森林流域の空間スケールに着目した渓流水質形成機構に関する水文学的研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02J01063
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 勝山 正則 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(PD)
• Keywords: 水文過程 / Bedrock groundwater / Riparian zone / Hillslope zone / 空間スケール / 湿地 / トレーサー / 渓流水質

Research Abstract

風化花崗岩からなる山地源流域において,流域空間スケールの拡大に伴う水文過程および水文化学過程の変化を明らかにすることを目的に,滋賀県南部に位置する桐生水文試験地内に面積の,異なる観測流域網を設定した.面積0.086haの源頭部流域およびその内部に設定した斜面プロット(0.024ha)において渓流水中のNO_3^-濃度形成に対する水文過程のコントロールの解明を目的に観測を行った.渓流水中のNo_3^-濃度は流域内の観測地点で最も低く,また流量変動に対する応答を見ると,流量増加時には濃度が上昇し,流量減少時には低下した.斜面部での水収支を考慮すると,降雨の約49%が基岩内に浸透し,この基岩浸透地下水が基底流出を構成する主要な流出成分であった.洪水流出時には低いNO_3^-濃度を持つ基岩浸透地下水に加えて,比較的No_3^-濃度の高い堆砂地地下水が流出に寄与するため,渓流水中のNO_3^-濃度は上昇する.森林流域からのNo_3^-流出には流域の水文過程によるコントロールが大きく,特に基岩内からの地下水流出が,基底流出水のNo_3^-濃度を低く維持していることが明らかになった.また,流域を構成する要素の一つである河道沿いの湿地において,ピエゾメータを用いた水理水頭観測および水の安定同位体比の観測に基づいて,湿地の水文過程を考察した.その結果,湿地の堆積土砂内部には選択的な水移動経路が存在し,湿地に流入した表流水はそのまま表流・流下する成分と,堆積土砂内部に浸透し,選択的な経路を通じて流出する成分とに分けられた.これらの流出成分は湿地通過後再び合流し観測流域出口に到達する.森林流域が持つとされる水源涵養・水質浄化機能を正しく評価するうえで,これら流域構成要素における現象を正しく評価することが重要であるといえる.

Research Products

• [Publications] 勝山正則, 大手信人, 小杉賢一朗: "風化花崗岩山地源流域の渓流水NO3-濃度形成に対する水文過程のコントロール"日本林学会誌. 86. 27-36 (2004)
• [Publications] 松村光子, 大手信人, 小杉緑子, 徳地直子, 高梨聡, 松尾奈緒子, 勝山正則: "ヒノキ人工林における土壌-植物間の無機態窒素の移動プロセス"日本緑化工学会誌. 29. 301-304 (2003)