Title 山地流域を対象とした水循環モデルの提示と桐生流域の10年連続日・時間記録への適用

Author(s) 福嶌, 義宏; 鈴木, 雅一

Citation 京都大学農学部演習林報告 (1986), 57: 162-185

Issue Date 1986-01-31

URL http://hdl.handle.net/2433/191828

Right

Type Departmental Bulletin Paper

Textversion publisher

Kyoto University

162

山地流域を対象とした水循環モデルの提示と

桐生流域の10年連続日・時間記録への適用

fi~i 議宏・鈴木 ~lt …本

Hydrologic cycle muclel [or・IIIりuntainwatersheds ancl ils application

to the continuous 10 years recorcls at int:ervals of both a d札y

anc1 an hour of Kiryu Watershed， Shiga Prefecture

Yoshihiro FUKUSHIMA and Masakazu SUZUKI*

日付 l心恥v:: ヰ1

山地流域における水縮tfiと水収文を一般的かっ定域的に抑制するために，水循環モデノレ (HY-

CYMODEL)を飽示する。本モデJレでは流域は流路系と林地斜閥系lζj哀分2される。流出?系にお

いては，政桜流出と流路前i蒸発が，また，林地斜閥系においては，法断蒸発と蒸散，およびlEはお

流出と法j底流出が発生する。議散抑制機械と乾燥11与における林地斜国系の1駐按流出議;減少機構も

組み込まれている。感断蒸発モデノレのパラメーターと蒸散抵の本節分布および蒸散抑制の生ずる

限界統設が定められれば， 9似のパラメーターによって，降雨紀録からi時々刻々の流出:誌が求め

られる。本モデルは，滋賀県南部に位低し，J!品化1li泌柑より成り，ヒノキとアカマツを主林水と

する， 5.99 ha の栴生流域の10年述統!ヨ・ 11寺聞記織に適用され，その紡よ札たいへん良好な推定

ハイドログラフが得られた。同時!C，水Jj)z文の各成分についても年間jの総長1:が求められた。制強

流峨の年平均流出ほと年平均蒸発散設は年平均降水設の，それぞれ56.0%，44.3%となる。また，

iJtE路系の波銭d{E/1¥j設と林地斜百五系の渡按流出毅，主主j蕊d{fUJ鼠:は，会iklJH誌のそれぞれ6.2%，31. 3

%， 62. 5%であり， dTE路市総発殺と蒸散殻，泌断蒸発議:は会蒸発散発tのそれぞれ， 3.9%， 51. 996，

44. 2%となる。

1.はじめに

森林水文学は，主義f*を含めた11.1地環境の機能を水{1!111.1誌の1Jl1Jliliから科学的に把拐することを I~lt告すものである。森林の機能についてはうこれまで対象流域訟による多くの成果がある 16，18川 49，mo

