ボーリング調査を活用した水文水質観測及び物理試験による基岩層内の水文過程の解明

通过钻孔调查和物理测试进行水文水质观测，阐明基岩层内的水文过程

• 批准号: 07J05131
• 负责人: 桂 真也
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J05131/
• 关键词: 風化花崗岩; 基岩層; 水分特性; 準恒常地下水; 降雨流出モデル計算; 圧力水頭; 斜面崩壊; 安全率; 風化区分; 調査ボーリング; 土層内地下水; 山地源流域

近年の研究により、山地源流域での水文過程における基岩層の重要性が指摘されているが、基岩層内での水移動プロセスについてはほとんど解明されていない。本年度は以下の2点について計測および解析を行った。1.花崗岩流域である赤壁流域および西おたふく山流域において得られたボーリングコアサンプルを用いて、基岩層の水分特性を計測した。各サンプルの風化区分と水分特性との関係、コア形状、および現場透水試験の結果から、風化基岩は水分特性の上からはCM級とCL〜DL級の2つにグループ分けできることが分かった。CM級基岩は、マトリックスの有効間隙率や飽和透水係数は極端に小さく、割れ目に沿った流れが支配的である。一方、CL〜DL級基岩には顕著な割れ目は見ちれず、マトリックス流が支配的であると考えられる。以上の結果は、基岩層内の水移動を解析する上で非常に基礎的かつ重要な情報を供するものである。2.西おたふく山流域では、数ヶ月以上にわたって維持され、既往の物理モデルでは再現できない特異な土層内地下水(準恒常地下水、以下「SPG」と呼ぶ)が観測された。詳細な観測の結果、SPGは基岩内地下水が土層に復帰することで発生すること、基岩層内の地下水位の変動が土層内地下水(SPG)の発生場所や水位を決定していることが明らかにされた。以上の観測結果を踏まえ、1.で計測した基岩の水分特性を用いて降雨流出モデル計算を行ったところ、斜面下部でSPGが発生する様子を再現することができた。さらに、計算で得られた圧力水頭の分布を用いて斜面各部の安全率を算定したところ、SPGの発生しない斜面上部では基岩浸透により圧力水頭が低くなるために安全率は上昇し、逆にSPGの発生している斜面下部では安全率が低下する結果が得られた。以上の結果は、基岩層が表層崩壊発生に及ぼす影響を定量的に評価するものであり、斜面崩壊の予測精度向上に資するものである。

Research in recent years has highlighted the importance of hydrological processes in mountain source watersheds and bedrock layers.ているが、The movement of water in the bedrock layer てれていない. This year, the following 2 points are calculated and analyzed and analyzed. 1. The granite basin is a red cliff basin and the west is a mountain basin. The れたボーリングコアサンプルを is used to measure the moisture characteristics of the bedrock layer. Different types of weathering, moisture characteristics, relationship, shape, on-site water permeability test results, weathering The moisture characteristics of bedrock are as follows: CM grade and CL~DL grade. CM-level bedrock, effective void ratio, saturated water permeability coefficient, extreme small size, cut edge, and flow rate control. One side, CL~DL level bedrock には顕恪 cut れ目は见ちれず, and the マトリックス流が dominated であると卡えられる. The above results and analysis of water movement within the bedrock layer provide very basic and important information. 2. The west mountain watershed is maintained, the water maintained for several months or more, and the physical water of the past is maintained again. The groundwater in the specific soil layer (quasi-constant groundwater, below "SPG") is currently measured. Detailed survey results, SPG groundwater in the bedrock and groundwater in the soil layer, groundwater in the bedrock layer The water level changes and the groundwater (SPG) in the soil layer is determined by the water level. The above measurement results are as follows: 1. Measurement of moisture characteristics of bedrock and rainfall outflow characteristics Calculate the line and the SPG at the lower part of the slope and reproduce the SPG.さらに、Calculate the distribution of られた姧hydraulic head using いてSafety rate of each part of the slope to calculate the したところ、SPGの発生しないThe bedrock immersion at the upper part of the slope The safety rate of the penetrating pressure water head is low and the safety rate is increased, and the safety rate of the inverse SPG is lowered at the lower part of the slope and the safety rate is low. The above results, the occurrence and impact of surface collapse in the bedrock layer, are quantitatively evaluated, and the prediction accuracy of slope collapse is improved.

项目成果

Roles of deep bedrock groundwater in surface hydrological processes in a headwater catchment

深层基岩地下水在水源流域地表水文过程中的作用

• 发表时间: 2008
• 期刊: From Headwaters to the Ocean-Hydrological changes and watershed management-
• 作者: Matsuoka;Takayasu;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;Shin'ya Katsura;Ken'ichirou Kosugi
• 通讯作者: Ken'ichirou Kosugi

風化基岩層を介した水文過程が斜面土層内の地下水形成に及ぼす影響

风化基岩层介导的水文过程对坡土层地下水形成的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: 水谷 佑;桂 真也;小杉 賢一朗;水山 高久;石尾 浩市;後藤 宏二
• 通讯作者: 後藤 宏二

Anomalous behavior of soil mantle groundwater demonstrates the major effects of bedrock groundwater on surface hydrological processes

• DOI: 10.1029/2006wr005859
• 发表时间: 2008-01
• 期刊: Water Resources Research
• 影响因子: 5.4
• 作者: K. Kosugi;S. Katsura;T. Mizuyama;Suemi Okunaka;T. Mizutani

六甲山系西おたふく山試験流域における基岩層に着目した野外観測および物理試験

以六甲山西大福试验盆地基岩层为重点的现场观测和物理测试

• 发表时间: 2008
• 期刊: 砂防学会誌 61
• 作者: Matsuoka;Takayasu;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;Shin'ya Katsura;Ken'ichirou Kosugi;桂真也
• 通讯作者: 桂真也

Effects of bedrock groundwater on spatial and temporal variations in soil mantle groundwater in a steep granitic headwater catchment

基岩地下水对陡峭花岗岩水源流域土幔地下水时空变化的影响

• 发表时间: 2008
• 期刊: Water Resources Research 44
• 作者: Matsuoka;Takayasu;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;松岡孝恭;Shin'ya Katsura
• 通讯作者: Shin'ya Katsura