The change in flow and sediment regimes : the cause of forest management and geographical characteristics of river basins

流量和沉积状况的变化：森林经营的原因和流域的地理特征

• 批准号: 21J11113
• 负责人: 武藤 裕花
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Chiba University (2022)The University of Tokyo (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J11113/
• 关键词: 地質; 斜面形状; 流量; 降水量; 山地河川流域; 地質特性; 人工林管理

本年度はまず，昨年度に分析対象とした５つのダム集水域（以下，ダム流域）において，地質および地質に影響される斜面形状特性が，降水量に対する流量の応答の非線形性に及ぼす影響に着目した．そのために，各流域において月別流量と先行降雨量の関係性を近似曲線に当てはめ，その曲線のパラメータを流域間で比較した．その結果，地質の浸透性が高く，傾斜が緩やかな火山岩（第四紀）の流域や花崗岩の流域において，月別流量と先行降雨量の間に下に凸の明瞭な非線形関係が見られた．先行研究では豊水流量などの高水期の流量は，低水期の流量と比較して地質に影響されにくいことが指摘されているが，月別流量に着目した本分析では，流量の多い時期においても，上記のような地質，斜面形状特性による流況の差異が見られた．本分析結果は昨年度の成果と併せ，人工林の管理状況の変化が流量に及ぼす影響を理解する上で，流域の地質および斜面形状特性をも考慮する重要性を示唆している．さらに本年度は，衛星観測を用いた降水量の推定値の精度向上に取り組んだ．本分析は当初の計画にはなかったが，特に水文モデルを用いて降水量や土地被覆変化が流量に及ぼす影響を分析する上では，正確な降水量データが不可欠だと考えたために実施した．具体的には，マイクロ波放射計の観測をベースとした全球衛星降水量マップ（GSMaP）と衛星搭載型のレーダー観測（Ku-band Precipitation Radar）による降水量推定値とを季節ごとにヒストグラムマッチングさせることで，GSMaPの降水量が持つバイアスを補正した．アメダス解析雨量を用いた検証により，本分析手法が夏季以外の季節においてGSMaPの平均降水量を適切に補正できることがわかった．本分析の成果は現在論文として投稿準備中である．

今年，我们首先重点研究了去年分析的五个坝区（以下简称坝区）的地质和坡形特征对降水流量响应非线性的影响。为此，我们对各流域月流量与前期降雨量的关系绘制了近似曲线，并对流域间曲线参数进行了比较。结果表明，在高渗透性、缓坡的火山岩（第四系）和花岗岩岩石盆地中，月流量与前期降雨量之间存在明显的非线性下凸关系。以往的研究指出，丰水期（例如丰水期）的流量受地质影响小于枯水期的流量，但在本次分析中，重点关注月流量，研究发现，在高流量期间，还观察到由于上述地质和斜坡形状特征而导致的流量条件的差异。这项分析的结果与去年的结果一起表明，在了解人工林管理状况变化对流量的影响时，考虑流域的地质和坡形特征的重要性。此外，今年，我们致力于提高利用卫星观测进行降水估算的准确性。尽管这项分析不在原计划中，但我们进行了这项分析，因为我们相信准确的降水数据至关重要，特别是在使用水文模型分析降水和土地覆盖变化对流量的影响时。具体来说，我们将基于微波辐射计观测的全球卫星降水图（GSMaP）与卫星雷达观测（Ku波段降水雷达）获得的降水估计值进行季节直方图匹配，从而纠正了GSMaP降水的偏差。利用AMeDAS分析降雨量进行验证表明，该分析方法可以适当修正夏季以外季节GSMaP的平均降水量。该分析的结果目前正在准备以论文形式提交。

项目成果

THE RELATIONSHIP AND TREND OF MONTHLY AVERAGE FLOW AND TOTAL PRECIPITATION OF VARIOUS PERIODS IN MOUNTAINOUS WATERSHEDS WITH DIFFERENT TYPES OF GEOLOGY

不同地质类型山地流域各时期月平均流量与总降水量的关系及趋势

• DOI: 10.2208/jscejhe.77.2_i_151
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)
• 作者: 武藤裕花，知花武佳，山田真史，渡部哲史

The Effect of Total Precipitation of Various Periods to Flow Regimes in Mountainous Catchments in Japan : Considering the Geological Characteristics of Catchments

不同时期的总降水量对日本山区流域水流形态的影响:考虑流域的地质特征

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuka MUTO;Takeyoshi CHIBANA
• 通讯作者: Takeyoshi CHIBANA

地質の異なる山地河川流域における月別平均流量と複数期間の総降水量の関係性

不同地质山区河流流域多时段月平均流量与总降水量关系

• 发表时间: 2021
• 作者: 武藤裕花，知花武佳，山田真史，渡部哲史

山地河川流域における低水流量・渇水流量と複数期間の降水量の関係性－流域の地質特性の違いに着目して－

山地河流域多时期枯水流量与降水的关系 - 关注流域地质特征差异 -

• 发表时间: 2021
• 作者: Ohashi Ken;Collaboration LHCf;黒田尚輝・成瀬香織・寺本渉;後藤聡美;武藤裕花，知花武佳
• 通讯作者: 武藤裕花，知花武佳