地下水・間隙空気の流動の実態解明に多様な観測データ・モデルからどこまで迫れるか？

1.共同研究機関

2.研究期間

2026～2028年度 JSPS科研費

3.責任者

岩上 翔（森林防災研究領域）

4.研究の背景

水文学の降雨流出過程に関する研究では降雨に対する素早い流出応答を生じるプロセスに未だ説明できない部分があり課題となっています。また近年豪雨災害が顕著に増えており降雨流出過程の理解の深化により精緻化された流出モデルの構築は防災の観点からも急務となっています。速い流出応答や大出水の発生に寄与する可能性のあるプロセスの1つとして間隙空気圧の役割に注目しており、水と空気の動きの両方を明らかにすることが重要であると考えています。

5.研究の目的

これまでの観測で得られた斜面内の間隙空気圧は地点毎に異なる挙動を示し、そのつながりについては不明瞭でした。そこで水と空気の3次元的な動きを数値シミュレーションで示すことができれば観測値のつながりや、観測では捉えられていなかった動きが明らかになり、流出過程における間隙空気圧の役割が見えてくることが期待できると考えます。間隙空気の定量的な評価も含めた水と空気の流動の “実態” を明らかにすることを目指しています。

6.研究内容

山地源流域（森林流域）における地下水の研究では、とくに深い観測井を用いた基岩層の地下水の情報は限られており、3次元的に広く実測値を得ることは容易ではなく、このため地下水の実態を掴むことは非常に困難であると考えられます。日本国内では見られないような地質や水質について多様な詳細情報が得られている米国コロラド州 East River 流域において、多角的な観測値を基にした精緻な数値シミュレーションモデルを作成することによって、降雨流出時の水と空気のつながりとその実態に迫ります。