陸水物理研究会報－第 39 回研究発表会（2017 奈良大会）講演要旨－
主 催：陸水物理研究会
期 日：2017 年 11 月 18 日（土）～ 11 月 19 日（日）11 月 18 日（土）研究発表会
11 月 19 日（日）巡検「奈良公園内の水環境と奈良の酒」
会 場 ：奈良教育大学次世代教員養成センター
講演会場：2 号館多目的ホール〒630-8528 奈良市高畑町
TEL：0742-27-9203
FAX：0742-27-9203
懇親会：奈良教育大学生協（なっきょん食堂）

11 月 18 日（土）9:55 開会の挨拶

藤井智康氏（奈良教育大学）＊座長は前の発表者がおこなってください。

＜Session 1＞ 10:00-12 :30
10:00
10:15
10:30
10:45
11:15

1) 融雪期における土壌乾湿状態の変動と河川流出の関係
簗場大将 (北大・環境科学院)，石井吉之（北大・低温研）
2) 御嶽山噴火後の高山湖沼及び周辺諸河川の水質変化(2)浅見和希(法政大・院)，小寺浩二(法政大・地理)，猪狩彬寛，堀内雅生(法政大・学)
3) 別府地域南部における二酸化炭素 flux の分布
小川幸輝，柴田智郎，竹村恵二，三島壮智，大沢信二(京都大・理)4) UAV リモートセンシングおよび気象データを用いた水稲モニタリング
濱 侃 (千葉大・学振 DC)，田中圭(日本地図センター)，近藤昭彦(千葉大・CEReS)
5) ダム湖における内部振動常村将太（奈良教育大・院），藤井智康（奈良教育大），藤原建紀（京都大），
中山恵介（神戸大），清水武俊，中島祐輔，大藪智久，伊藤博之（神戸市水道局）

11:25-11:37 ポスター口頭紹介(各 3 分)
6) 琵琶湖の長期的な水位変動解析
岩木真穂 (琵琶湖博物館)
7) High accuracy application of SWAT model to steep catchments; to estimate
evapotranspiration, overland flow, base flow and groundwater recharge
Fandy Tri Admajaya (Hiroshima University), Yuta Shimizu (WARC, NARO), Mitsuyo
Saito (Okayama University), and Shinichi Onodera (Hiroshima University8) 長崎県島嶼の河川水質特性
矢巻剛(法政大・学),小寺浩二(法政大・地理),浅見和希(法政大・院),猪狩彬寛,
堀内雅生(法政大・学)

9) 浅間山周辺河川の水質特性
猪狩彬寛(法政大・学),小寺浩二(法政大・地理),浅見和希(法政大・院)ポスター発表コアタイム

11:37-12:30＝＝＝ 12:30-13:45 昼休み (75 分) ＝＝＝<運営委員会>12:40～13:30＜Session 2＞ 13:45-15:00
13:45 10) 箱根山周辺の水環境-噴火(150629)後を中心に-(2)堀内雅生(法政大・学), *小寺浩二(法政大・地理), 猪狩彬寛(法政大・学),
浅見和希(法政大・院)
14:00 11) 北アルプス上高地における気候・水文変動
鈴木啓助(信州大学理学部
14:15 12) 札幌市の市制開始期における詳細地形と水文環境長岡大輔(琥珀舎・㈱福田水文セ)，古沢 仁(札幌市博物館) ，重野 聖之(明治コンサル
タント㈱)，丸谷 薫（道立総合研究機構 環境・地質研究本部），池田 隆司(北海道大学)
14:30 13) 積雪ブロック法による模擬降雨散水実験
石井吉之，簗場大将，森章一，高塚徹，佐藤陽亮 (北大低温研)
14:45 14) 沿岸都市における持続可能な水資源利用にむけた地下水脆弱性評価に関する取り組み‐日本、インドネシア、中国での比較‐
小野寺真一 (広島大)，齋藤光代 (岡山大) , 清水裕太（農研機構），友澤裕介（広島大）,
井岡聖一郎（弘前大）, 陳建陽（中山大）, Fusydi, A., Delinom, R.（LIPI）＝＝＝休憩(15 分)＝＝＝
15:15 15) 水文学・陸水学のための SWAT モデル高度化に向けた課題と展望
清水裕太 (西日本農業研究センター)，小野寺真一，Fandy Tri Admajaya(広島大学)，
齋藤光代 (岡山大学)
15:30 16) 温帯深湖の永年不凍化へのシナリオ
知北和久 (北大・北極域セ)，大八木英夫 (日大・文理)，支笏湖・水とチップの会，
坂元秀行（ヒグマ博物館）
15:45 17) 秋田県・田沢湖の理化学条件：現状と変遷(序報)知北和久 (北大・北極域セ)，藤井智康（奈良教育大），網田和宏（秋田大・理工），
常村将太（奈良教育大・院）
16:00 18) 湯ノ湖における温水流入とその影響範囲の推定について
大八木英夫 (日大・文理)，渡邊彰太 (日大・文理・学) ，濱 侃(千葉大・院)＜巡検説明＞

16:15-16:25＝＝＝休憩(10 分)＝＝＝＜総 会＞＜表彰式＞＜懇親会＞

16:35-17:20

18:00-

注 1）発表時間は質疑応答（2～3 分程度）を含みます。
注 2）進行を円滑にするため，発表者は予め備付け PC に ppt ファイルをインストールしてください（ファイルは，研究会終了後に責任をもって削除します）。
2

・懇親会会場：奈良教育大学生協（なっきょん食堂）（下図参照）
キャンパスンマップ

研究会会場

懇親会会場

3

11 月 19 日（日）： 巡検「奈良公園内の水環境と奈良の酒」
巡検案内者： 藤井智康（奈良教育大）
集合場所： 奈良教育大 (午前 9 時 30 分)
巡検ルート：（1）奈良教育大(9:30) － 飛火野園地周辺 － 鷺池 － 荒池
（2）奈良の造り酒屋 今西清兵衛商店（春鹿醸造元）にてきき酒
春鹿オリジナルグラスを購入すると５種類の酒の試飲が可能。試飲後、グラスは持ち帰ることができる。お酒とグラスは、季節によって変わります。
（3）猿沢池 － 近鉄奈良駅周辺で食事、解散（14:00 頃）＜解説＞大和川は、数年前に全国でワースト 1 になった一級河川であることが知られている。
しかし、奈良公園を流れる大和川水系の支川、菩提川（率川）が、平成 20 年度公共用水域
で全国ワースト 1（BOD 平均値 12mg/L）になったことはあまり知られていない。この汚染の原因としては、生活排水や奈良公園の鹿による糞尿が原因と考えられているが不明の点が多い。この菩提川が流入する鷺池・荒池では、近年、アオコが発生し、2015 年には荒池のア
カウキクサの大量発生が全国ニュースで報じられた。このような河川を徒歩で見学し、水環境の現状について考える。

4

1.

融雪期における土壌乾湿状態の変動と河川流出の関係＊

簗場大将 (北大・環境科学院)，石井吉之（北大・低温研）

１．はじめに
融雪期は積雪底面から地表面への顕著な水供給が毎日継続するため、一年でも特に土壌が湿潤であり、河川の日流出量も大きくなる傾向にある。ところが、融雪期の土壌の湿り具合（土壌乾湿状態）を評価し、それが河川流出とどのような関係を持つのかについて考察した研究例は少ない。原因として、積雪寒冷条件下での観測が困難である点が挙げられる。例えば、土壌水分の観測機器は地温 0℃付近では動作性が悪くなり、安定した観測は難しい。そこで、土壌への水供給源である積雪底面流出量（SBO）から、
土壌乾湿状態を評価する方法がある。SBO 観測の際にも測器を積雪下に設置する必要があり、その維持管理の困難さのために、あまり観測は行われていない。しかし、地温 0℃付近でも問題なく観測を行えるため、土壌水分より観測の成功率が高い。
そこで本研究では、大型積雪ライシメータによる
SBO の観測データから土壌雨量指数（SWI）を計算することで、融雪期における土壌乾湿状態の評価を試みた。なお、SWI とは気象庁が土砂災害危険度を判定するために採用した指標である。これに加えて、評価した土壌乾湿状態と SBO をもとに、河川流出との関係についても考察した。
２．対象地域の概要と方法
研究対象流域は、北海道幌加内町母子里にある試験流域と観測露場である。試験流域では河川流出量を 10 分ごとに観測し、観測露場では熱収支観測に加え、大型積雪ライシメータ（面積 3.6 m×3.6 m）
を用いて SBO を分解能約 0.04 mm で測定している。
本流域は、積雪深が 2 m 以上、最低気温が－30℃を下回る、多雪寒冷な気候が特徴である。
３．結果と考察
図 1 に 2014～17 年における融雪期の SWI と当該地域（幌加内町）に土砂災害注意報が発令される基準値（SWI=88 mm）を示す。SWI の計算期間は、本格的な融雪開始から、積雪深が 20 cm 以下になるまでとした。その結果、SWI は毎年融雪後期までに、88 mm 以上に増加した。また、2014～15 年には融雪期を通じて SWI がほとんど変化しなかったが、2016～17 年は一時的に大きな減少を示した。
したがって、融雪期の土壌乾湿状態は常に湿潤とは限らず、土砂災害の危険がある状態から安全な水準
まで、大きく変動することがわかった。
次に、土壌乾湿状態と河川の関係を調べるために、
SWI と河川日流出量（Q）の相関を取ったが、ばらつきが大きく、両者の関係を確認するには不十分であった。そのため、SWI 以外に Q に影響を与える要因があると考え、それらの条件をそろえて影響を取り除くことにした（グループ化）。そこで、様々なデータと Q の関係を調べたところ、初期流量とSBO が Q と比例関係を示した。しかし、初期流量
は SWI とも相関を示したため、外れ値を除く指標としてのみ扱い、グループ化は SBO について行った。
図 2 に、SBO について 5 つのグループに分けた、SWI と Q の関係を示す。その結果、全グループでQ が SWI に比例した。また、SBO に応じて傾きは減少、切片は増加した。なお、●のグループは数が少ないためか、相関はなかった。これにより、融雪期の土壌乾湿状態の範囲では、土壌が湿潤であるほど、河川流出量が SBO に応じて増加するという関係が明らかになった。

図 1. SWI の計算結果（2014～17 年）と土砂災害注
意報の基準値（幌加内町）（凡例 ━：2017、━：2016、━：2015、━：2014、━：土砂災害注意報の基準値）

図 2． SBO についてグループ化した、SWI と河川流出量の関係（凡例 各グループの平均 SBO（mm/day） ■：7、▲：17、■：26、■：36、●：45）

5

2.