しかしながら，これらのj点泉を踏まえても，森林状態の迷いが，話滋流域における{壬;窓降雨に対

して， ~ 、かなるハイドログラフの迷いとなるか，という工学的な謀総に対しでは，十分に答えられ

ていないのが現状である。このtN*J.京 rZ~1 は，山地流域のハイドログラフが，森林の関与する

境の状態だけではなく，その接税となる松石や流域地jl~あるいは流域JJU失の相i患によっても変化

するからである。 ζれらを総合的に捉えて，その上で森林そ持似するという枠組みに立たなければ，

森林に対する過大な期待と過小な符俗liが並立するという状況からは脱しきれないであろう。

*京都大学路学部* Dept. of Forestry， Kyoto Univ， Kyoto 606

163

一方，森林水文学ぞ包摂する，一般水文学についても，まだ多くの諜題が残されている。 E支援

流出を主とする続期流出解析と，議j臨流出をとする長期流出解析が，まだ統一化されていない

ことや，長期流出解析で識も袈されている潟水流域予測の枠級みが出来ていないことなどはそ

の拘である。

当研究者らは，滋賀県南部の丘陵性11!地完成した桐生試験流域において，これまで流域水収

支ペ樹冠趨断蒸発の測定53) と地表到持悶のそデル化543，短期水収支故による蒸発散季節分布

の推定55)と蒸散分布の推定55勺綴期流111ハイドログラフの立史子u斜rmモデノレによるJlJl解10九

j翠分1liの測定28)などの成果を挙げて米た。

これらの知見をすべて，サブシステムとして取り入れ，今期， 9 n~1 のパラメーターから成り，

そのパラメーターは雪1・1黙の!時間i11位に依存しない，水循環モデノレを提示する。本7l<循潔モデル{ζ，

桐生流域の10年連続四単位およびI1寺閥単位の降水記録を入力すると，それぞれの計算ハイドログ

ラフは観測ハイドログラフに対してほとんど一散する結果を得た。

本論文においては，水循環を構成する各成分の計算術より，年流哉と年蒸発散散を見積り，さ

らにi夜妓流出議，議底流出:鼓，遮断蒸発散，蒸散i札燕j技抑ililJ最，流路市I?:夜発法，昨間後の総動

などの水収支各現についても言言及する。また，本モデノレの有する:蕊l沫についても論議する。

2. 従来の研究経過と現夜の課題

2寸 法賎流出モデル

長期流出モデノレの発展の流れについて概観しておく。

一般に長期流出モデルは，蒸発散モデノレと， i資綴流出モデjレ，法政流出モデルから構成される

が， ζ こではとして，議践流出モデルのj狩博資と流麗の変換系lこ焦点を絞ることにする。

流出の特赦は，山j波斜rmから流路に現われるまでの雨水の流下速度が，流i絡における流下迷皮に

比して，かなり迎いという j誌にある。…方，流域鋭機の述いは，流路長だけに表われ，山JJ.支斜関

長は変わらないから，議腔流Il:¥を…次元のモデノレで近似することは無理I!な仮定ではない。いま，

貯官官主(日打者水深)Sと流出没 Q の関係式を，

S=K・QP (1)

とおけl二f，P 1の場合は線形， P*lは非線形となる。

これまで提2認された主致:なモデノレは， 1932年の Sharm乱れによる単位閲法48日1962年の Stanford

モデルベそして， 1969年の習鼠によるタンクモデノレ51，52)である。この内，単位抵i法と Stanford

モデノレはお~j~形則を総定しており，精造は簡単であるが，臼木では適合住l:に難点があり，ほとんど

使用されていない。日本における独創的なモデノレであるタンクモデノレは，部分的には線形則を適

用しているが，全体的には~1::t~U形性を想定しているので，タンクの数が 3"'5 段となるJ二 IC ，流

出孔が各タンクに 1.-.....3脳もあるので，全体にパラメーター数が多くなる。かっ，パラメーター

の俄が計・誌のi時間単位に依存するので，それぞれのパラメーターの意味すると ζ ろが不明!恥と

いう難点があるo

最近になって，非線形性をrtli~目的に取り入れたモデルが提案されてきている。ひとつは安藤に

よるそデノレト引であり，他方は， Bevenらによる TOPMODELS)である。前者は，高木による60'

