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

应用地下饱和带可视化技术阐明森林流域暴雨径流产生机制

基本信息

批准号：
21K19152
负责人：
勝山正則
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Kyoto Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

由于气候变化和特大暴雨，大规模洪水和山体滑坡频繁发生。在日本，提供水和泥沙的山区源头大部分被森林覆盖，因此降水和径流格局的变化与森林的防洪、防滑坡功能密切相关。在本研究中，为了了解与极端强降雨相关的洪水生成机制，我们使用热红外相机以比传统方法更高的时间分辨率观测降雨引起的地下空间变化。目前正在使用新方法。 2022年，我们进行了一项调查，目的是利用山间溪流水与泉水的温差，寻找花岗岩盆地河道中的泉点，阐明山体的集水结构。通过调查，我们确认了出现明显温差的泉水点。此外，虽然与山涧水的边界不清晰，取水困难，但热红外相机从河道侧壁坡度下端发现了一条带状温差明显的泉水带。虽然有些泉水在夏季和冬季都是相同的，但也有一些点只能在冬季采样。这被认为是因为冬季山溪水流量低，水深浅，导致泉水温差明显。泉水点集中在海拔200m以下。水质分析表明，山溪水中的SiO2浓度随着海拔的降低而增加，特别是在海拔200m以下的下游地区。这被认为是由于经过基岩深处的高浓度泉水混合而成的，并且已经明确渗透到山体上游深处的地下水在接近末期时喷涌而出。盆地。这些结果在 2022 年 3 月举行的日本林业学会会议上报告。