環太平洋における過去200年間の流域地表環境と土砂流出フラックス変化

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13460066
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 丸谷 知己 信州大学, 農学部, 教授 (40112320)
• 研究分担者: 戎 信宏 愛媛大学, 農学部, 助教授 (60176782) ; 清水 収 宮崎大学, 農学部, 助教授 (20178966) ; 伊藤 哲 宮崎大学, 農学部, 助教授 (00231150) ; 菊池 俊一 北海道大学, 農学部, 助手 (10250490)
• キーワード: 地表環境 / 水系解析 / 流域スケール / 土砂流出フラックス / GIS解析 / 河床堆積土砂 / 浮遊砂 / 掃流砂

研究概要

本研究は、流域の地表環境を(1)地形構造、(2)生態系の組み合わせとして把握し、これらと生産土砂量、滞留土砂量、流出土砂量との関係を明らかにし、これに基づいて土砂流出フラックス(単位時間、単位面積あたりの流出土砂量)を予測しようとするものである。そのために、まずGISを用いて流域スケールでの地形(流域面積・形状、水系)解析を行い、生態系を森林、耕地などのパッチモザイクの集合体として把握し、分布、形態、規模の時間的変化を明らかにする。これらの解析を行うために、国土地理院の数値標高データと空中写真、ランドサットTMデータ(既存)を収集し、コンピューターで解析した。つぎに、土砂流出フラックスについて、洪水段丘と河畔林を利用した土砂の滞留規模と滞留時間を現地で計測した。研究対象地は、九州一ツ瀬川支流大藪川、中部天竜川支流与田切川および手良沢川、北海道沙流川である。さらに、本年度は比較対象地としてニュージーランドワイアプ川支流ウェラアマイア川を踏査し、データを収集した。
その結果、手良沢川では、流出土砂のうち細粒の浮遊砂と掃流砂との流出特性が明らかになった。流域スケールが小さな上流域ほど、浮遊砂が掃流砂より多く、この傾向は流域面積の増大に伴い逆転した。また、降雨量との関係では、前日降雨量の影響が流出量に影響することがわかった。一方、地表生態系については、森林地が耕作地よりも流出土砂量が少ないという傾向が見られなかった。
一方、解析手法に関しては、与田切川においてGISによる水系解析により、地形図からの水系網自動発生が、実際の水系網とよく一致することがわかり、コンピューターを用いた解析が有効であることが示された。さらに、樹木の年輪や放射性物質をもちいて、地表侵食量(生産土砂量)と滞留土砂量を推定する試みが行われ、一定の精度で定量的に推定可能であることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] 金 勲, 丸谷知己, 宮崎敏孝: "山地流域における浮遊砂と掃流砂の流出量変化"砂防学会誌. 55・6. 21-32 (2003)
• [文献書誌] Hoon Kim, Tomomi Marutani: "Scale dependant, seasonal changes in suspended sediment load from the mountainous catchments of Nagano, Japan"Interpraevent 2002 in the Pacific Rim. 1. 41-52 (2002)
• [文献書誌] 戎 信宏, 古川智広, 丸谷知己: "GISによる再配列した数値標高データを用いた河道次数解析に関する検討"GIS-理論と応用(地理情報システム学会誌). 10・2. 1-8 (2002)
• [文献書誌] 国広靖志, 菊池俊一, 野田真人: "朱鞠内湖周辺の樹木年輪情報にみる立地環境変化"日本林学会北海道支部論文集. 51. 105-107 (2003)
• [文献書誌] 水垣 滋, 清水 収, 丸谷知己, 加納麻里, 新谷 融: "放射性物質を用いた斜面侵食・堆積現象の把握(口頭発表のみ)"日本林学会北海道支部第51回研究発表会. (2002)
• [文献書誌] 藤井奈津子, 伊藤 哲: "人工林化に伴う大規模攪乱発生特性の変化(口頭発表のみ)"第113回日本林学会大会. (2002)
• [文献書誌] 丸谷知己ほか: "山と人の災いを超えて-災害論-山と人の共存戦略分担執筆"信濃毎日新聞社. 183 (2003)