御嶽山噴火後の高山湖沼及び周辺諸河川の水質変化(2)＊浅見和希1） ・小寺浩二2） ・猪狩彬寛3） ・堀内雅生3）1）法政大・院、2）法政大・地理学教室、3）法政大・学

Ⅰ はじめに火山体は、水資源の貯留の場として重要であるが、各火山の多い日本では、噴火の影響を受けることが多い。御嶽山においても 2014 年に 35 年ぶりに水蒸
気爆発噴火があり、周辺の水環境への影響が懸念された。火山活動が活発な日本では、各地で噴火に伴う水質の変化についての調査・研究はあるが、長期的に水質の推移を研究した事例は必ずしも多くない。
そこで、当研究室では御嶽山山頂域の湖沼と周辺
河川の継続調査を行ない、水環境への噴火の影響および水質の推移について把握することを試みた。こ示した。pH も低下する傾向を示したが、融雪水の低pH が影響したものと考えられる。

4．融雪期後～梅雨期
5 月末には融雪の影響がほぼなくなり、6 月に入ると梅雨の影響で、改めて火山噴出物が流入して ECが上昇し、pH が低下する地点が多く見られた。
5．夏期～秋期
台風の影響で、梅雨期と同様に火山噴出物が流入
し周辺河川の水質に影響を与えたが、10 月末には安定した。11 月になると、河川水の水質に対する地下水の性質の影響が観測された。

こでは、2014 年 10 月～2017 年 8 月のデータを中心

6．冬季積雪期～夏期(2 年目以降)に、2017 年 10 月までの結果について報告する。

噴火から 2 度目の冬季は積雪量が少なく、融雪のⅡ 対象地域

ピークは 2016 年 2 月末で、水質への融雪水の影響は

御嶽山は岐阜・長野県境に位置しており、3,000mを超える山としては最も西にある。御嶽山南側を流れる王滝川と、東側を流れる支流の西野川が主要な河川で、山頂域には 5 つの火口湖が存在している。

やはり希釈傾向であった。一方で 6 月には梅雨によⅢ 研究方法

融雪期までは河川水への地下水の寄与が見られた。

り、特に濁川で水質が変動した。
夏期～秋期には 1 年目と同様、台風のため水質への火山噴出物の影響が見られ、10 月末には安定し、河川調査および雨水採取を月 1 回の間隔で実施し、現地調査項目は AT、WT、pH、RpH、EC 等である。
また、夏季には山頂域の湖沼調査も行なった。このほか王滝川および二ノ池にデータロガーを設置し 1
時間おきに水位・水温・ EC を記録し、御岳湖への河川水流入地点では ALEC を用い多点で鉛直方向の水質測定を行なった。採水したサンプルは研究室にて TOC、主要溶存成分の分析を行なっている。

Ⅳ 結果・考察1．1979 年噴火との比較
1979 年の御嶽山噴火から一月後の水質調査結果と、
今回の噴火から一月後の我々の調査結果を比較すると、非常に似通った水質組成の分布を示した。
2．噴火直後～冬季積雪期
御嶽山南側斜面を流れる濁川と本流の王滝川に火山噴出物の影響が表れたが、次第に電気伝導度の値は下がり、pH は上がって、2015 年 1 月末には値が安定した。御岳湖より下流部は湖水の全循環の関係
で、時間差で火山噴出物の影響が現れた。
3．融雪期
融雪の影響は 2 月から現れ始め、4 月末にピークに達し、EC の値が低下して融雪水による希釈傾向を

図 1 トリリニアダイヤグラム（141008）

Ⅴ おわりに御嶽山地域の水環境に対する噴火の影響と時間経過に伴う水質の変動をある程度把握できた。今後は河川ごとに詳細に水質変動を追っていく。

参 考 文 献浅見和希・小寺浩二(2017)：御嶽山噴火(140927)前後の水環境の研究, 日本陸水学会 2017 年度学術大会
講演要旨集．

6

3.

別府地域南部における二酸化炭素 flux の分布＊

小川幸輝，柴田智郎，竹村恵二，三島壮智，大沢信二，(京都大・理)１．はじめに火山地帯では噴気孔のみならず山体からも揮発性元素の放出が見られる。その揮発性元素の 1 つである二酸化炭素の放出量の変化は、火山活動と密接な関係があることが報告されている（Hernández etal., 2001）。二酸化炭素の放出量は地質や地下構造の影響を受け、その分布は均一ではない。本研究の対象となる別府地域には北部に鉄輪断層、南部に堀田断層・朝見川断層があり、それらの断層に沿って高温流体が流動しており、地表部では地熱兆候が見られる。三根（2006）は別府北部地域において約400 に及ぶ地点で CO2 フラックス値を測定した。その結果、鉄輪断層に沿い二酸化炭素の放出量が高く、東西に走る鉄輪断層が流体の通路となっていることを示した。本研究では別府地域南部で地表面から放出される二酸化炭素の量を測定することで、断層および温泉帯水層との関係を調べることを目的としている。
２．対象地域の概要と方法
別府地域は中部九州地域、大分県東部の中央部に位置し、東側を別府湾、西側を第四紀火山である鶴見・伽藍岳などからなる連山に囲まれた扇状地を形成している。中部九州地域は、張力が発達し地溝帯を形成している（松本，1979）。別府湾はその東端部に位置しており、活断層が密集している。本研究では堀田断層・朝見川断層の走る別府地域南部において二酸化炭素の放出量を測定した。放出量の測定には、Accumulation chamber 法（Chiodini et al.,1998）を採用し、イタリア West System 社製 LICOR LI820 を用いた。この装置は、直径 20cm のお椀型の容器を地面にかぶせ、その中に溜まった二酸
化炭素の濃度変化からフラックスを求めるものである。二酸化炭素は波長 4.26μm の赤外線を吸収する性質があり、その赤外線の吸収割合を非分散型赤外分光（NDIR）装置で測定し、濃度を算出している。
測定は 2016 年 6 月、8 月、9 月、2017 年 7 月、8 月に、計 396 地点で行った。
３．結果とまとめフラックスを求める際に、地面にかぶせた容器内
二酸化炭素の濃度変化は各地点によって異なる。地
表面から放出されるフラックスは、フィックの法則
に従い、地中の濃度と拡散係数により決まる。実際に測定された濃度変化は様々であるが、上昇し始めてから上昇割合が一定になる傾きからフラックス値を求めた。
堀田断層付近の標高の高い地域で最も高い Flux
値が見られた。また、朝見川断層に沿った地域と朝見川断層から外れた地域の一部で比較的高い Flux
値が見られた。これらの地域の地下には上昇する気体の通り道が存在し、堀田断層・朝見川断層が通り道になっていることが示唆された。

図 1. 調査地域位置図と測定地点（黒点）、
および堀田断層・朝見川断層（赤線）．
引用文献
Chiodini, G.,Cioni, R., Guidi, M., Raco, B., andMarini, L. (1998): Soil CO2 flux measurements involcanic and geothermal areas, Appl. Geochem., 13,
543–552, doi:10.1016/S0883-2927(97)00076-0.
Hernández, P.A., Notsu, K., Salazar, J.M., Mori, T.,
Natale, G., Okada, H., Virgili, G., Shimoike, Y.,
Sato, M., and Pérez, N.M. (2001): Carbon Dioxide
Degassing by Advective Flow from Usu Volcano,Japan. Science, 292, 83-86.
松本 徰夫（1978）：九州における火山活動と陥没構造に関する諸問題．地質学論集，16，127-139．
三根 崇彦（2006）：土壌 CO2 フラックスを指標とする，
地熱活動の評価について―別府地域を例として―．平成 18 年度京都大学大学院理学研究科惑星科学専攻地球物理学分野修士論文集Ⅱ．

7

4.

UAV リモートセンシングおよび気象データを用いた水稲モニタリング
濱侃 (千葉大・学振 DC)，田中圭(日本地図センター)，近藤昭彦(千葉大・CEReS)＊

1. はじめに
近年，リモートセンシングは，スマート農業・精密農業に関わる農地・圃場のモニタリング技術，作物の品質を確保・向上するための栽培管理方法として社会的重要性が高まっている。その中でも，Unmanned Aerial Vehicle （UAV），いわゆるドロー
ンをプラットフォームとしたリモートセンシング（以降，UAV-RS とする）は，作物の生育状態の把握と施肥量の調整等への利活用が期待されている（井上ほか，2017）。
水稲を対象としたリモートセンシングは，光学センサを使用した研究事例が多く蓄積されており，各バンドの輝度値，Spectral Index を説明変数に使用した回帰モデルによって目的変数の推定を行う手法が一般的である。バイオマスや Leaf Area Index（LAI），群落クロロフィル量といった植物体の形状的特徴の評価も同様の手法を用いる場合が多いが，これらの回帰モデルは多年次，他地域へ適用が可能と報告されている（Inoue et al., 2016）。しかし，収量，玄米タンパク含有率（以降，玄米タンパクとする）の推定は，対象地域が同じであっても，毎年，実測値をもとに回帰モデルを作成する必要があり，推定モデルの適用性に課題がある。
バイオマスや LAI，群落クロロフィル量の推定は，植物体の「形状的特徴」を評価するものである。一方，玄米タンパクは子実を対象とするが，リモートセンシングで評価できるのは群落クロロフィル量であり，水稲の光合成に伴う「生理・生態的なプロセス」を間接的に評価していると考えられる。よって，水稲の形状的特徴の評価，水稲の生理・生態的なプロセスの評価の違いに起因して，推定モデルの適用性に差が生じると考えられる。
そのため，収量推定においては，リモートセンシ
ングと，地上で実測された稲の登熟期の日射量，気温を用いて，収量推定モデルの適用性を向上させた研究（脇山ほか，2003）も見られるが，玄米タンパ
ク推定においては，リモートセンシングと気象デー
タを統合した解析事例は報告されていない。
そこで，本研究では UAV－RS と登熟期の気象データ（気温，日射量）を用い，子実への同化産物の輸送・蓄積プロセスを考慮することで，多年次，他地域に適用可能な収量推定モデルおよび玄米タンパ
ク推定モデルの導出を試みた。
2. 対象地域・使用データ
本研究では，千葉県，埼玉県，新潟県に位置する
水田圃場を対象に研究を行った（以降，千葉試験地，
埼玉試験地，新潟試験地とする）。これらの圃場で栽培を行っている共通の品種はコシヒカリである。
気象データは，AMeDAS ベースの日射量として
1km メッシュ農業気象データの日平均全天日射量（MJ/m²）を使用した。さらに衛星ベースの日射量として，宇宙航空研究開発機構（JAXA）が提供する，Aqua/MODIS 衛星で推定された 1km 解像度，
日単位の日平均 PAR データ（Ein/m²）および太陽放射コンソーシアムが提供する Himawari-8 衛星で推定された 1km 解像度，30 分単位の日射量データ（W/m²）を用いた。また，気温データは，千葉試
験地では圃場に隣接した畦畔に設置した通風筒（高さ 1.5m）内で測定を行った。埼玉試験地では気温の現地観測は行っていないため，1km メッシュ農業
気象データを用いた。

