共同研究報告書


研究区分 一般研究

研究課題

 積雪モデルを使った山岳域の分布型水文モデル開発
新規・継続の別 新規
研究代表者／所属 防災科学技術研究所　雪氷防災研究センター
研究代表者／職名 主任研究員
研究代表者／氏名 平島寛行

研究分担者／氏名／所属／職名
　
氏　　名
所　　属
職　　名

1

 山口悟 防災科学技術研究所　雪氷防災研究センター 主任研究員

2

 石井吉之 北大低温研

研究目的 　積雪地域の山岳域における水文過程では，融雪水の供給等による積雪の水文過程への影響が大きい.特に積雪中の水分移動過程は降雨や融雪水の河川への流出応答に影響する.本研究では，防災科学技術研究所が開発してきた積雪水分移動モデルを組み込んだ積雪変質モデル”SNOWPACK”と河川流出を予測する水文モデルを組み合わせることで，分布型の水文モデルを開発するとともに，ライシメータや河川流出量などの実測値とを比較してモデルの検証および精度向上を進めることを目的とする.
　　
研究内容・成果 　寒冷な積雪地域における水文過程のモデル化にむけて、積雪モデルを応用した山岳域の分布型水文モデルの開発を行なっている。これまでの共同研究において、水文気象グループによる母子里の試験流域における気象水文観測結果と、雪氷防災研究センターが用いている積雪変質モデルによる計算結果を比較し、モデルの検証を行なってきた。
　積雪変質モデルにおける水分移動過程の改良や、使用する入力データの検討を行なってきた結果、林床において観測された気象データを用いることで、ライシメータで観測された底面流出量をほぼ正確に再現できるようになった。
　本研究においては、このような水分移動過程を改良した積雪変質モデルを用いて母子里の試験流域全体をカバーする範囲で、積雪深、積雪水量、及び流出量の面的分布の時間変化を計算するとともに、1月に低温研にて打ち合わせを行い、現場の観測から得られている傾向と比較した。
　計算結果から得られた主な特徴として、1) 標高の低い平地や、南向きの斜面においては、融雪期初期に流出量が多く、標高の高い、特に北向きの斜面では融雪期の後半に流出量が多い、2)厳冬期においては積雪深の標高、傾斜依存性はあまり見られなかった一方、融雪期には平地や南向き斜面で積雪深が少なく、消雪日に25日ほどの差があった、といった傾向が見られた。
　降水量を計算領域で一律に与えているため、厳冬期における積雪深の分布は計算結果においては場所による大きな差はなかったが、現場の観測における傾向では、当試験流域（標高280〜550m)において、標高400mまでは積雪深はほぼ同じである一方でそれ以上の標高では標高とともに積雪深が増加する傾向があるため、与える降水量に関して標高補正の必要があることが示された。母子里においては過去に積雪深が標高別に観測されており、そのデータを用いることで降水量の標高補正を行うことが今後の課題として残された。
　また、底面流出量分布の再現性をさらに改善するために、積雪内部の水の不均一移動についてのモデル化も進めており、打ち合わせにおいて、それに関する議論も行った。水みちをつたわった水の流れや、斜面積雪中における水分移動を再現するためにはモデルを2次元化する必要があり、現在開発中である。このモデルを用いて、雪氷防災研究センター露場における分布型ライシメータで観測している流出量の分布特性の再現を試みた。ライシメータでは9つのうちの1つのライシメータから突出して流出量が大きいといった、水みちが原因と考えられる現象がみられ、これを透水係数の違いの観点から2次元水分移動モデルを用いて説明を試みた。現段階では積雪変質モデルにフィードバックされていないものの、今後の進展によって積雪変質モデルに反映され、流出量の再現性が向上すれば、より正確に母子里における水文過程が再現できることが期待される。
　
　　
成果となる論文・学会発表等 平島寛行、山口悟　積雪中における水分移動のモデル化(2) ー多次元水分移動モデルの開発　ー　雪氷研究大会(2012・福山）予稿集 p14
山口悟、平島寛行、佐藤篤司　融雪水の積雪内への不均一浸透と気象条件との関係　雪氷研究大会(2012・福山）予稿集 p15