水素同位体比を利用した分布型水流出モデルの検証と硝酸態窒素の河川流出機構の解析(共同研究)

Verification of distributed rainfall-runoff model using a hydrogen isotopic ratio, and analysis of nitrate nitrogen transport to a stream (Joint research)

都築 克紀  ; 松永 武; 井上 隆信*

Tsuzuki, Katsunori; Matsunaga, Takeshi; Inoue, Takanobu*

森林集水域からの硝酸態窒素の流出を水流出モデルを用いて解析した。まず、国内並びに東アジアの酸性雨モニタリング地点の1つである岐阜県伊自良川の上流域において、2006年11月に降雨時の観測を行った。観測を行った流域に対し分布型水流出モデルにより地下水・降水の河川流出シミュレーションを行った。その合理性を観測した流量データ並びに雨水・河川水の水素同位体比で検証した。そして、観測された2回の連続降水時の河川水中硝酸イオン濃度の変動を、水流出モデルから計算される河川流出水の流域滞留時間と比較した。この結果、この集水域では、降水時に増加する河川水中の硝酸イオンは土壌表層部から当該降水の側方流と深部地下水の上昇流により運ばれることが推定された。また、降水条件と連動する土壌中水分の滞留時間が硝酸態窒素の流出量にかかわることが推定された。本研究は、集水域におけるダイナミックな水動態が硝酸態窒素の収支を考察するうえで重要であることを示唆している。

The discharge of nitrate nitrogen from a forested catchment was analyzed using a distributed rainfall-runoff model. Observation in rainfall events were carried out in November, 2006 in the Ijira River. The distributed rainfall-runoff model carried out runoff simulation of ground water and rain water at the catchment. The model was verified by observed flow rate, and the hydrogen isotopic ratio of rain water and river water. The nitrate ion concentration in river water was shown as a function of the residence time of discharge water in the catchment calculated by the model. As a result, it was estimated that the nitric-acid ion in the river water was transported by the lateral flow of the rain water at the subsurface and the up-flow of ground water. Moreover, it was estimated that the residence time of the soil moisture influenced the discharge of nitrate nitrogen. This study was suggested that dynamic behavior of water in catchment was important when considering the balance of nitrate nitrogen in catchment.