3. 結論
本研究では，以下のことが明らかとなった。
① UAV－RS と登熟期の日射量データ（AMeDAS ベース，衛星ベース）を用いた収量推定モデルを，千葉試験地の多年次および埼玉試験地，新潟試験地に適用した結果，AMeDAS ベースの日射量を用いた推定結果のRMSE は 24.8g/m²（平均収量：542.6g/m²）となった（図 1）。本研究の収量推定モデルでは，生育条件が異なる条件における収量の多少を再現されている。これは，光合成能力および光合成に伴う炭水化物生産量を評価しているためと考えられる。
② 本研究で得られた玄米タンパク推定モデルは，登熟期の気温が高いほど，玄米タンパクが低くなることを示した。また，登熟期の気温が玄米タンパクに与える影響は，NDVI が玄米
タンパクに与える影響よりも小さかった。
Reference
Inoue Y，Guerif M，Baret F，Skidmore A，Gitelson A，Schlerf M，Darvishzadeh R，Olioso A. 2016. Simple androbust methods for remote sensing of canopy chlorophyll
content: a comparative analysis of hyperspectral data fordifferent types of vegetation. Plant Cell Environ 39(12）:2609-2623. DOI: 10.1111/pce.12815.
井上吉雄，横山正樹. 2017. ドローンリモートセンシング
による作物・農地診断情報計測とそのスマート農業への応用. 日本リモートセンシング学会誌 37(3）: 224-235.
脇山恭行，井上君夫，中園江. 2003. 水稲の登熟期における衛星データおよびアメダスデータを用いた収量予測法. 農業気象 59(4）: 277-286.

図 1. UAV-RS と気象データの統合に基づく収量推定8

ダム湖における内部振動

5.

＊常村将太（奈良教育大・院），藤井智康（奈良教育大・教育），
藤原建紀（京都大・名誉教授），中山恵介（神戸大），清水武俊，中島祐輔，
大藪智久，伊藤博之（神戸市水道局）
高約 158～171 m）より選択取水を行っている千苅

１．はじめに成層が発達した水域では，風の吹送や取水などが貯水池では，マンガンや栄養塩を多く含んだ貧酸素

原因となって，躍層が大きく上下に動く内部振動が水を取水し，水道原水に大きく影響を及ぼすと考え発生する．この内部振動により，躍層より下層の貧られる．

酸素水や，貧酸素化に伴う栄養塩を多く含んだ底層

貯水池内は流入水により夏季に成層が発達して水が上層へ湧昇，上水の取水深や原水水質に大きないる．また貯水池内は数日間降雨がなく，流入が少影響を及ぼすと考えられる．

ない場合 2016 年 7 月～9 月の観測から取水塔前と本研究では，千苅貯水池での水温連続観測を実施

合流地点では日周期に近い長周期の振動が発生しし，また，神戸市水道局が水質管理として実施してていた（図 3）．合流地点の底層では取水塔前と約いる連続観測データの解析から，貯水池における内半日の位相のずれを確認した．このことから日周期

部振動特性を明らかにすることを目的とする．

をもった振動は貯水池全体に伝播しており，貯水池
内の郡界（St.10）付近で発生した底層の貧酸素水塊

２．調査方法が内部振動によって上流部まで這い上がっている

2-1と推察される．

取水塔前（St.1）における連続観測図 1 に示す St.1（取水塔前）において，水温連続観測を実施している．水温計は，計 6 箇所（設置標
高 158.876，161.351，163.826，166.300，168.775，
171.250 m）に設置され，5 分間隔で測定されている．
2-2

合流地点（St.19）における連続観測図 1 に示す St.19（合流

図2

縦断観測結果(DO) (2016 年 7 月 14 日)地点）において，Onset
社製メモリー水温計(a)

H20-001（測定精度：±
0.2℃）を用いて水温連続観測を実施した．湖底から表層まで計 5 箇所（水深 0.5 m，底上 0.2，1，2，(b)3 m）に設置し，10 分間
隔で連続観測を行った．
３．結果と考察

図 1 連続観測地点

2016 年 7 月 15 日から 21 日では水深約 8 m（標高約 167 m）付近に躍層が形成され，それ以深で貧酸素水塊となっている（図 2）．この貧酸素水塊が

図 3 水温変動（2016 年 7 月 14 日～21 日）(a)St.1 の水温，(b)St.19 の水温躍層付近の内部振動によって上下に約 1～2 m 程度
変動している．そのため，水深約 4～17 m（標

9

6(P)

琵琶湖の長期的な水位変動解析＊

岩木真穂 (琵琶湖博物館)

１．はじめにることはできない。このため、同期間で Wavelet 変
琵琶湖の長期的な変動は水質や生物の生活に影響 換を行った。水位スペクトルの 1 年周期に着目するを与えているといわれているが、それにもかかわら と、瀬田川洗堰での流量調整の開始(1905 年）や降ず、スペクトル解析などの物理的な手法を用いた解 水量の周期に関わらず、4～5 年を一つの単位とした
析はほとんど行われてこなかった。そこで、本発表 不規則な変化がみられた(図 3 左)。また、水位・降では、琵琶湖の長期水位変動についてスペクトル解 水量スペクトルともに 1 年周期が同じ期間に現れているとは限らないことが示唆された(図 3 水位は左、析を行い、その周期性について考察を行った。
降水量は中央)。なお、太枠内は 5％有意水準である。
２．使用データ
その一方で、降水量スペクトルの 2 年周期、4－5 年
２．１ 水位国土交通省で測定されている琵琶湖における長期 周期が強く表れていた期間が、同期間の水位の周期の水位観測値を用いた。データの使用期間は 1985 年 に強く表れている期間とそれぞれ対応していた箇所がみられた。そこで、データ期間は短いが、彦根・
1 月 1 日から 2015 年 12 月 31 日まで。
琵琶湖の水位とは，1992 年 4 月以降は国土交通省 柳ヶ瀬・今津の降雪量の和を同様に Wavelet 変換をが観測している 5 ヶ所(片山，彦根，大溝，堅田，三 行ったところ、明確な 1 年周期と 4－5 年ほどの周期保ヶ崎)の水位の平均値である(1992 年 3 月までの水 がみられたが、同じ期間の水位・降水スペクトルと位は鳥居川観測所(国土交通省)の値)。琵琶湖での水 の明確な応答はみられなかった。
位観測は 1874 年(明治 7 年)2 月 4 日より開始されて
おり現在も続いている。水位の観測値は原則として、当日の午前 6 時の観測値である。
２．２ 降水量
気象庁の降水量データを用いた。期間は 1895 年 1
月 1 日から 2015 年 12 月 31 日までの 120 年分を用いた。観測地点は、彦根の値を用いた（京都・敦賀も補足的に使用）。また、1983 年から 2013 年までの 図 2．水位(左)と降水量(右)の高速フーリエ変換
柳ヶ崎・今津・彦根の降雪量データも使用した。
1.0E+5

1.0E+4365日

1.0E+07

FFT
Confidence interval (95%)
Confidence interval (95%)

1.0E+06

1.0E+1
1.0E+01.0E-1
1.0E-2
1.0E-3N

365日

1.0E+05

1.0E+2

Power Spectrum (m2 s)

Power Spectrum (m2 s)

1.0E+3

1.0E+04
1.0E+03
1.0E+02

1.0E+01
1.0E+00
1.0E-01FFT

1.0E-4

1.0E-02

1.0E-5

1.0E-03

1.0E-60.0001

1.0E-04
0.00001

0.001

0.01
Frequency (day-1)

0.1

Confidence interval (95%)
Confidence interval (95%)
0.0001

0.001

0.01

0.1

Frequency (day-1)■水位データ (Δt = 1 h, Δt = 10 min)
琵琶湖河川事務所(国土交通省)

10 km

■ 片山

●気象データ (Δt = 1 h)
アメダス(気象庁)

大溝 ■■▲流出量データ (Δt = 1 h)

● 彦根

琵琶湖河川事務所(国土交通省)
京都市上下水道局, 関西電力
堅田 ■

図 3．水位(左),降水量(中央),降雪量(右)の Wavelet 変換によるスペクトル

三保ヶ崎 ■
瀬田川洗堰(流量調節)

■ 鳥居川

▲

24

図 1. 使用したデータの地点

３．方法
1895 年から 2015 年までの 120 年分の水位と降水量データのスペクトル解析を行った。スペクトル解析は Wavelet 変換ならびに高速フーリエ変換(FFT)にて行った。Wavelet 変換は時間情報を失わずに周期を算出できる点が利点であるが、正確な周期の確認にFFT を用いた。
４．結果
1895 年から 2015 年までの 120 年分の水位と降水量(彦根)データの高速フーリエ変換を行ったところ、1 年周期がみられた(図 2)。FFT は正確に周期を割り出せる利点はあるが、時間的な周期の変化はみ

