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

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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。