森林流域における陰イオン物質に関する降雨流出モデルの確立

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森林流域における水質浄化機能の定量評価する手段として,流域内における物質循環機構を的確に表現できる数理モデルの開発を行った.将来的に富栄養化の原因物質である窒素やリンの解析を目標に置いて,方法論の基礎を確立するために,特に土壌組織との相互作用が小さい陰イオン(塩化物イオンおよび硫酸イオン)に対象を絞って渓流濃度の時系列データの再現を試みた.モデルは研究代表者らのグループが開発した森林水循環モデルのうちの直列2段タンクモデルを基礎とし,これによって表現される雨水流動過程に物質流動を関連づける方法によって構築されている.溶質循環過程で考慮の対象としたのは,雨水によって移動態の溶質が搬送される移流過程の他に,土壌組織との間で発生する移動態溶質と不動態溶質との交換に関連する吸脱着過程である.本モデルの検証のために,徳島県白川谷森林試験流域ならびに筑波森林試験流域において洪水出水時に観測された雨量・流量・水質データへ本モデルを適用し,渓流水における溶質濃度の時系列データの再現を試みた.その結果,塩化物イオンおよび硫酸イオンのいずれについても合計4つの洪水イベントで良好に渓流水濃度の変化を再現できた.その際に,再現過程で推算される各タンク内濃度と現地で観測された土壌水質の鉛直分布データとを比較したところ定性的に土壌内濃度の変化の再現にも成功した.