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本研究は、亀裂堆積岩の山体への雨水浸透の仕組みを、和歌山県日高郡由良町にある山腹斜面に掘られたトンネルへの湧水(水量と水質)及びトンネル内の炭酸ガス濃度の測定(センサーは備品として平成6年度購入)を通して、明らかにすることを目的としている。観測より、以下のことが分かった。
(1)トンネル内炭酸ガス濃度と湧水の流出量の変化の対応を調べることも本研究計画の一つとなっていた。湧水流量が降雨の生起にも関わらず、基底的な流出成分によってのみ形成される場合(平成6年6月以降の少雨期)、降雨による流量増加の開始は既に増加を始めていた炭酸ガス濃度がピークを示す状況に対応する。また、降雨によって速い流出成分が生起する場合、ガス濃度の増加は流量増加より遅れて始まり、流量ピーク後の低減段階で、その変化が緩慢となる時点で、濃度のピークが現れるという変化特性が観測された。
(2)上記したガス濃度がピークを示す時刻は、当該の降雨によって発生した遅い浸透成分が始めて流出に寄与する状況となることが解析できた。このことは、岩盤中の植生の細根の呼吸や有機物の分解で発生する高濃度の炭酸ガスが、降雨により発生する多数の小さな亀裂部を流れる浸透流の前進で下方に押し下げられているという浸透に伴う間隙空気の移動の生起を示唆する。また、降雨によって速度の大きな浸透成分の生起による流量増加も観察されたので、浸透場には二つの経路(fissure flowとmatrix flowに対応する生起場)が存在するという仮説が保証された。さらに、当該の降雨によって発生したmatrix flowの流出への寄与の始まりの時刻を知る上でも、ガス濃度変化の情報は有用であることが分かった。
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