帯や台風に起因する豪雨時の遮断蒸発量を計測することで、豪雨時の遮断蒸発のメカニズムを明らかにする。1年目は、樹冠遮断蒸発計測の専門家である田中延亮博士（東大農）及び大学院生と、九州大学宮崎演習林において、スギ人工林とブナを主体とする天然林の現地視察を行い、500mmの豪雨を想定した大型の樹冠通過雨・樹幹流計測装置デザインや配置について、検討を行った。また、樹冠遮断過程において重要なパラメーターである、樹冠及び樹体の付着水分量に関する文献のサーベイを開始し、森林タイプや構造、気象条件が付着水分量に与える影響を検討することにした。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

宮崎演習林に台風が来襲し、斜面崩壊などにより林道が不通となりその復旧に追われた。その一方で、樹冠遮断過程において重要なパラメーターである、樹冠及び樹体の付着水分量に関する文献のサーベイを開始する等、遅れを補完するための研究も開始した。

今後の研究の推進方策

引き続き、豪雨に対応した樹冠通過雨と樹幹流集水装置を検討しそれらの作成を行う。そして、宮崎演習林内のスギとブナ等の広葉樹を対象に、樹冠通過雨と樹幹流量計測装置をそれぞれ設置し豪雨を待つ。椎葉村のアメダス雨量データ（直近30年）によれば、毎年100mm/day以上の大雨が降っており、向こう3年間に300 mm/day以上の雨が1回生じる確率は37％、500 mm/day相当の雨でも9％あり、研究実施期間内に豪雨が発生する可能性は十分ある。また、樹冠及び樹体の付着水分量に関する文献の収集を続ける。