講演情報
[OS-07-04]堆積岩山地の森林小流域における降雨前の乾湿状態の違いが洪水流出規模に及ぼす影響
*小島 永裕1、谷 誠2 (1. 滋賀県琵琶湖環境科学研究センター、2. 元京都大学大学院農学研究科)
キーワード：
洪水流出特性、降雨規模、乾湿状態、森林小流域、堆積岩山地
山地森林流域の降雨流出過程において，大規模な降雨では流出総量が降雨総量と一致するようになり，流域全体が洪水流出に寄与していると推察される．しかし，大規模な降雨の場合でも降雨前が乾燥している場合は，洪水流出規模が小さくなると考えられ，降雨前の乾湿状態が及ぼす影響を分析することが重要である．そこで，森林小流域の一斜面において土壌水分の時空間分布を詳細に観測し，降雨イベントにおける土壌水分の変化と洪水流出の関係を調べ，降雨前の乾湿状態が洪水流出に及ぼす影響を検討した．
観測研究は，滋賀県甲賀市の信楽試験地C流域で行った．流域の下流端には量水堰を設けて流出強度を計測した．また，本流右岸側の平滑な谷壁斜面を試験斜面とし．斜面の下端付近から湧出する湧水の流出強度を量水堰で計測するとともに，土壌水分の動態をテンシオメータ及び土壌水分センサーで計測した．
総降雨量が大きくなると，総降雨量の増加に対して総洪水流出量がほぼ直線的に増加し，降雨の増加がすべて洪水の増加に関与していると考えられた．この傾向は，降雨前流出強度が大きい場合に大きい．一方，降雨前流出強度が小さい場合は，総洪水流量が小さくなり，降雨前の乾燥状態が洪水流出に影響を及ぼしているといえる．
総降雨量が大きく降雨前流出強度が小さい降雨イベントでは，斜面の土壌層底面で降雨開始後に概ね斜面下部から順に圧力水頭の値が上昇し，斜面中部より下方では土壌層底面は湿潤になった一方で，斜面上部の土壌層の厚い部分については底面まで湿潤にならなかった可能性が高い．流出寄与域が斜面中部から下方に偏り，中部から上方の土壌層の厚い部分では乾燥状態が残って寄与域にはならなかったと考えられた．
この観測結果について，鉛直不飽和浸透による波形変換を基本に置くVZモデルによって再現され，湧水，本流ともに計算値と観測値が一致するシミュレーション結果が得られた．これを踏まえて，総降雨量がほぼ同じで降雨前流出強度が大きい降雨イベントでの計算を試みたところ，初期条件を湿潤にすることによって，観測値とほぼ一致するハイドログラフが描かれた．
このように，降雨前の流域の乾湿条件によって，降雨規模が同じでも流出寄与域が大きく変化して，洪水流出の規模，ピーク強度が大きく異なること，その観測結果がVZモデルで再現されることが示された．
観測研究は，滋賀県甲賀市の信楽試験地C流域で行った．流域の下流端には量水堰を設けて流出強度を計測した．また，本流右岸側の平滑な谷壁斜面を試験斜面とし．斜面の下端付近から湧出する湧水の流出強度を量水堰で計測するとともに，土壌水分の動態をテンシオメータ及び土壌水分センサーで計測した．
総降雨量が大きくなると，総降雨量の増加に対して総洪水流出量がほぼ直線的に増加し，降雨の増加がすべて洪水の増加に関与していると考えられた．この傾向は，降雨前流出強度が大きい場合に大きい．一方，降雨前流出強度が小さい場合は，総洪水流量が小さくなり，降雨前の乾燥状態が洪水流出に影響を及ぼしているといえる．
総降雨量が大きく降雨前流出強度が小さい降雨イベントでは，斜面の土壌層底面で降雨開始後に概ね斜面下部から順に圧力水頭の値が上昇し，斜面中部より下方では土壌層底面は湿潤になった一方で，斜面上部の土壌層の厚い部分については底面まで湿潤にならなかった可能性が高い．流出寄与域が斜面中部から下方に偏り，中部から上方の土壌層の厚い部分では乾燥状態が残って寄与域にはならなかったと考えられた．
この観測結果について，鉛直不飽和浸透による波形変換を基本に置くVZモデルによって再現され，湧水，本流ともに計算値と観測値が一致するシミュレーション結果が得られた．これを踏まえて，総降雨量がほぼ同じで降雨前流出強度が大きい降雨イベントでの計算を試みたところ，初期条件を湿潤にすることによって，観測値とほぼ一致するハイドログラフが描かれた．
このように，降雨前の流域の乾湿条件によって，降雨規模が同じでも流出寄与域が大きく変化して，洪水流出の規模，ピーク強度が大きく異なること，その観測結果がVZモデルで再現されることが示された．