飽和不被庇水の解析解である P=O.5 を定数とし，後者は運動式を~I!線形の指数関係としている。

特に， :ti:~践のモデノレ4) は日単位朋としては，全体のパラメーター数も少なく，蒸発散モデノレも工

夫がみられ，滋合性も良い優れたそデノレである。なお，潟水らによる飽和での地下水流動の非線

形悦の指摘61>や，鈴木による，飽和・不飽和での非線形性の指誠5めもあり， ~p線形性を考慮でき

164

る枠組みで燕j点流出をl絞り扱うことが現夜の課題であると理解できる O

2-2 蒸発散モデノレ

dltおそ蒸発散潟:の推定訟は，最も初期には， Thorれlhwuil巴法(5)に始まる。この方法は，もとも

と気f終的に定まる年蒸発散設とその季節分布のポテンシャルを算出するためのものであり，水錦

繍的にみれば，友に過大，冬iζ過小となる#ifiui誌がある。 Humon式ωは続期水収支訟の結果より

'1、hornlhwuite 訟を改良したものであり，気温から飽和絶対話1皮を求めて流域蒸発散i設の季節分

布に近い推定植を与えるので，現犯でもよく使われている。

熱収支的な?判長を有する推定式としては， Pcnman伐州45〉，れI1mUI1・lVIol1tcith t:t~30仰などがあ

る。前者は農地，牧草地別に対して開発され，後者はれnm札口訟を拡張して，緑林樹j滋Jニの蒸

発散iF誌を勾・える。これらの方法は理論としては理解し易いが，入力すべき純放射設や風速などは，

一級的には入手悶~lÊであり，後者になると，さらに気孔掠抗や空気力学的抵抗など，述統的にイi[![

を求めるには奥野.しい袈議が加わる。

他方，蒸発パンの測定依は!投界各関にあり，乾燥j却に過大な似を勾・えるという難点、があるが，

問視であるという点で現在でもよく使われている。特に，践はタンクモデノレの適用にあたって，

パン蒸発散で流域蒸発散境安見積る手法5おそ取っている。

政近， lVIorton らによる補完関係式の概念33)が出された。これは熱収支訟を2進本において，実

蒸発散f設を算定する方法である。

そもそも，燕発散モデルとは，年水収文の結;県やLinslcvの提案による続Wl水l民文it;29)， あ

るいはライシメーター訟の結巣から得られる似を~蒸発散最およびその季節分布として，

濃から，合理的に精度よく，かつ簡単に推定する枠組みである。従って，続j羽水i訳文訟による，

名地域の流域蒸発散j誌がいかなる季節分析Tとなるかは注隠 dれると ζ ろとなる。高潮らω，鈴

木5SPAS〉，大t紛らゆによる， …述の結身ミは，今後，各地の71<循環を考えるj二で，法本的なデータ

ーベースとなるものである。また，補完関係式との対応関係についても，大tl3iら43)によって，そ

の試みがJlJEKk合められている。なお，各流域で，球発散抑制が生じるrw界流域があるという鈴木

の指摘57)も，潟水流議予測にとっては議裂である。

2-3 t¥j抵遮断モデルと;援散モデノレ

森林に観われたrJr!11!.流域では， '樹抵での降雨越i新法が7J<1訳文上無視し得る議ではないことは，

くから森林水文関係者の閉で認められていた4mo その組曲は蒸発強肢が大きいためであること

を切らかにしたのは Rutter らの精力的な成泉4わであるoRuttcr らは Pcnman・江!Iontcith 式か

らこの説明を試みた。その後，関の森林地域での詳細な観測と Penman-lVIonteith式を湾11論的

紋拠として， Ruttcr らの指摘は諜付けられ，定化への努力が設ねられた12，(3)0

表向1 rヨ本~災問における i脳部設H析の測定結探Tuble 1 Seveml results on intcrception 1085 in ]apan and U.K.

Site Ve宮etation

Kiryu Chamaecyparis obltれ官

Plynlimoll I'irea sitcltensis

Iミosei81c l'i?1I1S sylveSll'is L.

Kieldcr Pic何 sitchel1s1S

Thetford 1'11111.1' sylvestris L.

Kasama Cltamaecypmヅ'sob/usa

22;忠， b:?ji;rn出部…1

OIl cmopr'ratd OIl 乱 inte附 tystems uncl Ol1to fl

source

trunks ‘ wet-canopy wet.canopy (mm/hr) (mm/hr)

1. 97 0.16 2.02

1. 94 0.13 1. 75

1. 05 0.33 1. 22

1. 00 0.21 1. 37

0.81 0.19

0.92 0.40

Suzuki et a1. (1979)&4>

Gash et a1. (1980) 1 Gash et 1¥1. (1980) r山Gash巴ta1. (1980))

Gash al1d Morton (1978)山

H乳Itoricl a1. (1982)15)

