A rainfall-sediment-runoff model in the upper Brantas River, East Java, Indonesia

Abstract

流域規模での洪水、土砂動態の把握を目的として分布型洪水・土砂流出モデルを構築する。分布型モデルは空間分布情報を取り扱うため、GISやリモートセンシングの応用が有効である。本研究ではDEMの作成とその他の地理情報の取り扱いにGISを、土地被覆分類にリモートセンシングを用いる。構築される流出モデルはセル分布型の土砂流出モデルであり、火山灰堆積地において表面流が発生したときに土砂が生産される。従来のモデルでは雨水浸透厚の厚さで土砂が生産されると仮定していたが、本研究では表面流のもつunit stream powerに着目し輸送可能土砂量を計算した。これにより、土砂生産過程だけではなく土砂堆積過程をも考慮できるモデルヘと改良することができた。構築されたモデルをインドネシア、ブランタス川上流部のレスティ川流域に適用し、1995年11月から1996年4月の一雨季の降雨を入力することにより土砂流出計算を行い、モデルの性能についての検討を加えた。

A distributed rainfall-sediment-runoff model is constructed to investigate flood and sediment movement on a catchment scale. The model treats spatial data sets suchas topography and land cover effectively by applying GIS (geoglaphical information system) and remote sensing techniques. This research uses GIS to produce a DEM (digital elevation model) and remotely sensed data to classify land cover. The model constructed here is a grid-cell-based distributed model. The grid-cell-based kinematic wave model calculates rainfall-runoff and sediment is yielded when overland flow occurs on each grid-cell with surface volcanic soil layer. A primitive model (Takara, 2000) assumed that sediment was yielded with infiltration depth D regardless of energy of overland flow, which has limitation to transport sediment on each grid-cell.Considering a transportation capacity of overland flow on each grid-cell makes it possible to model both sediment yield processes and sediment deposit processes. The unit stream power theory decides the transportation capacity. Yielded sediment in slope grid-cells moves in the flow direction derived from the DEM to river grid-cells, on which bed load and suspended load are calculated. The model is applied to the Lesti River basin (625 km2) located in the upper Brantas River basin, and simulates sediment runoff during a rainy season from November 1995 to April 1996.