微地形を伴った山腹斜面における水移動過程の研究

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微地形による水移動機構の違い 現地斜面における土壌特性(表層土層圧,水分特性,透水特性)を調査・計測した結果,斜面流下方向に等高線が張り出す発散型斜面では,透水性は表層の鉛直・斜面方向に分布しており,数値解析の結果,短期流出に影響するのは,河道のごく近傍の急勾配部だけであった.収束型は急崩壊地形で斜面全体が早い流出に寄与している.また,この数値解析(2次元鉛直不飽和浸透流計算)によって,これまでの平行斜面モデルでは表せなかった,早い流出ピークを実際の土壌サンプル値を用いて始めて表すことができた.この事は,微地形とそれによって構造的に分布する土壌の高い透水部の偏在が,早い流出応答を形成していることを示している.浸透性基岩の果たす役割 現地に,両タイプの微地形を伴ったそれぞれの斜面下端付近において強風化した透水性基岩中まで打ち込み設置した井戸を用いて,基岩内の水位変動を観測を行った.微地形によって,応答の時間特性が異なった.これらに対応して,透水性基岩内の流れも考慮した鉛直2次元・飽和不飽和浸透流解析を行った.表層内の特性パラメータは上記のものと同じとし,基岩内の透水係数を未知(仮値)として数値解析を行い,水位の観測結果を比較した結果,基岩の透水性は地形によらずほぼ同一であることがわかった.これは,地形更新時(崩落時)に崩落面の新鮮な風化岩がそれ以降風化していく中では,その上に形成される表層土層の様子に関わらず,同じよう風化が行われ,同様の透水性を持つことを示している.モデルのマクロ化の試み 斜面の流出をより簡易に表現するために,斜面全体や層ごとにタンクモデルや貯留関数モデルに置き換えることがこれまでにも試みられている.そこで,これらの数値計算を用いて,表層および基岩の貯留関数へのマクロ化の可能性について検討を行った結果,表層からの流出については,一価にちかい貯留一流出量の関係を持っているが,基岩部は,強い履歴性を持ち,表層からの流出のみ貯留関数の直接的なマクロモデル化の可能性を示した.このように,現地の詳細な調査(鉛直・斜面方向の土層構造,透水・土壌水分特性)を行い,観測と数値計算とを比較した結果,表層からの中間流と基岩からの中間流の特性を捉えることができた.