５．考察
Wavelet 変換により、水位スペクトルの 1 年周期は、降水量のみで決定されていない可能性があるが、その一方で、2 年もしくは 4－5 年の長い周期において、水位と降水のスペクトルの傾向が一致している期間があることから、数年単位の周期の応答は降水量による可能性が示唆される。集水域への降水は通常、地表や河川を通じて湖に比較的早く流入し水位上昇に寄与すると考えられることから、この長い周期は地中を通じての応答と考えられるため、地下水による応答である可能性が示唆される。今後の課題として、水位の 1 年周期と数年周期の応答の違いを考えていく必要がある。
謝辞：国土交通省の水位データと気象庁の降水量データを使用させていただきました。

10

7(P)

High accuracy application of SWAT model to steep catchments; to estimate
evapotranspiration, overland flow, base flow and groundwater recharge
Fandy Tri Admajaya (Hiroshima University), Yuta Shimizu (WARC, NARO),
Mitsuyo Saito (Okayama University), and Shinichi Onodera (Hiroshima University)

１．Introduction
The objective of this study is toestimate evapotranspiration, overland flow,base flow, and groundwater recharge of the Ota
River using the SWAT Model. This current
research project will try to determine thecorrect
parameterization
tocontrolevapotranspiration, overland flow, base flow,
and groundwater recharge in steep catchments.
Hydrological models are significant for water
resources sustainability (Abbaspour et al.,2015), The SWAT (Arnold et al., 1998) has
demonstrated strength to predict climatechange (Somura et al., 2009; Shimizu et al.,2011; Cousio et al., 2015), drought (Jin etal., 2013), analyses land changes (Lin et al.,2015; Schilling et al, 2008), baseflow (Luo etal., 2012), runoff (Qiu et al., 2012) and usedwidely (Gassman et al., 2007; Wellen et al,2015). River discharges are an important partof catchment hydrological systems to transportand decompose material (Négrel et al,2014). The threat of the shortage of water
resources, pollution, eutrophication on awatershed scale has been found in the world.
Thus, it will be important to forecast thehydrological components in the future for abetter water-land management based on awatershed scale.
２．Research Location and Methods
The Ota river watershed broad coverage is
1,542.96 km2 and 103 km lengths. The averageannual precipitation ranges from 1,560 to 1842
mm. The ota catchments were dominated byforested
area
with
steep
topograpic
characteristic. The required input data for
the
SWAT
model
are
followings:
1)
topographic/DEM. SRTM data (30 m), 2) land use
map of 2006, 3) soil map (1/500.000), andweather information. SWAT-CUP SUFI 2 was used
for model calibration and validation periods.
The model was calibrated for five years (20062010) with three years of warm up period(2003-2005) then the model was validated for
four years (2011-2014). Evpotranspiration was
estimated by the Penman-Monteith method. Fourobjective function were observed: R 2, Nash-

Sutcliffe Efficiency (NSE), RMSE-observations
standard deviation Ratio (RSR), and Percent
BIAS (PBIAS) to evaluate the model.

Figure 1. The research location of the Ota

River Watershed
３．Results and Discussion
This current study try to estimate
evapotranspiration, overland flow, base flow,
and groundwater recharge in western Japanesecatchments.
Based on to ArcSWAT output (see Figure 2.),
which generated by SWAT model simulation, theamount of lateral flow is to high (48.9%), to
low evapotranspiration rates (28,7%), baseflow(8.5%), and deep groundwater recharge (0.5%).

Figure 2. Hydrological elemements of SWAT
simulation (before calibration)

11

A
catchments
parameterizationischallenging (Abbaspour et al., 2005). SWAT and
SWAT-CUP provide a various of parameters. The
parameters can be choosen based on thecatchment characteristics which can observedby streamflow rates. Ota river characterized
by steep and forested catchment which brown
forest soil is dominated. For ota rivercatchment: surface runoff, overland flow, soil,
groundwater, slope, and landcover parameters
are selected to calibrated and validated
periods. Snow parameters were used default
recommended values. 0.5°C for Snow melt basetemperature and 1°C for snowfall temperature.
In this project, twelve parameters wereused to calibrated and validated the model:
CN2.mgt, ESCO.hru, SOL_AWC, SOL_K, GWQMN,RCHRG_DP, REVAPMN, GW_REVAP, CH_K2, HRU_SLP,
OV_N.hru, CANMX.hru, HRU_SLP.hru. In mostprevious research conducted CN2, SOL_AWC, and
ESCO was regularly used (Arnold et al., 2012).
Based on ArcSWAT output simulation, the ratesof evapotranspiration, groundwater shallow anddeep aquifer discharge were needed to increase.
In other hand, the amount of lateral flow andsurface runoff were needed to decrease.
The results during the streamflow daily
calibration period in the Ota river and wasshowed that R2= 0.81, RSR= 0.46, NSE= 0.79,
and PBIAS= 16.6. while, for validation periods
were showed R2= 0.73, RSR= 0.54, NSE= 0.70,
and PBIAS= 18.1. The model can be used forprediction
thehydrologicalprocesses.
According to the Moriasi's guideline (Moriasi
et al., 2007) the model was judged fromsatisfactory to very good. Although some ofpeaks are not fitted to the observed, although
some
peaks
were
overestimatedor
underestimated.
The
model
shows
some
prediction
uncertainties
andtechnical
uncertainty, especially in the unfitted
observed value which exclude of the 95PPU plot.
These
uncertainties
happenedmight
be because ofthespatialvarianceofprecipitation, lack of crop rotation, mismatchat soil type conversion, and absence of
dam/reservoir data and water usage for
irrigation or domestic.

discharge, and evapotranspiration in the Ota
river catchments.

Figure 3. Comparasion of hydrological elemements(before and after calibration periods)

The amounts of lateral flow, surface
runoff, evapotranspiration, and groundwater
recharge can be control significantly by the
SWAT model. The rates of lateral flow wasdecrease sharply by more than 40%. According
to sensitivity analysis value, r_HRU_SLP.hru
or average slope steepnes is effective
parameters to control lateral flow rates. In
contrast, actual evapotranspiration increase
more
than
10%.
The
increasingof
evapotranspiration was caused by adjustment on
v_GW_REVAP.gw or groundwater “revaporation’coefficient and v_CANmx.hru or maximum canopy
storage. Finnaly, the SWAT model can beapplied to estimate hydrological elements tosteep catchments with high of accuracy.

Figure 3. showed the calibrated Ota rivercatchment model which adjusted the parameters
to control the amounts of surface runoff,
lateralflow,
groundwatershallow/deep

12

8(P)

長崎県島嶼の河川水質特性＊

矢巻剛1)・小寺浩二2)・浅見和希3)・猪狩彬寛1)・堀内雅生1)
1) 法政大・学、2)法政大・地理学教室、3) 法政大・院

Ⅰ はじめにが比較的低い。下島は特に風送塩の影響が顕著で、離島においては、水資源の確保が重要で、閉鎖的

季節変化も大きく現れた。平戸島で地質の影響が大な環境故に人為の影響も受けやすく、古くから多くきいと考えられる地点が多く、生月島では海塩の影の島嶼で水環境変化に関する研究が行われてきた。

響が強くみられた。雨水は月ごとに EC や溶存成分

しかし、長崎県の島嶼に関する調査・研究は少なが異なるが、越境汚染については明確ではない。

く、法政大学では、数年前から五島列島の調査を始め、対馬、壱岐、平戸と研究を進めてきた。
それぞれの地域で数回の調査を行い、季節変化を含めた特性がある程度明らかになったので、各地域の河川水質特性について考察した結果を報告する。

Ⅱ 対象地域
壱岐は、最高標高 213m ながら起伏に富み、島の各地に数多くの溜池が存在している。対馬は、韓国から約 50km と近く、島全体の標高が比較的高く、
約 89％を山地が占める。五島列島は大小約 140 の島々が連り複雑で変化に富んでおり、各島で大きく

図１ 主要溶存成分の空間分布（対馬・平戸）

地質も異なる。平戸諸島は山がちながら田畑も比較的多い。いずれの地域も汚水処理人口普及率は20-40%程度と低く、人口減少が続いている。

Ⅲ 研究方法
既存研究の整理と検討を行った上で、現地調査は五島列島で 2014 年から 4 回、壱岐で 2015 年から 6回、対馬は 2016 年から 6 回、平戸は 2017 年に 3 回行った。現地では、水温、気温、電気伝導度(EC)、比色 pH および RpH、COD(2017 年 5 月壱岐・対馬のみ)を計測し、採水して全有機炭素の測定と主要溶存成分の分析を行なった。雨水は壱岐・五島列島 1 か所、対馬 4 か所で毎月採取し、分析を継続している。

Ⅳ 結果・考察

図２ トリリニアダイアグラム（対馬 1703）

Ⅴ おわりに

ほぼ全ての島で海塩の影響が見られたが、海塩以以上から、島嶼の水質の違いは地質や地形、農外の要因が卓越した地点も少なくない。壱岐では農業形態の相違の影響が大きいと考えられる。今後業の影響が EC や TOC に現れているが、硝酸の影響

は、小流域毎の詳細な解析・考察を進めていき、がほぼないのは興味深い。上流域でも溶存成分濃度

各島における陸水の特徴をより明確にしていく必が高いのは、農業用水の地下水の寄与が大きいと考要がある。降水の影響もまだ不明確であり、更なえられる。五島列島では福江島で地質の寄与が強くる考察が必要である。

見られる地点があり、硝酸が多く検出された。壱岐では水田が、五島列島では畑地が卓越していることに要因があると考えられる。対馬は急峻な地形で河川水の流下速度が速い短いため EC や溶存成分濃度

参 考 文 献矢巻剛・小寺浩二・阿部日向子・池上文香(2017)：長崎県の島嶼における水環境についての比較研究(2)．日本地理学会 2017 年春季学術大会発表要旨．

13

9(P)

浅間山周辺河川の水質特性
猪狩彬寛1）・小寺浩二2）・浅見和希3）
1）法政大・学、2）法政大・地理学教室、3）法政大・院

Ⅰ はじめに日本の国土の 70％は山地で占められており、火山も多く分布する。火山体が有力な貯水能をもっているということは重要（山本 1970）で、水資源として多く活用されると同時に、山麓の農業利用など人為の影響も水環境へ現れている。本研究では、浅間山
周辺河川水の水質を把握し、地域特性を明らかにすることで、火山地域の水環境形成の要因を考察する。

Ⅱ 対象地域
浅間山は浅間・烏帽子火山群の最東端に位置している。山体は西側の黒斑山と東側の仏岩火山および中央部の前掛山から構成され、前掛山の山腹には石尊山、小浅間山、山麓には離山溶岩円頂丘などの側火山が点在している(鈴木ほか 2011)。

Ⅲ 研究方法Ⅴ おわりに山体斜面の方向によって、水質特性が異なることが明らかとなった。今後は降水についての分析を、
周辺アメダスとの降水量データも加味して進める。
河川では今年採取した南麓山頂域の湧水サンプルの分析や、分析周辺地質や土地利用を踏まえた小流域
単位での GIS 解析を進め、観測値の変動が大きい小河川の考察を深めていきたい。

参 考 文 献鈴木秀和・田瀬則雄(2007)：浅間山北麓における湧水
温の形成機構と地域特性, 日本水文科学会誌, 37(1),9-20
鈴木秀和・田瀬則雄(2010)：浅間火山の湧水の水質形成における火山ガスの影響と地下水流動特性－硫黄同位体比を用いた検討－, 日本水文科学会
誌, 40(4), 149-162.

