水文・水資源学会誌

原著論文

Granier法を用いた樹液流速の長期連続測定

飯田真一, 小林義和, 田中正

原稿種別: その他
専門分野: その他
2003 年 16 巻 1 号 p. 13-22
発行日: 2003年
公開日: 2004/02/27

DOIhttps://doi.org/10.3178/jjshwr.16.13

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Granier法を用いて樹液流速(u)を長期測定することの妥当性と問題点について検討するために, アカマツ(Pinus densiflora Sieb. et Zucc.)を試験木に選定し, 通年の観測を実施した. その結果, センサー間の温度差(ΔT)は, uの日変化及び季節変化を良好に反映していた. しかし, uの日最小時に観測されるΔTの日最大値(ΔT_MAX)には, 長期的な減少傾向が認められた. この減少傾向は, ΔTの年間の最大値をΔT₀(u=0の場合のΔT)として計算すると, 大きな測定誤差をもたらすことを意味する. そこで, 実用的なΔT₀の決定法を検討した結果, ΔT_MAXをΔT₀とする方法が妥当であると判断された. このΔT₀の決定法を利用したGranier法によるuは, ヒートパルス法によって得られた値と良く一致した. さらに, Granier法を用いて評価した試験木の日蒸散量は, 既往の測定結果と良い対応を示した. 以上のことからΔT_MAXの変動傾向を考慮すれば, Granier法はuの長期測定に対して有効な方法であることが結論された.

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蒸発散サブモデルを導入した長期間流出モデルの開発

竹下伸一, 高瀬恵次

原稿種別: その他
専門分野: その他
2003 年 16 巻 1 号 p. 23-32
発行日: 2003年
公開日: 2004/02/27

DOIhttps://doi.org/10.3178/jjshwr.16.23

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本研究では, 蒸発散が流域の乾湿の影響を受けやすいことに注目し, 蒸発散サブモデルを開発して, 長期間流出モデルに導入した. まず, 愛媛県に設置された山林地及び造成畑地の2試験流域で観測された詳細な水文データを用いて流域の水文特性, とくに蒸発散について検討し, 蒸発散比が豊水時に高くなる一方で, 渇水時に著しく抑制されることを示した. そして, 流域の乾湿を表す土壌水分と蒸発散比の関係を簡単な関数で表した蒸発散サブモデルを開発し, 長期間流出モデルに導入して検討した. 同定されたパラメータは, 定性的な流域の諸特性を表していることが確かめられた. また10年間にわたる解析を行った結果, 流出現象及び蒸発散量を精度良く推定できることが示された. 本サブモデルは, パラメータが少なく, 容易にかつ連続的に蒸発散量の変化を追うことができるため, 今後土地利用変化がもたらす流出特性変化の予測などにも発展できる可能性が示された.

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Neareast-Neighbor法による実時間流出予測の実用的適用法に関する研究

藤原洋一, 田中丸治哉, 畑武志, 多田明夫

原稿種別: その他
専門分野: その他
2003 年 16 巻 1 号 p. 33-44
発行日: 2003年
公開日: 2004/02/27

DOIhttps://doi.org/10.3178/jjshwr.16.33

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Nearest-Neighbor(NN)法は, 本来, 統計的パターン認識法の一つであるが, 時系列予測法としても有効な手法である. NN法による流出予測では, 現在の事象に類似している過去の降雨流出事象を過去のデータから選び出し, それら過去の事象に連続する流量の標本平均を予測流量とする. 本研究では, 大河川である淀川流域を対象として, 1∼3日先の実時間流出予測にNN法を適用し, NN法による流出予測の実用的適用法について検討した. その結果, NN法の単純さにもかかわらず, 1日先流量の予測精度はかなり良好であった. 過去の事象を抽出するデータ期間長と予測精度の関係からは, 実用上十分な予測精度を得るためにはデータ期間が10年程度必要であることが示された. また, NN法では, 少数の雨量観測点のデータが利用できれば十分予測を行えることも示された.

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実数値GA·MOCOM-UAによる山地流域水循環モデルのパラメータ多目的最適化

田村孝廣, 安藤義久

原稿種別: その他
専門分野: その他
2003 年 16 巻 1 号 p. 45-55
発行日: 2003年
公開日: 2004/02/27

DOIhttps://doi.org/10.3178/jjshwr.16.45

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山地流域において筆者らが用いてきた水循環モデルに含まれるパラメータ群の自動最適化を試みた. このモデルは, 流出量のみならず, 流域内の観測井における地下水位も出力するので, そのパラメータ最適化に際しては, 多目的最適化の手法を用いるのが望ましい. そこで, 大域的探索能力を持ち, 多目的最適化が可能な実数値GAおよびMOCOM-UAを用いて最適化をおこない両者の性能を比較した. まず, 数学的例題を用いた数値実験を行ない基本性能の評価をした後, 山地の不圧地下水流域である塩沢試験流域の実測データを用いて多目的最適化を実行し, その適用性を評価した.

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球形粒子モデルを用いた土壌内保水機構に関する微視的解析

中尾隆志, 藤田睦博

原稿種別: その他
専門分野: その他
2003 年 16 巻 1 号 p. 56-68
発行日: 2003年
公開日: 2004/02/27

DOIhttps://doi.org/10.3178/jjshwr.16.56

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微視的観点から粒径分布を有する球形粒子内のサクションと保水量推定のモデルを構築する. まず最初に, 粒子接合部においてリング水が独立して存在するとの仮定により, 2球間のサクションと保水量算定式の誘導がなされている. これらの関係は2球間の粒子の距離と粒径比の関数として表される. 次に, 一般の土壌に対し, サクションと保水量を求めるには, 任意の土粒子における配意数を決定しなければならない. 本論文では粒径分布と間隙率が既知であるとし, 配位数を推定する方法を提案している. 最後に本モデルと硅砂を用いた実験結果を比較検討することにより, リング水が独立して存在する低含水域において両者の傾向がよく一致し, その有用性が示された.

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TanzaniaのPangani川流域Nyumba ya Mungu貯水池上流の水位低下評価

カズンバシージャ, 本城勇介

原稿種別: その他
専門分野: その他
2003 年 16 巻 1 号 p. 69-79
発行日: 2003年
公開日: 2004/02/27

DOIhttps://doi.org/10.3178/jjshwr.16.69

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Pangani川流域の水位低下評価は, この地域が農業に適した条件ばかりか水力発電に適した条件をも備えているため, 重要である. 水位低下が経験される乾季に, Nyumba ya Munguダム上流域では, 水資源を灌漑に用いるべきか, 発電に用いるべきかというコンフリクトが発生する. 貯水池に流入する2つの川, すなわちRuvu川とKikuletwa川の内, 前者においてより高い水位低下頻度が経験される. Q70(日平均流量の累積分布で30%に当たる値)をいき値として用いた渇水評価においては, Kikuletwa川の渇水量及び, 渇水持続期間の方がRuvu川のそれらよりも大きかった. POT解析(peaks over threshold analysis:いき値超過ピーク解析)は, この流域の水位低下と渇水の特性を評価する上で信頼できる結果を提示した. この解析では, Q-Qプロットや平均超過値プロットが, POT解析で当てはめるべき極値分布の選択や, 解析に用いるいき値の設定において有用であった.

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