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2019 年度 実績報告書

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
キーワード風化基岩 / 亀裂浸透 / 不飽和水文特性 / 改良蒸発法 / 水源涵養
研究実績の概要

最終年度は風化基岩の亀裂を伝った浸透現象の実態を解明するため、林道工事で掘削された基岩露頭を利用して観測を行った。基岩露頭の横方向からドリルで穴を開け、基岩マトリックス部分と亀裂部分にテンシオメータを挿入し、降雨浸透過程の違いを比較した。その結果、地表面から深度100cmの地点において、総降雨量40mmを超える全てのイベントにおいて水が亀裂へ素早く浸透する様子が確認された。しかし、140cm以深の地点では素早い浸透はみられなかった。これは、地表面付近の強風化基岩は未風化基岩に比べるとマトリックス透水係数が高いため、亀裂内の水流がすばやく周囲に拡散するためだと考えられる。この結果は、強風化基岩の降雨浸透過程において、マクロな視点では不均質な亀裂を考慮する必要がないことを示唆している。
研究期間全体を通じて、風化基岩への降雨浸透過程を解明するために室内物理試験と野外水文観測の両面から検討を行った。風化花崗岩のボーリングコアに加工を施すことで改良型蒸発法を適用し、不飽和水文特性を計測できることを示した。さらに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。加えて前述した野外観測結果から、森林土壌と同様のリチャーズ式に基づく飽和・不飽和浸透シミュレーションで強風化基岩内の降雨浸透を再現できることが示された。以上により山体浅部の基岩浸透過程の再現手法が確立され、森林の持つ水源涵養機能のより実態に即した定量的評価に向け大きく貢献できたといえる。ただし基岩深部ではマトリックス透水係数が小さくなるため亀裂を伝った水流が支配的になると考えられ、浅部と深部の境界における浸透過程の遷移とその取扱いが今後の課題である。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (2件)

  • [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
  • [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

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公開日: 2021-01-27  

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