第1回目の調査を2015年6月20日および25日に行ない、以降
約1ヶ月おきに調査を実施している。調査地点は河川と降水採取
地点と合わせて48地点である。現地ではAT、WT、pH、RpH、ECの測定を実施。またサンプリングをして、ろ過を済ませたのち
TOCおよび溶存成分の分析を実施した。

m e/l
3

2

1

0

1

2

m e/l
3

Ⅳ 結果・考察
1．河川（北麓）
湯尻川や泉沢周辺では重炭酸カルシウム(Ca-HCO3)型の水質が分布し、水温・EC 値共に周辺に比べ低いことが確認された。
pHは7.0~7.5前後の地点が多いが、その変動は泉沢周辺で大きく、季節ごとの人為的影響が強く出ている。EC は湯尻川や泉沢で100µS/cm前後だが、東の地域では地点間の変動が激しく、
高羽根沢と地蔵川で200µS/cm、小滝沢と濁沢で300µS/cm を超え、特に片蓋川では平均値が500µS/cmを超えている。
2．河川（南麓）
地点による水質の差が北麓に比べ顕著であった。
EC 値の大きい地点では、
Na+や Mg2+などの陽イオン、
HCO3-や SO42-などの陰イオンの比率が大きくなり、濃度も高く、pH ・ EC 値共に高い傾向にある。
3．降水
山体の東側に位置する六里ヶ原および鬼押出し園の降水は、西側に位置する降水と比べpHが低くEC 値が大きくなる傾向が見られた。東西でこの傾向が入れ替わる場合もあり、風向お
よび風速の影響が示唆された。

図 1 北麓の河川縦断面図と各地点の水質
m e/l
3

2

1

0

凡
Na+ K

1

2

m e/l
3

例

試料名

Cl

Ca

H CO3

Mg

SO4 ( + N O3 )図 2 南麓の河川縦断面図と各地点の水質

14

10.

箱根山周辺の水環境-噴火(150629)後を中心に-(2)堀内雅生 1）・＊小寺浩二 2）・猪狩彬寛 1）・浅見和希３）
1）法政大・学、2）法政大・地理学教室、３）法政大・院

Ⅰ はじめに

3）主要溶存成分

火山地域では水資源が豊富で、保全、利用のためには水環境問題の把握が重要である。特に、噴火による
水環境汚染は火山噴出物から溶出した成分により周辺の生活や農業に大きな影響を与えると考えられる。箱根山では 2015 年 6 月 29 日に大涌谷で噴火が発生した
ため、周辺水環境へどのような影響を与えているか研究を始めた。また、大涌谷周辺では雨水に火山ガスの影響が出ていることも分かり、噴火が周辺水環境に与える影響を総合的に検証している。

大涌沢は陽イオンにCa2+、陰イオンにCl-、SO42-を多Ⅱ 研究方法調査は毎月 1 回実施しており 2017 年 10 月の調査で28 回目となった。河川・雨を対象に AT,WT,pH,RpH,
EC 等の測定をし採水した。
サンプルは実験室にて TOC、主要溶存成分の分析を行っている。

Ⅲ 結果と考察
1）河川の濁り

く含んでいる。大涌沢では陰イオン組成に変化が表れており、噴火直後はCl-/SO42-比が1.1だったものが1年後の1607には0.6、1707には0.2となっており、Cl-の割合が低下する傾向にあることが分かった。湖尻橋や須沢の早雲橋では陰イオンのほとんどを硫酸イオンが占めている。一方、須沢や蛇骨川では流下するにしたがってNaClの割合が多くなっている。
4）雨水
雨水は大涌沢に最も近い地点で、EC平均は148μ
S/cm、pH平均は3.5を観測した。1608に採取したサンプ
ルの溶存成分は陰イオンに硫酸イオンが多かった。大涌谷周辺から離れるに従いサンプラーの雨水は高EC、低pHがみられなくなる。温泉地学研究所より提供を受けた火山ガスデータと水質分析によって得られた降下物量(EC×降水量)の関係はガス濃度が高かった時に降下物量が多い傾向にあることが分かった。

大涌谷から流れる大涌沢の水が白濁し、大涌沢合流
後の早川にも濁りがみられた。濁りは時間の経過に従い薄くなってきたが、降水のたびに濁りが強くなる。
2）河川の pH ・ EC
早川では EC、pH が基本的には 200～400μS/cm、7～8 で変動している。しかし、温泉排水が流れ込んでいる影響で地点によっては変動が激しい。大涌沢では
高 EC、低 pH を観測しており、特に噴火後は 6,780μ
S/cm、pH2.4 であった。長期的には大涌沢の EC は低下
し、pH は上昇する傾向にあるが、降水によって河床に堆積している火山噴出物などが押し流され、EC の上昇、pH の低下がみられることがある。
図２ 大涌沢下湯橋における陰イオンの変化

Ⅳ おわりに大涌沢では噴火から時間が経過するにつれて濁りやEC が低下しており、噴火の影響が小さくなってきたと考えられる。また、Cl-/SO42-比も低下がみられており、火山活動との関連性が考えられる。今後は主要溶存成分以外の微量元素の分析、流量値を用いて溶存成分の流送量などを検討していきたい。

参 考 文 献植木 肇・ 水谷範子・西田浪子・太田原幸人(1985)：
熊本県白河の一定点におけるフッ化物イオン及び塩
化物イオンの変動,日本化学会誌,10,1838-1845.
図１ ECの平均と変動

15

11.

北アルプス上高地における気候・水文変動
鈴木啓助(信州大学理学部)

気候変動に伴う降積雪量の変動は、水資源や植生分

向が有意水準 5％以下で有意である。日光よりも標高

布をはじめとする生態系への影響のみならず、長期的の低い地点では年最大積雪深の増減傾向が統計的に有な視点では山岳地域の地形形成作用として影響し、短意ではない。長野よりもさらに標高の低い地点として、期的な変動でも豪雪に伴う雪崩災害や多量の融雪水に甲府（標高 273 m）、高田（13 m）、富山（9 m）、金沢

よる地滑り災害なども引き起こす。雪崩のみならず、（6 m）を加えた検討（鈴木、2013）によると、年累積除雪作業や落雪などの雪氷災害により毎年 100 名前後

降雪深の増減傾向は甲府でも統計的に有意ではないが、の死者が報告されている。このように、気候変動に伴高田と富山では有意水準 5％以下で減少傾向が有意、

う降積雪量の変動は様々な分野で重要な課題である。

金沢では有意水準 1％以下で減少傾向が有意である。

しかし、わが国では、平地に比べて山岳地域には降積

年最大積雪深は、甲府と富山では増減傾向が統計的に雪深の観測地点が少ないこともあり、山岳地域におけ

有意ではないが、高田では有意水準 5％以下で減少傾る降積雪深の気候変動に対する応答については、これ向が有意、金沢では有意水準 1％以下で減少傾向が有まであまり研究されていない。なお、世界的にも山岳意である。

地域における降積雪深の観測が行われていない問題点が指摘されている。

以上のように、標高が低く冬期気温が雪／雨の閾値付近である地点では、近年の降積雪深の減少傾向が明山岳地域における気候変動を考えるために、Suzuki

瞭であるが、標高が高くなるに従い増減傾向が統計的（2011）は本州中部の内陸に位置する気象官署（富士に有意ではなくなり、より標高の高い日光では年累積

山：標高 3775 m、日光：1292 m、軽井沢：999 m、河口

降雪深量が、富士山では年最大積雪深の増加傾向が統湖：860 m、諏訪：760 m、松本：610 m、高山：560 m、計的に有意である。つまり、標高効果（Suzuki, 2011）

飯田：516 m、長野：418 m）と阿蘇山（1142 m）の観測によって、冬期間に十分に低温であるか雪／雨の閾値

データを解析した。その結果、年最低気温は富士山と付近の気温かによって、温暖化による降雪量の応答は日光を除いてすべての地点で統計的に有意に上昇傾向異なるのである。温暖化すれば蒸発量が増えることかにある。年最低気温を検討したのは、いわゆる地球温

ら降水量も当然ながら増え、特に中高緯度の冬期降水

暖化と言われている全球規模での気温の上昇に寄与し量が増えると言われている（IPCC, 2014）。このことているのは、最高気温ではなく最低気温の上昇であり、からも、日本の山岳地域では温暖化によって水資源と季節としては冬と春であると言われているためである。

しても重要な降積雪量が増えると考えることができる

日光では統計的に有意ではないが上昇傾向、富士山でのが妥当であろう（鈴木、2013）。

は統計的には有意ではないが減少傾向である。軽井沢

日本の山岳地域における降積雪量の変動に関する研よりも標高の低い地点では、有意水準 1％以下で有意、究事例はほとんど報告されておらず、最近になってよ

阿蘇山では有意水準 5％以下で有意であることと合わ

うやく、中部山岳地域では温暖化の進行によって豪雪せて考えると、標高が高くなると年最低気温は必ずしが頻発するようになるというシミュレーション結果がも上昇傾向が明瞭ではない。

発表されるようになった。山岳地域における気候・水

水資源としても重要な年累積降雪深については、阿文変動に関する検討は、前述のように重要であるが観蘇山よりも標高の低い地点では増減傾向が統計的に有測データが極めて限られているためになされてこなか意ではないが、日光では有意水準 5％以下で増加傾向った。ここでは、北アルプス上高地における種々の観が有意である。富士山では降雪深は観測されていない

測データを得ることができたので、当地域における近が、積雪深は観測されており、年最大積雪深の増加傾

年の気候・水文変動を報告する。

16

12.

