2014 Fiscal Year Research-status Report
春先の大雨時における積雪内部での降雨融雪浸透水の挙動
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26350482
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
石井 吉之 北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (40222955)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平島 寛行 独立行政法人防災科学技術研究所, 雪氷防災研究センター, 主任研究員 (00425513)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 春の大雨 / 融雪洪水 / 積雪内浸透水 / 積雪水分移動モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1）北海道母子里で融雪期に行った7回の模擬降雨散水実験では、積雪底面流出が顕著に現れる場合とそうでない場合とが観測された。そこで、流出が顕著であった実験(積雪深116cm、総雨量120mm)について、積雪底面流出水の水素同位体比(δD)とNaイオン濃度の時間変化を解析し、降水の積雪内での浸透過程を考察した。δDは流出量の時間変化ともよく対応し、流出過程は新しい水と古い水との単純な2成分混合で考えられる。一方Naは、濃い水を薄い積雪層に散布したにもかかわらず、積雪底面からはさらに濃い水が流出した。液相と固相とを区別し、雪粒間での再凍結や水みち形成などを考慮する必要があることが分かった。
2）防災科学技術研究所によって開発された積雪水分移動モデルを用いて、上位/下位層境界の位置、密度、粒径、初期体積含水率、それらのばらつき度合い、傾斜角、などの積雪条件を設定し、雪面からの水供給量を入力条件、積雪底面流出量を検証データとして模擬降雨散水実験結果の再現計算を行った。特に粒径については、野外での大まかな測定結果の傾向は取り入れつつも、チューニング・パラメーターとして大小の調整を行い、底面流出量の実測値で内挿検定した。これによって大粒ザラメ層の存在とそれを挟む上下層との粒径コントラストが底面流出の出現する・しないに効くという仮説が概ね支持できる結果が得られた。
3）野外において積雪内部での水挙動がどのようになるかを見極める方法を確立させるために、粒径コントラストなどの支配因子を野外で簡便に測定し数値で表す技法を検討した。長岡市の雪氷防災研究センターにおいて当所が開発した複合センサー付き積雪検層ゾンデのデモや、国際雪科学ワークショップでAvaTech社のスノーゾンデSP1の有効性を吟味した。次年度以降はこれらの導入を試みる。
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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
1）野外観測体制の整備と機器設置： 春先の大雨時における降雨融雪浸透水の積雪内部での挙動を調べるための観測体制を整備した。現有の気象測器に加え放射収支計を更新設置し、十分な信頼性で降雨量と融雪量の連続測定が行えるようになった。同時に、現有の3.6m×3.6m大型積雪ライシメーターを用いて積雪底面流出量を連続測定も継続中である。
2）模擬降雨散水実験結果のモデルへの入力条件の整理： 母子里で実施された7回の模擬降雨散水実験について、上位/下位層境界の位置、密度、粒径、初期体積含水率、それらのばらつき度合い、傾斜角などの積雪条件、水供給量、底面流出量などの入出力データをモデルへ組み込んだ。
3）積雪水分移動モデルによる再現計算と支配因子の抽出： 積雪水分移動モデルを用いて模擬降雨散水実験結果の再現計算を行い、大粒ザラメ層の存在とそれを挟む上下層との粒径コントラストが底面流出の出現する・しないに効くという結果が得られた。
4）国内の水関係学会での公表： 得られた成果の一部を国内の水関係学会や国際雪科学ワークショップで発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
（推進方策）
1）野外観測の継続： 観測事例を増やすために融雪期の大雨イベントを昨年同様の観測体制で待ち構える。降雨前後の積雪構造変化を知るために、積雪断面観測や雪試料のサンプリングを行う。
2）積雪水分移動モデルによる水挙動に影響する因子の寄与度評価： 引き続き模擬降雨散水実験結果の再現計算を行いつつ、積雪層構造を決める多様な因子（積雪深、密度、含水率、水供給量など）がどの程度積雪内部の水の挙動に寄与しているかを、感度分析のような手法で検討し寄与度の評価を行う。
3）積雪内部での水挙動の支配因子を数値的に表現する手法の開発： 数値モデルによる検討から支配因子とその寄与度が明らかになった次のステップとして、野外において積雪内部での水挙動がどのようになるかを見極める方法を確立させる。
4）国内の水関係学会、アメリカ地球物理学会などの場での公表： 得られた成果の一部を国内および海外の水関係学会の場で公表する。
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| Causes of Carryover |
3月納品のため支払いは4月となる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額は生じていない。
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Research Products
(4 results)
