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数理モデルを用いた森林樹木による降雨変化過程の定量化に関する研究

利用数学模型量化林木降雨变化过程的研究

基本信息

批准号：
09750599
负责人：
吉田弘
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokushima
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度に引き続き、簡易降雨シミュレー夕による屋内降雨水質観測実験を行い、降雨遮断過程におけるリーチング量の実測と数理モデル化をおこない、最終的に遮断水貿タンクモデルとして樹幹流と樹冠通過雨の濃度変動の再現を試みた。本年度は、約6年生のヒノキとクスノキを対象とし、簡易降雨シミュレー夕により約10mm/hr、約15mm/hrおよび約20mm/hrの一定降雨強度を設定し、電気伝導度が0.5μS/cm以下のイオン交換水を原水として、pHがおよそ5.6の自然降雨に加えて、pHが4.8と4.0の酸性雨のケースを設定した。その他の手法は昨年と同様である。その結果、pHが5.6の場合には、昨年同様に樹幹流ではヒノキとクスノキの樹種を問わず、pHとECの両方について林外雨よりも増加した.また樹冠通過雨では、林外雨と比較して明瞭な変化は認められなかった。しかし、pHが4.0の場合にはこれまでと異なってECは減少した点が注目される。代表的な陽イオン濃度の経時変化について検討したところ、樹幹流に関して、ヒノキではナトリウムイオンが、クスノキではカリウムイオンがそれぞれ卓越してリーチングされた。樹斡流下強度が安定する約60分以降では、いずれの樹種のイオン濃度とも安定しており、定常降雨の実験であることから枝葉に付着した水分量もほぼ定常と考えられることから、リーチング量も一定となることが示された。実験結果に基づいて単位時間当たりのリーチング量は樹冠付着水量のべき乗関数としてモデル化できた。続いて既存の遮断水質タンクモデルにリーチングモデルを導入し、樹幹流の水質変化を算定したところ、実用上の誤差の範囲で良好に観測値と一致した。昨年に引き絖き林外雨に対して樹幹流と樹冠通過雨では陰イオンに濃度変化が認められなかったことから、リーチングされなかったと判断された。

In the past year, the simple rainfall system has been used to measure the indoor rainfall quality, and the rainfall interception process has been used to measure the amount of rainfall. The final interception of water and forest canopy has been used to reproduce the concentration of rainfall. For this year, we have set a certain rainfall intensity of about 10mm/hr, about 15mm/hr and about 20mm/hr for simple rainfall at night, a certain exchange water with an electric conductivity of 0.5μS/cm or less, a natural rainfall with a pH of 5.6 and a certain acid rainfall with a pH of 4.8 and 4.0. The same thing happened yesterday. In the case of pH 5.6, the stem flow of the same tree increased in the past year. The canopy of the forest passes through the rain, and the rain outside the forest compares with each other. When pH is 4.0, EC decreases. The time course of concentration of the representative sun changes, the stem flow changes, and the stem flow changes. The intensity of tree flow is about 60 minutes, and the concentration of tree species is about 60 minutes. As a result, the amount of water deposited on the canopy is reduced to the amount of water deposited on the canopy. In addition, the existing water quality control system is introduced, and the variation of trunk flow water quality is calculated. The error range in operation is good. The measurement value is consistent. Last year, the rain outside the forest changed its concentration.