札幌市の市制開始期における詳細地形と水文環境長岡 大輔 1)，古沢 仁 2)，重野 聖之 3)，丸谷 薫 4)，＊池田 隆司 5）1)琥珀舎・㈱福田水文センター 2)札幌市博物館活動センター 3)明治コンサルタント㈱4)北海道立総合研究機構 環境・地質研究本部 5)北海道大学

１．はじめに本論は、日本地図学会誌「地図,Vol.55, No.3,
2017」にて発表された（長岡・他, 2017)。古地図「札幌市街之図（視形線図）」(札幌市,1924)に描かれている等高線と標高データを GIS でデジタル化
し、札幌市制開始期の豊平川扇状地の地形を復元し、かつて扇状地の末端に沢山分布していたメム（湧泉）と豊平川の洪水について検証したものである。
札幌市の市制施行は、1922(大正 11)年 8 月 1 日
であり、1925（大正 14）年の国勢調査によると人口は 145,065 人であった。札幌周辺の地図は、1896(明治 29)年に 5 万分の 1、1918(大正 7)年に 2
万 5 千分の 1 の地形図が当時の陸地測量部によって発行されているが、市街図には地形(等高線)を表現しているものは発見されていなかった。「札幌市街之図（視形線図）」は 2013 年に札幌市公文書館
で確認されたもので、1924(大正 13)年に作られた
縮尺 5 千分の 1 の地図であり、地盤高線と測量地
点の標高が尺（10/33 m）をスケールとして手書きで記されている。
札幌市が位置する豊平川扇状地は、扇頂から先端までの距離が約 8 ㎞であり、平岸面と札幌面と呼ばれる高低の異なる 2 つの地形面がある(図１)。札幌
市の水道施設の導入は 1937(昭和 12)年であり、市制開始当初の水資源は全て地下水で賄われていた。
札幌市では、現在でも上水水源の 98％を豊平川流域から確保しており（札幌市水道局, 2012）、事業
用地下水の 3 分の 1 以上は扇状地に位置する札幌
市中央区でくみ上げられている（札幌市環境局 ,2016）。

メッシュのデジタル標高モデル(DEM)へと内挿補間。
内挿補間には ArcGIS の「トポ→ラスター」(ANUDEM
プ ロ グ ラ ム ) を 使 用 。 ③ DEM デ ー タ を 使 い 岩 橋(1994)の方法による谷部の抽出や地形断面図を作成。
図 2 に、デジタル化した 5m メッシュの DEM デー
タで作成した旧札幌市の地形イメージ図（TPI 図、
傾斜区分図、標高段彩図の重ね合せ図）に、微地形として抽出した谷地形の位置を併せて示した。旧札幌市の地形の特徴は、扇央から扇端にかけて中央部に地盤の高まりがみられることである。周辺との比高が最大で 3m 以上あり、平面では広い尾根状(ローブ状)の形状をなし、概ね北北東方向に延びている。
また、地形・地質断面図を見ると、扇状地を構成す
る地質は、表層部は粘性土や砂質土などが 1～3m 程度の厚さで分布し、その下位に扇状地地盤の主体をなす礫質土が連続的に分布する。中央部の高まりでは被覆層の砂質土や粘性土がやや厚く分布している。

２．地形のデジタル化とイメージ図
札幌市街之図（視形線図）の地形情報のデジタル化と地形解析図作成は以下の手順で行った。①画像
データを GIS に取り込み、等高線および地点標高データのベクターデータ化。②ベクター化した等高線（ライン）データをポイントデータに変換し、5m

図 1 札幌市および豊平川扇状地の位置と周辺地形図 2 市制開始期の札幌市の地形イメージとメムおよび谷地形分布図17

３．メムの分布とその特徴
図 2 には、札幌の古地図などを参考に推定したメムの位置を併せて示した。メムの位置は自然流路の発端部や流路途中にある池に湧水があったと判断し、位置を推定した。メムの分布は、札幌市街に分布する広い尾根状地形の西側に多く、そこから自然流路が形成されている。なかでもメムが多いのは、扇央に近い標高 16～18m 付近であり、そこからの流路は下流でコトニ川に集約される。また伊藤泉池とヌプ
サムメム(図 2 中の 3 と 4)は、他のメムと比べると分布地点の標高が 15m 前後と低く、その流路のサク
シュコトニ川は深い谷を形成している。一方、広い尾根状地形の東側のメムは、西側と同じ標高 16～18m 付近には１ヵ所しかなく、それ以外は標高 15m
付近の伏籠川の流路近くに集中する。このように、メムの分布には広い尾根状地形の西と東では大きな違い認められる。扇央に近い場所に分布するメムは、
地表の集水地形を反映し、地表水(降雨や降雪水)を起源とする比較的浅い地下水が湧出していた可能性が考えられる。これに対し、広い尾根状地形の東側は、図 2 からもわかるように集水面積が小さく、谷状の微地形も少ない。さらに地表付近には粘性土が広く分布している。このような地盤状況から、東側
では地形の集水性が小さく、浅い地下水を湧出させる地質条件もなかったため、メムが少なかったと考えられる。
４. 豊平川の洪水と扇状地の地形
豊平川の洪水と地形の関係をみるため、当時の洪水記録による浸水範囲を地形図上に載せてみたのが
図 3 である。市制が開始されるまでの豊平川の氾濫のうち、最も被害が大きかったのは 1913（大正 2）
年 8 月に発生したいわゆる「大正洪水」であり、この流路と豊平川の間の土地は、流路の分布から中型の扇状地に特有な紡錘型の河川敷（鈴木，1998）とみることができ、中島公園はそこに位置している。
上流部の豊平川の洪水流はこの河川敷であったとこ
ろを主に浸水させている。大正洪水以前の洪水をみても、豊平川の氾濫は山鼻村や鴨々川水門とその周辺が多い。このことから、豊平川の洪水は、かつての豊平川の河川敷に札幌の街づくりが及んだことによるもので、地形的に避け難いことであったと考えられる。図 3 には堤防の決壊位置も併せて示したが、決壊は主に豊平橋の上流にあたる。豊平橋のある場
所は、かつては左岸側にも分流があった。しかし、1878（明治 11）年に P.W.ホイラーによる木製トラ
ス橋が架けられたとき、2 筋あった豊平川の流路を一つにまとめたため、豊平橋付近はそれ以降河道の狭窄部となっている（図 3）。このことは、岩田・田中（2010）が指摘するように豊平橋の上流で河川水位が上昇しやすくなり、いわゆる流水のボトルネックになっていたと考えられる。そして、当時の治水対策がそれに対応できていなかったことが洪水をもたらしたと理解できる。

図３ 大正洪水における浸水範囲と等高線

５．まとめ✦ 市制開始期の札幌市域では、豊平川の左岸側に広く尾根状になっている地形が特徴的に続いており、ここに北海道庁、札幌市役所や札幌停車場などが造られ、街づくりの中心になっていた。
✦ メムは、この尾根状の高まりを境に西に多く分布しており、多くのメムが標高のやや高い位置で湧出しているが、扇状地末端の標高の低いところにも大きな湧水があった。
✦ 高い位置のメムは、その扇頂から扇端にかけて
小谷や集水地形が続くことから、表流水を集め地下に浸透し、広い範囲で地表に湧出していたと推定される。一方、標高の低いメムは、明瞭な集水地形をもたないことや湧水が扇状地砂礫から出ていることから、扇状地の豊富な地下水に起源をもっていることが伺える。
✦ 豊平川の旧流路のうち、豊平川に沿うものは中型扇状地に特有な紡錘型河川敷を形成していた。また、豊平橋付近は架橋時に河道を狭めたため、豊平橋の上流で水位が上昇しやすかった。このため豊平橋の上流で水が溢れ、かつての河川敷を主体に浸水するという形になっていたと推定される。
文献
岩橋純子 1994. 標高データを用いた地形分類手法の開発.
京都大学防災研究所年報：145-156.
岩田圭祐・田中尚人 2010. 河道特性に着目した豊平橋周辺の空間形成に関する考察．土木史研究論文集．
Vol.29：37-47.
鈴木隆介 1998. 『建設技術者のための地形図読図入門 2低地』. 古今書院.
長岡大輔・古沢仁・重野聖之・丸谷薫・池田隆司 2017.
札幌市の市制開始期における詳細地形と水文環境.
地図 Vol.55, No.3：1-9.

18

13.