165

当研究者-らも，林内の地表到迷雨畿の測定から Rutterらの指摘・と問機な削向を得ている53，MO

表4はこれらの各地域において見積られた，最大主主:断i設とえまi新蒸発強度，平均降雨強度について

示す。さらに，短期水収文法による流域蒸発散殻から越新蒸発散を主主し引いた賎殺は，森JlIのワ

ーフカット怯によるヒノキ蒸，/¥)<1誌の季節分析fJ32)と良く対応しており，.:1::として蒸散を;即時;すると

の鈴木の指摘55>も裂な点である。最近， Morton34) により，淡一1に示すような大きな遮断蒸発

強度は，熱収支的に説明開嫌であるとの批判もあるが，これは，むしろ一次元的な熱収支だけで

は蒸発散澄の機定に限界があるとの指摘とも期解できる。

2-4 的:楼流出モデル

続期流出解析の主要な部分を占める，践接続出モデノレの流れを域観しておく。ここでも，まず，

(1)式の関係，すなわち貯関と流出の臨係について務到する。 i資按流出モデルも単位iまi法39)，ζ始ま

り，つぎに，簡便性と水E虫学的J:Hl解のどちらを霊視するかで， (1)式のような貯穏関数故27，46>と雨

水流法50>の 2つに分岐した。開方とも線形・非線形の運動則を合むものである。特に，山地流J戒

で悶水流訟が用いられる;場合，小川のそデル42)では誼按流出の非線形を表わすのに工夫がみられ，

f守康ら2m，初おらのそデノレゅでは，P の依としては Manning剤と問ーの P=O.sを用いるこ

とによって良好な近似が得られることが指摘された。なお，雨水流訟では，本来，流域地形と流

域規模の相違は地形モデノレとして袋現されるが，言1・掠が後最mとなる。一方， J除摺関数訟は，複雑

な地形袈長誌を総括的ICI波数うために，計算は綴易であるが，パラメーターの;滋l沫するところが不

明確となる。

その後，永~1: b36)，恩ら22)により， !ザ器開数法と，間水流法の!関係について，両手法が同一の

pの舶を持つこと，かつ係数 K も流域のi由形要議から推定可能であることが指摘された。従米，

計都機の能力により，f:Ijj水流法による長期1mの計算が銅剣iであったJ誌は， Jti'間関数訟をmいるこ

とで解決される遊が開かれたということになる。

なお， ζ れまでの[夜桜流出モデルは洪水予知の~{IJTI国を環視して，大III水与を総支なしたf~;jfr がI和心

であった。街路らによる並列斜閉そデJレ10)は小1:1:l7J<から大1:1¥水までの会ての範閉まで適用J淡を拡

げること，および森林流域から，棟地流域までも適用組問を拡げて，森林のH奇抜流計Hこ対する

{設的な評価そ窓fZlずるものでぬった。

つぎに，有効降雨算定法について述べる。最近まで Hortonによる浸透説20，2Dを基本としての解

析が多く進められてきた。しかし，森林ニ!ニ域に襲われた111地流域で浸透能を計測すると， Horton

の浸透鋭ではノfラメーターの似を現場の測定から総立ささせることが難しく，むしろ降雨強度に関

係して授遜強度が変化するという結果26，紛が得.られる。良型ち，概念としては明機でありながら，

不均質でかつ多孔質な緑林土壌から注文るIlJ地の現場での意味となると削1fiらの詳細な検討Gのが

あるにもかかわらず，なお不明確である。他方，木村が27>貯偲 I~数f去を施策した際，同n告に 111 し

た流出場拡大説は，成後流出の流出率を累加雨滋の関数とみなすものであるが，これは紘i践的な

事実を良く表わしているし，かつ良好な適合を与えるc

なお，流域での現象としては，塚水66勺 Dunneわ， Bew!ett1わ らの報告も流出場拡大説である

が，定遊モデルへの発展という点では，まだ多くの!埼J溜が残されている。

おi巡らの提案による，土腐j厚分布に基づく有効降雨算定モデJレおは，斜国表j溺のゴニ焔分布が

対数足親分布で近似できること28〉'かつ，表mIごと織のggr目立が雨水で満たされた部位で，竹下らの

指摘64)ずるような組大孔隙を主な経路としてnlJ:i安流出が発生すると考えるものである。わずか2

倒のパラメーターであらゆる場合が表現される利点がある。六甲山系の解;jfrでは良好な適合を示

した励。 ζのそデルでは， N'H詩:の鳩加に伴って，土;壌j滋障の?{れ、部分からj翠い部分へと 3 有効降

雨を発生させる飽和帯が次第に広がると考えるが，その位畿は，流域単位では，必ずしも斜部下

166

~'f!íからよ方 lζ広がることを意味するものではなく，むしろランダムに広がると考える。しかしながら， ζ の有効降雨掠定モデルでは，制潟ら円厳ら11九日野らih阿部ら1)の指摘にあるような，

有効降雨の樹繁俄である政機流出殺が，初期流殺によって変化するという点は，まだ，考i設され

ていなかった。

3. 7k í病]J7i モデルの~i宅地・

流出モデルとはハイドログラフ予測に焦点を絞ったそデノレであるが，本論文では水循環lこ関係

するづそでの成分について，その時間的変化を等しく持制riすることに後点をおきたい。その意味に

おいて，本論文は71<.循環モデノレを対象とする。

3-1 モデノレの満たすべき条件

本来，71<.翻環モデJレとして期待される条件を列挙すれば，次のようになる。

(1) 水循環の各過総と良く対応しており，部分システムのみ取り 111しでも，従来の知見・法

ヌIJと十分対応すること。

(2) モデル構造が単純であり，計算が務易で，かつパラメーター数が少ないこと。

(:3) パラメーターが物:EHI的な背景を予言いかつ解析上のIl~j，簡単位に依存しないこと。

(4) 具合子な適合がf専られること。

(1)は自然科学が部分ごとの総合性のJ二に成り立っている点から，明らかであろう。 (2)の条件は

さ当然でおり， (3)の条約二は，米だ実際的には解決されていない問題である。(4)の条何:は，水循環モ

デノレが1]"-，こ時々刻々の流Il1f設を予測するだけでなく，その梢成々分の水収支にまで論議の純開を

広げるので，殺しい適合管tを盟:::]<されるのである。

|員AINFALL，R(r)I

(CHTJmTEH)(同 4fiftf)…)

