大気・陸面過程を内包した山腹斜面水文モデルの河川流域への適用

Abstract

これまで河川流域における長期の流出を扱う場合, タンクモデルや応答型モデルが用いられてきたが, これらのモデルでは流域内の各地点における情報を知ることができなかった。本研究では, 広域での長期流況評価に必要な要素である蒸発散機構を持つ大気・陸面過程を含んだ山腹斜面水文モデルを, 流域地形データをもとに流域を複数斜面要素の集合体として構成した流域地形モデル上に適用することで, 河川流域全体での長期流出の再現を実現するとともに, 流域内の個々の斜面要素の評価も可能とした。構成されたモデルは, 降雨量, 風速, 相対湿度, 気温, 全天日射量, 赤外放射量が流域全体としての入力であり, 流域からの河川への流出量の総和が出力である。各斜面要素に関しては, 表土層水分量, 地表面含水率, 地表面温度, 表土層平均温度, 植生遮断水分量を状態量として, その時間変化を計算するもので, 流入量が入力であり流出量が出力である。山腹斜面地形モデルとしては, 市川ら(1998)によるモデルが, 大気・陸面過程を含む山腹斜面水文モデルとしては, 椎葉ら(1999)によるモデルが用いられている。

To evaluate long term runoff in a river basin, the Tank Model and the response-type models have been used. These models give the information like discharge from the basin, but do not give the information like discharge, evaporation and transpiration, at each point within the basin. So in this study we combined a slope hydrological model which considers a land surface process and long term runoff with the topographical basin model which has many slopes made from basin data. Long term runoff at each slope in the basin can be evaluated.The inputs to the model are rainfall intensity, wind velocity, relative humidity, air temperature and solar radiation. The output is runoff from the basin. In each slope unit, the state variables are storage in the foliage, water content and temperature in the thin ground surface soil layer, water storage and mean temperature in the soil layer, where dynamic changes of those state variables are calculated. For these slope units, input is inflow from the upstream slope units and the output is runoff from the slope unit.The basin ground model by Ichikawa et. Al (1998) and the slope hydrological model which has a land surface process by Shiiba et. Al (1999) are used.