山岳域の過剰利用による土砂生産環境のリスク評価と将来予測の可能性

山区过度利用造成泥沙产生环境风险评估及未来预测的可能性

• 批准号: 22K04651
• 负责人: 平松 晋也
• 金额: $ 2.25万
• 依托单位: Shinshu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04651/
• 关键词: 登山道侵食; オーバーユース; 表面流出; 湿原の陸地化; 登山道の過剰利用; 土砂生産環境のリスク評価; 侵食土砂量の将来予測

本年度研究では，登山者数の増加に伴う侵食土砂量の定量的把握を行うとともに，登山道侵食のプロセスとその流出過程を明らかにした。さらに，これらの調査・観測結果を踏まえ,「登山道での表面侵食進行モデル」を構築し,同モデルを用いて登山道上で生じる表面侵食現象の再現の可能性について考察を加えた。本研究により観測した表面流出イベントでは，表面流出水量は降雨に対して鋭敏に反応し，表面流出土砂量は表面流出水量の最初のピーク(以後，流量第1ピークと示す)に対しては鋭敏に反応しているものの，次のピーク(以後，流量第2ピークと示す)に対する反応は流量第1ピークに対する反応に比べて鈍くなっている事実が確認された。また，表面流出水量と表面流出土砂量との関係については，流量第1ピークを境に増水期と減水期において明瞭なヒステリシスが認めらるイベントが複数確認された。この結果は，出水時の流量第1ピークの増水期と減水期には，表面流出水量に対する流出可能土砂(不安定土砂)が登山道上に十分存在していたことを示唆するものであり，表面流出土砂量は表面流出水の掃流力と登山道上に存在する不安定土砂量とのバランスによって変化するといった興味深い事実が明らかとなった。さらに，登山道上で生起する表面流出土砂の動態を再現することを目的とし，表面流出土砂量推定式を構築した。同モデルを用いて降雪期と融雪期を除く4～11月までの期間内には毎年，0.883～1.170m3もの土砂が登山道上から流出していたであろう事実が確認された。しかしながら，この土砂量には凍上・融解により一年で最も多くの土砂が流出すると推察される融雪期(3～5月)が含まれていないため，一年間で実際に登山道を流下して湿原内へと流入していた土砂量は，本研究により得られた事後評価値(0.883～1.170m3)をはるかに上回っていたであろう。

今年的研究定量地掌握了增加登山者数量的侵蚀土壤和沉积物的数量，并阐明了山地径流及其流出的过程。此外，基于这些调查和观察结果，构建了“山地径上进行表面侵蚀的模型”，并使用该模型来检查在山区小径上重现表面侵蚀现象的可能性。在这项研究中观察到的地表径流事件中，表面径流量对降雨急剧反应，尽管表面径流量对表面径流量的第一个峰（以下称为流速的第一个峰）急剧反应，但已经确认，对下一个峰的反应（以下是与流量的第二个峰值相比，对下一个峰的反应）是对流量的第二峰。此外，关于地表径流量与地表径流量之间的关系，从流速的第一个峰开始，在上升和下降期间观察到了几个事件，在上升和下降期间观察到明显的磁滞。该结果表明，在排水时的第一个峰值上升和降低流量期间，相对于地面径流量，山区步道上有足够的排水土壤（不稳定的沉积物），有趣的是，表面径流的数量根据地表径流水和不稳定的沉积物的空缺而变化，这取决于地面径流的平衡，这使得山上的山顶越来越不稳定。此外，我们已经构建了一个方程式，用于估计地表土壤溢出量，目的是重现山地径上发生的表面土壤溢出的动力学。使用这种模型，可以确定在每年4月至11月的一年中，每年的土壤和沉积物的0.883至1.170 m3都会从小径中流出，不包括降雪和融雪的季节。但是，这种量的沉积物不包括融雪时期（3月至5月），因为由于冻结和融化，估计最大量的沉积物会在一年内流出，因此实际上从山地径流流入山地并进入沼泽的沉积物量远远超过一年的沼泽，远远超过了Exost评估值（0.883至1.170m3）。