マ百SrORM FLOW FROM CHANNEL，Qc(r)

1])(1-1 水~商事詩モデルの概念舷|Fig. 1 Concept of the hyclrologic cycle mocl~1 (HYCYMODEL)

167

3-2 モデjレ構造

本7J(循環モデノレは閲-1のように示される。阪1t判ζは iから Vまで 5仰のタンクが配躍されてい

る。 r と日のように長方形状のものはおi~形タンクを， IIl， JV， Vのように上に闘いたものは非線

形タンクを~~I派する o マクロにみれば，降雨規:ーだ(t) はこれらの変換系を絡で，流出殻 Q(t) と球

E(t)に分配される。つぎに，内部構造について述べる。

IJIH!!流域は?大きく 2つのシステムから成り史つ。一方は不授逃j戒としての流銘系である。そ

の間比を Cとするo 他方，残りの 1…c，ま，樹矧で滋われ，多孔"&1:の森林二iニ織を有する，林

地斜国系(以下林地系とする〉である。

減給系における問j刊から流出への提換系は，タンク Vへの入力となる流銘降下mRc(t) {=R(t)}

と)[1'間水深 Sc，IH力となる流路間流出 Qc(/)で表わきれる。なお，流域平均としての流路系のi夜

桜rjlul¥Qc*(t)は

Qc*(t) =C.Q，(!) (2)

である。

林地系では，必二の降下~ R g(t) (~， R(t)} は，後に述べるように，タンク l のtM%E*~-巴一部

が漉断され，地表到述降imilれ(t)となる。

/ふ(t) は森林の茨ffi?iゴ二i協を代表するタンクロの変換系lこ入る。ただ，ここでも，後に述べるそ

デノレにより，波j袋流iJ¥の有効抑制 Rc(t)が殺し引かれるので，貯留71<f:策 Su(t)は，

S"♂*ペ(1ο)ど出引之~‘5唱:，，(t…1)-1イ十崎J斤'¥'11ベ(tの)… R乙.W ~め)

Sぷ心gu4F*料料司*汽'(1的fの)口口之S♂(t)… Qjn(t) (4の)

S子丸ゐ，，(t

となる。 f似没し， Qj刈'匁バ山sベμ(1の)はタンク口からタンク II泊IIへのご土上υi域災y水'J<.の移観動jであり ，E1(t)は樹木を過しての

みミ散を窓味ずる。

品(t)はItJ'関水深 S"を有するタンク IVにかiえられて，林地系の政援流出 Qバt)となる。 流域

平均での;j;;jd山系のmH姿流1+1Q，，*(/)は

Q，，*(t)口 (1…C).Q，，(t)

となり，全日立桜流1.1:¥ Qd(t)は

Qd(t) =Q，*(t)十Q，，*(t)

で与えられる。

(6)

(7)

7 樹泣閉鎖した林地土壌では，ゴ二;燦水分はおもに滅散によって大気中に炭っていく。蒸散

E1(t) は，林~議開土壌を表現ずるタンクれから発生する o タン夕日の下部には，深j溺土i撲を表

現し，宅管パイプで迎給されたタンク悶が設かれているo タンク阪の水深 SW-l)に QI，，(t)が

加えられて，議j底i!rU!¥Q .(/)が伎Eとされる o なお，S.， ，ま蒸j副知;liUIC::関係する限界111'摺水深であ

る。

な;fo，本モデノレでは金流11¥71<が流路lζ集まって後，流路illi蒸発 E，(t) が発生する。従って，

Q.(I)はJl'J'摺変換過艇での航で，おj測地点!とおける議終流出 Q.*(/)は，

Q.*(t)対 (1…C).Qo(t)…E，(/)

と定義される。

合流出 Q(t)は

Q(t) ~~Qd(t) 十 Q.*(t)

である。

以上が概要である。以下各成分どとに述べていく。

(8)

(9)