積雪ブロック法による模擬降雨散水実験＊

石井吉之，簗場大将，森章一，高塚徹，佐藤陽亮 (北大低温研)

１．はじめに北海道北部の母子里において 2011～2013 年の各融雪期に模擬降雨散水実験を実施し，積雪底面流出が顕著に現れる場合とほとんど現れない場合とが観測された。流出状況は散水量や積雪深とは関係がな
く，その時の積雪の層構造に応じて多様，すなわち，
積雪内部で鉛直下向きの浸透が顕著な場合と水平方向の流動が顕著な場合のどちらもが起こり得ることが分かった。こうした違いは層境界での粒径コント
ラストによると考えられるので，コントラストに応じた流出特性の違いを多次元水分移動モデル(Hirashima et al., 2014)を用いた数値実験によって検討し，底面流出が顕著な場合とそうでない場合について散水実験の再現計算を行った。その結果，粒径コントラストは層境界での浸透水の滞留を引き起こすという面で重要であるが，積雪底面流出が出現するか否かは，その後の水みちの発達の仕方に強く依存することが分かった。
そこで次に，散水強度を時間的に変化させた場合のモデル計算を行い，実際の散水実験ではどうなるかを 2016 年と 2017 年の各融雪期に確認しようとした。しかし，両年とも積雪底面流出は出現しなかった。そこで，Singh et al.(1997)や Juras et al.(2016)のように 1×1×1 m3 程度の積雪ブロックを切り出し，周囲の自然積雪から切り離した状態で散水実験を実
施した。
２．方法
2017 年 4 月 19 日，前日から当日にかけて行った
自然積雪への散水実験の最後に，実験用ライシメー
タ上で 1×1×1 m3 の積雪ブロックを切り出し，その上にこれまで用いた散水装置を設置し，水道水に青インクで着色した模擬降雨を一定強度(1.2 L/min，
雨量強度に換算して 72 mm/h)で 75 分間にわたって散水した。この時の気温は 0～2℃，積雪深は 102
cm であった。
３．結果と考察散水開始 1 分後と 30 分後の着色水の浸透状況を
図 1 に，また，散水量と積雪底面流出量の時間変化
を図 2 に示す。底面流出は散水終了後も 3 時間以上も流出し続け，流出率は 91％であった。
積雪ブロックの 4 側面が大気圧にさらされるので，積雪内の浸透水の多くが側面に向かうようになり，
4 側面が着色した水で青く染まると予想されたが，1 面だけではなく 4 面が大気圧条件にあったことで，側面の壁をつたう流れは顕著にならなかったと考えられる。また，ブロックの外へ出ていく水も無かったことから，散水量のほぼ全量がブロック内の降下浸透に伴う遅れを伴って積雪底面から流出した。こうした結果は Singh et al.(1997)や Juras et al.(2016)の結果と同様である。しかし，ブロックを周囲の積雪から切り離すことは，積雪内の横方向の流れを人為的に妨げることになり，自然状態を再現しているとは言いがたい。鉛直浸透が故意に強調された結果であると言えよう。
融雪期のように積雪内部でさかんな融雪水の浸透が起きている場合，そのようすを観察あるいは測定しようと積雪ピットを掘ると，その断面が大気圧下におかれるため，その断面に向かう流れが起きてしまう。乾雪を対象とした積雪断面観測は，湿雪の場
合は必ずしも妥当な方法とは言えない。特に、降雨と融雪が重なった時のように早い積雪内浸透が起きている時には注意が必要である。
Hirashima et al.(2014) Cold Reg.Sci.Tech.,108,80-90.
Singh et al.(1997) J.Hydrol.,202,1-20.
Juras et al.(2016) J.Hydrol.,541,1145-1154.

ＡＢ

図１．散水開始 1 分後(Ａ)と 30 分後(Ｂ)のようす

図 2．散水量と底面流出量の時間変化

19

14.

沿岸都市における持続可能な水資源利用にむけた地下水脆弱性評価に関する取り組み‐日本、インドネシア、中国での比較‐＊

小野寺真一 (広島大)，齋藤光代 (岡山大) , 清水裕太（農研機構），友澤裕介（広島大）
井岡聖一郎（弘前大）, 陳建陽（中山大）, Fusydi,A, Delinom,R,（LIPI）

１．はじめに
地下水の漸弱性とは、量的な特徴（地下水涵養量、
地盤環境など）、汚染に対するリスクとの関係で定義される。都市では人口集中にともなう水環境問題（水圧低下や汚染の拡大）が生じやすく、脆弱性を把握した上での適正な利用が必要である。地下水汚染は、下水道等のインフラの整備にともない軽減されるが、それらの整備が進む以前から都市化は進行する場合が多く、多くの深刻な問題を引き起こしている。また地下水の過剰利用による水圧低下にともない、塩水化や地盤沈下にともなう汚染物質の集積・輸送や高潮被害など多様な汚染リスクが高まっていく。
本研究で、現在取り組んでいる学振 2 国間(中国)
共同事業（代表小野寺、2016-2018）、科研海外(基盤 B)(代表小野寺、2017-2019)などの取り組みを紹介し、現在の成果と課題を紹介したい。

市、スマラン・デンパサール（2-300 万）、インド
ラマユ・マタラム（50 万）は、多様な開発にともない都市化が進んでいて、第 1 段階初期から中期に位置づけられる。これらを比較しながら、その変遷を解明していくとともに、各地域性にともなう脆弱性の違いを明らかにしていくことは、今後の都市化に伴う水資源の確保や都市の管理において有益である。

Indramayu
Jakarta
Semarang
SurabayaMataramCirebonDenpasar
Yogyakarta
図2

インドネシアの調査対象都市

３．インドネシアでの想定される脆弱性
図 3 は現在想定しているインドネシアでの脆弱性である。インドネシアでは、インドネシア科学院と共同で、社会経済的なデータを収集するとともに、地球科学的（水位・水文情報、水質情報）の収集のための調査も実施して行く計画である（ジャカルタ
は調査済、インドラマユ、マタラムでは実施済）。
Urban population, GDP, Religion
ClimateWater demand

Increase in pollutant load

Groundwater abstraction

図1

大阪の人口、水質変化と都市発達段階

Topography

２．都市と都市化の特徴
図 1 は大阪における人口変化と水質変化をもとに都市の発達段階を定義したものであり、第 1 段階をインフラの整備が追い付かない人口急増期で汚染の加速する時期、第 2 段階を人口が安定化し工業製品出荷の増加など GDP が増加しインフラの整備にともない地表汚染が軽減する時期、第 3 段階を GDP も安定化し人口は減少に転じ地表汚染は軽減するものの地下汚染は残存する現在の大阪（大都市圏 1900
万）と定義した。
ここで、今回の取り組みの都市である中国の広州（4800 万）は第 2 段階、インドネシアのジャカル
タ（2800 万）は第 1 段階の終焉近くと定義される。
さらに、インドネシアの小規模な調査対象とする都

Geology

Land subsidence

Tsunami, flood, storm surge,
liquefaction

図3

Shallow groundwatercontamination

Groundwater
vulnerability

Decrease in
groundwater pressure

Surface watercontamination

Deep groundwatercontamination

地下水脆弱性の制御要因のフロー

現在中国広州の調査も実施しており、最終的にはこれらを集積していき比較していく予定である。さ
らに、共同研究の枠組みが進化するような体制についても強化していく計画である。

20

15.

水文学・陸水学のための SWAT モデル高度化に向けた課題と展望＊

清水裕太 (農研機構・西日本農業研究センター)，小野寺真一，Fandy Tri
Admajaya(広島大学・大学院総合科学研究科)，齋藤光代 (岡山大学・大学院環境生命科学研究科)
１．はじめに
水文流出モデルは水文過程およびそれに伴う物質移動を流域スケールで評価するための手段の一つとし て 、 多 く の 研 究 で 用 い ら れ て い る 。 Soil andWater Assessment Tool（SWAT）モデルは大陸スケールの流域（特に農業流域）における気候・土地利用変動を考慮した水・物質輸送量を推定するために開発されたモデルである。GIS と親和性が高く、プログラミングに関する専門的知識を必要とせずに使用できることや、実測データが乏しい場合でも、まずまずの精度で推定できる等の特徴を持つことから近年の学術論文の多くで用いられている。流域蒸発
散量や地下水涵養量など直接的な測定が難しい項目の推定や、現地観測結果の解釈など、数値モデル解
析を主な専門としない水文学者にとっても、SWAT
モデルを用いることは非常に有益である。現在、開発元である米国農務省農業研究局やテキサス農工大学を中心に、主に北米大陸での課題に基づくモデルの改良が進められ、推定精度の向上や新たな予測機能が追加されつつあるが、それらが他の大陸、そして、我が国のような急峻な地形を持つ流域に対して同様に適用し得るのか、その際の問題点の整理および改良点については検証、議論が必要である。そこ
で 本 研究 は、 大 陸河 川も 含 めた 多様 な 流域 へのSWAT モデルの適用可能性に関する文献調査を行い、課題点を整理し、SWAT モデルのさらなる高度化に向けた今後の研究の方向性を提案することを目的とした。
２．方法
本研究では主に国際誌に発表された文献をレビューすることで、水文学、陸水学で対象とする水文現象を説明または評価するための高度化に向けた改良の方向およびモデルの適用に関する問題点について整理を行った。
３．結果と討論
SWAT モデルの高度化に向けた改良の方向として、河畔域等でのハイポレーイック効果の評価、窒素、リン以外の一般水質の推定、火山地域特有の高い透水性等の考慮（現状の SWAT モデルは地質を考慮できない）、海底地下水湧出量（SGD）の推定、等が考えられた。
モデルを用いる際の問題点としては、流域水収支を計算する際に、ペンマンモンティース法を用いて蒸発散量を推定すると実蒸発散量が過少評価気味であり、パラメータの調整を丁寧に行わないと、問題となるケースが多いことがわかった。また、急峻な図 1. SWAT モデルの概要 (Neitsch et al.,2009)

図 2. 国際誌論文 257 報(1992-2010 年)で使われた水文流出モデル（Wellen et al., 2015）

地形を持つ我が国のような流域に適用する場合、側方流(lateral flow)が過大評価気味であることが多かった。特に、急傾斜な山間部で顕著に見られるが、検証するための森林水文観測データが現状では限られているため、森林水文分野の研究者との連携など、知見が必要であることがわかった。特に我が国の流域に適用する場合、山林は流域面積の多くを占めることが多いので、重要な課題として整理している。
最後に、土砂侵食の推定量が過大評価するといった問題が挙げられた。これは、推定式(MUSLE 式)の構
造的な問題であり、最近のモデル修正により改良傾向ではあるが、流域によっては他モデル(APEX モデル等)とのカップリングが必要である。
４．おわりに
今回は SWAT モデルの高度化に向けた課題の整理を中心に報告を行ったが、現在もワーキンググルー
プ会議を定期的に行って改良について議論を続けている。高度化に向けたご意見ご提案等をワーキンググループまでお寄せ頂けたら幸いである。
謝辞本研究は、日本水文科学会「水文科学のための
SWAT モデル高度化に関するワーキンググループ」の支援を受けて実施したものである。

21

16.

