Application of visualization technology of underground saturated zone to elucidate the mechanism of storm runoff generation in forested catchments

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気候変動・極端豪雨に伴う大規模洪水・土砂災害が頻発している。日本では水と土砂の供給源となる山地源流域はほぼ森林であるため、降水・流出発生パターンの変化は森林の洪水緩和機能や土砂災害防止機能とも密接に関係する。本研究では、極端豪雨に伴う洪水発生機構を理解するために、降雨に伴う地中空間内の変化を従来よりも高時間分解能かつ三次元的に捉えることを目的に、熱赤外カメラを用いた手法により観測を進めている。2022年度は、渓流水と湧水の水温差を利用し、花崗岩流域における河道内の湧水点の発見と山体の集水構造の解明を目的とした調査を行った。調査の結果、明らかな温度差を示す湧水点が確認できた。また、渓流水との境界が不明瞭で採水は難しいものの、熱赤外カメラでは明らかな温度差を示す帯状の湧水帯が河道の側壁斜面下端から確認できた。夏期、冬期では共に同じ湧水点もある一方で冬期にのみ採水できた地点もあった。これは冬期の渓流水の流量が少ないため水深も浅くなり、湧水の温度差が明確に出たからであると考えられる。湧水地点は標高 200m 以下に集中して存在した。水質分析の結果、標高が低くなるにつれ渓流水の SiO2濃度が高くなり、特に標高 200ｍより下流域で濃度が上昇していた。これは基岩深部を通過した高濃度の湧水の混合によるものと考えられ、山体の上流部で深部に浸透した地下水が流域末端付近で湧出する実態が明らかになった。これらの成果は2022年3月に開催された日本森林学会に於いて報告済みである。