2022 Fiscal Year Research-status Report
Application of visualization technology of underground saturated zone to elucidate the mechanism of storm runoff generation in forested catchments
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21K19152
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
勝山 正則 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (40425426)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芳賀 弘和 鳥取大学, 農学部, 准教授 (90432161)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 熱赤外サーモグラフィ / 水温 / 森林流域 / 集水構造 / 流出形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
気候変動・極端豪雨に伴う大規模洪水・土砂災害が頻発している。日本では水と土砂の供給源となる山地源流域はほぼ森林であるため、降水・流出発生パターンの変化は森林の洪水緩和機能や土砂災害防止機能とも密接に関係する。本研究では、極端豪雨に伴う洪水発生機構を理解するために、降雨に伴う地中空間内の変化を従来よりも高時間分解能かつ三次元的に捉えることを目的に、熱赤外カメラを用いた手法により観測を進めている。
2022年度は、渓流水と湧水の水温差を利用し、花崗岩流域における河道内の湧水点の発見と山体の集水構造の解明を目的とした調査を行った。調査の結果、明らかな温度差を示す湧水点が確認できた。また、渓流水との境界が不明瞭で採水は難しいものの、熱赤外カメラでは明らかな温度差を示す帯状の湧水帯が河道の側壁斜面下端から確認できた。夏期、冬期では共に同じ湧水点もある一方で冬期にのみ採水できた地点もあった。これは冬期の渓流水の流量が少ないため水深も浅くなり、湧水の温度差が明確に出たからであると考えられる。湧水地点は標高 200m 以下に集中して存在した。水質分析の結果、標高が低くなるにつれ渓流水の SiO2濃度が高くなり、特に標高 200ｍより下流域で濃度が上昇していた。これは基岩深部を通過した高濃度の湧水の混合によるものと考えられ、山体の上流部で深部に浸透した地下水が流域末端付近で湧出する実態が明らかになった。
これらの成果は2022年3月に開催された日本森林学会に於いて報告済みである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度までは世界的な半導体不足により、研究に必要な機器の導入に遅れが生じていたが、ようやく機器の導入が可能になり、また、コロナ禍からの回復により、学生を伴う野外観測の実施が可能になった。これにより、卒業論文課題としても研究を行うことが可能になり、進展が見られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の計画では、引き続き森林内で赤外線カメラを持ち歩き、河道内で湧水点を探す。水収支を考える場合、目に見える河道の合流により流量が増加して行くだけでな
く、河道内で湧出する地点が明瞭でない湧水が存在する。この水は上流域内で基岩内部に浸透し、下流で湧出する成分であり、基岩内部を通過することから、水
資源貯留に対しても、また深層崩壊などの災害にも強く関わる成分である。今年度は、この湧水観測を複数流域において行い、パターンを比較検討する。同時に、災害の
背景となる降雨パターンの長期変動について、過去のデータ整理から考察を進める。
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| Causes of Carryover |
前年度に熱赤外カメラの購入を進めた。複数台購入する前提で、まず1台を購入した際に、当該カメラのメーカーの方と知己を得、カメラの使用感などフィードバックを提供することを条件に、1台別のカメラの無償貸与を受けることができた。これにより前年度の経費使用計画の圧縮が可能になったため、最終年度の観測展開に備えることとした。最終年度には複数流域での観測および成果報告のため、旅費を中心とした使用を考えている。
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[Book] 森林水文学入門2022
Author(s)
大槻 恭一、久米 朋宣、笠原 玉青
Total Pages
256
Publisher
朝倉書店
ISBN
978-4-254-47060-4
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