温帯深湖の永年不凍化へのシナリオ＊

知北和久 (北大・北極域セ)，大八木英夫 (日大・文理)，支笏湖・水とチップの会，坂元秀行（ヒグマ博物館）

１．はじめに昨年の水文科学会，今年 9 月の陸水学会での発表に続いて，北海道・倶多楽湖における不凍化現象について議論する．倶多楽湖は，21 世紀に入り，完全結氷しない冬が 4 回あり，湖周辺の気温上昇率
0.024 ℃/年を考慮すると，約 10 年後には 2 年に一度結氷しない年が現れる可能性がある．今回は，湖の熱収支から得られる貯熱量の変化と水温実測による貯熱量変化とをより長期にわたって比較し，不凍化をもたらす気象要因をより詳細に議論することとする．
２．観測方法図 1 に，倶多楽湖と周辺における観測点を示す．
湖の貯熱量変化を求めるため，2012 年 9 月に最深点の MD 地点に温度ロガー33 台を鉛直方向に設置し，今日まで全層の水温モニタリングを行っている．湖の結氷期が近づくと，山頂付近の B 地点から毎日，湖面を撮影し，春の解氷まで湖面の結氷状況変化に応じたアルベドを求めている．温度ロガーの値は，現場で RINKO プロファイラーによって検定した水温を用いている．湖の熱収支は M 地点の気象データ，
L 地点の水位から求め，欠測があるときは，M 地点
から南西 5.7 km にある登別アメダスのデータで補完した．気象要素の長期変動傾向については，登別
アメダスと室蘭地方気象台の 1977-2017 年データを使用して検討した．

を注視する必要がある．

図 1. 倶多楽湖における観測点の位置

３．結果と討論
図 2．湖畔における気象と水位変化
前回の発表と同様に，湖の貯熱量変化について水温からの実測値と熱収支からの値とを比較した．今
回は，4 回の冬を含むように対象期間を 2012 年 9月～2016 年 6 月とより長くとって貯熱量変化を計算した（図 2）．なお，2015 年冬は暖冬で部分結氷
が一日のみ観察され，他の冬は完全結氷した．結果
として，熱収支による値は実測による貯熱量変化をよく再現しており(図 3 上)，熱収支における気象要
素の値を変えることで，倶多楽湖の不凍化条件を探ることが可能である．知北ほか(2017)によれば，湖の貯熱量変化に大きく寄与する気象要素は気温と雨量であり，今回はこの二要素を同時に増加させることで貯熱量変化への影響を調べた．図 3 下は，対象期間の気温を 0.2℃増加させたとき，および，これに年間雨量を 150 mm 増加させたときの変動である．
なお，150mm は平均年雨量の 9 %にあたる．結果として，気温・雨量の同時増加は気温のみの 0.6℃増加に相当する効果があった．雨量の長期変動に有意なトレンドは見られないので，今後，雨量変化
図 3. 貯熱量変化：実測と計算の比較（上）と増分変化（下）

22

17.

秋田県・田沢湖の理化学条件：現状と変遷(序報)＊知北和久 (北大・北極域セ)，藤井智康（奈良教育大），網田和宏（秋田大・理工），常村将太（奈良教育大・院）

１．はじめに
今年 9 月 28 日～10 月 1 日に陸水学会全国大会
が田沢湖高原温泉で開催され，会期中に田沢湖最深点(423 m)とその付近でプロファイラー観測を実施する機会を得た．ここでは，その結果から見える田沢湖の現在の理化学的状況を北海道・倶多楽湖との比較から議論し，1940 年に開始された田沢湖への玉川酸性水導入の前後の状
態変化についてレビューする．また，近年の温暖化による同湖の循環形態の変化についても述
べる．
２．田沢湖の概要と方法
図 1 に，田沢湖（湖面標高 249 m）の位置，田沢湖の湖盆図と地表水の流入・流出の状態を示す．現在，同湖に自然状態で流入する河川は南岸の田沢湖潟からの 1 本のみで，後は人工的な
図 1. 田沢湖の位置と湖盆図（周辺の太い破線は分水界）
導水路（図 1 の太い点線）による流入（A 地点の玉川導水路、B 地点の先達川導水路）と流出（C,D 地点）である．なお，流出河川の痕跡は西岸 C 地点における潟尻に認められる．観測は 2017 年 9 月
29 日で湖心付近の最深点とその西側の 2 点でプロファイラー観測，透明度測定を行った．なお，過去の 観 測 結 果 は ， 田 中 (1922) ， Boehrer et al.
(2009)，濱田ほか(2014)，秋田県仙北市(2017)に依った．また，気象データについては田沢湖アメダスと秋田地方気象台の 1977～2017 年を用いた．
３．結果と討論
図 2 に今回の観測結果を示す．2 点の観測では，
水温，EC25(25℃換算の電導度)，Chl-a 濃度，濁度，DO 分布に大きな違いはなかった．しかし，両地点の濁度は表層で相対的に高く，これは前日の雨量
22.5m よる流入水の高濁化に因っていると思われる．
DO(%)は水深 17.9～37.5 m の水温躍層で 100％を超
え過飽和状態にあった．これは，この上の混合層でChl-a 濃度が高く，基礎生産による DO の蓄積があることが考えられる．なお，表層の pH は 6.82 で中性に近かったが，Boehrer et al. (2009)によれば，深部に向かって pH5.2 程度を示し酸性状態になっていると思われる．透明度は両点で 2.21 m で，フォーレル水色計により湖水が白濁していることがわかった．なお，深層水の水温は 4.2 ℃で予想より高く，濱田ほか(2014)による表面水温は 3 月 22 日に
最低 4.01 ℃を記録し，4.2 ℃以下の期間が約 15日間続いた．このことは，現在の田沢湖は春に一回全層循環する亜熱帯湖であり，田中(1922)による表
層最低水温約 2 ℃（ここから，当時は年 2 回循環

図 2. 田沢湖最深点おける垂直分布．

の温帯湖）に比べ温度上昇が認められる．田沢湖ア
メダスに依れば，1977～2017 年の年平均気温の上
昇率は 0.0215℃/年，9 月～2 月の放熱期で 0.022℃/年と有意な上昇が認められ，この上昇が続けば，
田沢湖は将来，全層循環しなくなる可能性がある．
発表時には，玉川の導入前後の水収支についても議論する．
(参考文献)1)田中阿歌麿(1922)「趣味の湖沼学」
734pp, 秀英舎, 2) 秋田県仙北市(2017)「クニマス」63pp, 秋田魁新報社.

23

18.

湯ノ湖における温水流入とその影響範囲の推定について＊

大八木英夫 (日大・文理)，渡邊彰太 (日大・文理・学) ，濱 侃(千葉大・院)

１．はじめに近年, UAV（Unmanned Aerial Vehicle：無人航空機）の発達により，小型 UAV が入手しやすくなり，
様々な調査で利用されている。特に，農業・インフ
ラ点検・測量・警備・災害対応の分野で先行して利活用されているといえる。
また，さらにサーモグラフィーの小型化により,UAV に搭載して撮影した赤外線画像から,海水面の温度分布や海底湧水の影響範囲を捉える研究が行われており（山田ほか,2016）湧水の影響が海水面へ顕著に表れる水深 1.5m 程度までの浅い場所に限られるが,捉えることができている。これらの成果
は，より広域的な温度分布を観測することができるようになったことが示唆される。そこで,本研究では,熱源が明確な日光湯ノ湖における温泉湧出地点
からの水温分布から温泉水流入量の推定を考察する。
２．対象地域の概要と方法
栃木県日光市湯元に位置する湯ノ湖は，水面標高1478m,湖面積 0.35km²,最大水深 12.5m 堰止湖である。流出河川は，南端に位置する高さ 110m の湯滝から中禅寺湖へ流入している湯川が存在しているが，目立った流入河川は存在しない。主な流入源は湖底から湧出している湧水であると古くから報告があり，湖底泥温度と湖底直上の水温差を用いた解析により，湖岸部・湖心部の複数地点で確認されている。これに加えて，一部の湖岸部では，温水が流入しているのが確認でき，水温が高温である。しかしながら，温水は，湯気として蒸発すため,水収支の算出に困難が生じていると報告されている。
本研究では，3DR Solo を UAV として利用し，赤外線サーモグラフィとして，iPhone5 に FLIR ONEを装着したものを用いた。また，湖面水温などは，
Rinko-Profiler（JFE アドバンテック社）を用いて測定した。
３．結果と討論
図 1 に，湖面水温と湖面状況を示す。湯ノ湖の明確な流入点であり，温泉水の温度は，流出直後は，50℃を超える（2017 年 9 月：53.7℃）。しかしながら，湖水を混合してからは，すぐに水温が低下し，最高値は 38.8℃となった。そのスポット的にあ叩なった湖面水温の広がりは小さく，局地的なものにすぎず，およそ 2m 四方の範囲で，28.0℃まで低下した。この地点の水深は浅く，0.2m 程度であり，
湖 底 水 温 は ， 18.7 ℃ で あ る 。 湖 底 の EC は ，24.8mS/m であり，表層水は，90.2 mS/m であることから，温泉水の密度流として流入していることがしてきできる。

図 1 湖面状況と湖面水温分布（可視画像（上）・熱赤外画像合成（下））図 1 中の可視画像（左）を確認すると，湖面に緑色が強く反映されている部分が確認される。この地
点（北東部）では，全 Chl.にして 30～85ppb 程度の値であり，全 Chl.の高い層は概ね 0.2m までの層であった。また，溶存酸素飽和度では，過飽和状態（約 110～120%）であった。その地点の外縁では15ppb となっており，全 Chl.が高いことラン藻類（所謂アオコ）が多く発生していたと考えれられる。
さらに，この地点の外縁の水温・EC は，17.1℃・
17.6mS/m であるのに対して，緑色の強い地点では，
20.2～20.9℃と大きな差異は認められないが若干ンの水温の影響を認められるが，水質では，34.1～
39.4 mS/m と，温水流入の影響受けている数値となった。
さらに図 1 には，白濁の部分も認められる。この白濁部分は，特に温水の水温・水質の影響を受けてコロイド状の物質が形成されている範囲であり，水温が高く，EC は 48.4～90.2 mS/m であり，また，
溶存酸素飽和度は， 30～40％程度となり，およそ表層部分で高濁層が確認される。

24