168

3-3 越新蒸発モデノレ

タンク Iの変換系は，当研究者らの結

果より，その適用のn寺閥単位を 1時間と

して， 関-2のようにそデJレ化されてい

る5心。樹紙上の防z雨 RII(t)は樹経部を代

表し， 51m mの貯留水深を有するタンク

を満たした後， IXI と α2の比取で，:f:tJ!説

部と樹幹部へ移動する。総幹部を代表す

るタンクでも ， 5zmm の水深を沿~，たした

後，地表へ迷する。雨水が間タンクに残

っている関はのmm/hrという遮断蒸発

強度で蒸発が発生する。この俄は季節に

よって変化しないo51，52の俗は林分の

密度と成長館.，秘漉，灘高裁に関係する

ことになる。地裁到迷!係雨 Rn(t)!立問タ

ンクからの越流般の和である。なお，我

山 lの最大遮断:抵はふとぬの合百j'frfiと

定義されるの

法的?蒸発 Ei(t)は

51十526のであれば，

Ei(t)口約 (10)

となり，

c;>51十5260であれば，

E;(t) =51十52

となる。

流域平均遮断蒸発 E;*(t)は

EI*(t) =(l-C)・E;(t)

α l

、EE'

MH

門

ulh

pr M

FドLm

TI

Cω ，，z、

、BS'

t」

aah

A円pr

un FU

Hu nu

nR

UH

TS

，，f、

関合法問iモデル {al:林内問比本， α2:樹幹流比本，Sl: i結ij茂の滋大貯il縫 (mm)，Sz:樹幹の汲大貯f.l放(mm)，Cj:滋断蒸発強度(mmjhr)}

Fig. 2 Interception model (al: ratio of throughfall，α2:

ratio of trunks and stems， Sl:maximum storage on canopy， mm， Sz: maximum storage on trunks and stems， mm， ej: evaporation rate， mmjhr)

(11)

(12)

である。

3-4 ~ぷ散モデノレ

11r地流域において，十分な土壌水分のもとでは，同一地域の蒸散抵の季節変化は，蒸発iζ較べ

れば，年どとの強兵は少ないとみられる。しかし，土;機水分が低下してくれば，鈴木の指摘した

蒸発散抑it;US7>が蒸散で発生することは十分考えられる。

これをそデノレÍ:l~iζ表わすと次のようになる。まず，流域・ 1闘:rnìどとに，ポテンシャノレとしての

蒸散:散の月分布が定まるとする。蒸散現象は，通常，表j溺の貯留水深んからとのポテンシャノレ

分 epσ);が悲し引かれることで遊説される。正は 1"'12月を;臨床する。仰い実務散 Et(t)は袋j溺

タン夕日の貯fB水深5"と下関タンク IIIの貯留水深ぬおよび，蒸散抑制の限界水深 5ocの依によ

って，次の 3段階の変化をする。すなわち，

(1) 511>0

Et(t)出 ep(正)

(2) 5";;;;0 and 5b>5bc

Et(t) =ep(z")

(3) S，， ;;':;;O and Sb;;，:;;Sbc

Q.(t) あ (t)叫 (i)・

である。イEし，Q.，払 j(S.，)となる。

169

賞H 段階は，突燕散がポテンシャノレ蒸散に一致し， (5)式のよう IC，Sげ*(t)からの損失となる。

第 2段階だけは，タンク日での損失 Et(t)は， タンク mから宅管ノfイプぞ通しての補給によって

速やかに間後すると考えるので，見かけ上(5)式は

S，，(/) ~~S"(t)料 (13)

となり，タンクIJ[においては

Sb(t) ロ~S.*司令)-Et(t)

となる。イFl.し，

である。

S.*(t) =S.(t -1)十Qin(t)

S.**(t) =S.*(t) -Q.(t)

(14)

(15)

(16)

第 3段階は，宅管i'ノfイプが跡切れるために燕散抑制が発生する。抑制点の設定は良いとして，

その抑制がどのような関数形で表わされるかはまだよく分からない。そこセ，モデルとしては上

記(3)の形とした。抑制された燕散 Et(t)も，また(5)式で謹し引かれるので，抑制期間が続けば，

S"は次第に負の方向にl¥i'1加することになるo

なお，流域平均の蒸散 Et*(t)は

Et*(t)出 (l-C)・E，(t) (17)

となる 0

3合 流路市議発モデノレ

流路閣における蒸発の挙節分布が与えられれば，その面積lζ応じて実蒸発 E，(t)が定まる。い

ま，その分布を，減散分布で近似する。また，流E各国々穣は C である。従って，E，(t)は補正係

数ぞ jとおいて，

Ec(t) =j.C・ep(i) (18)

となる。

3-6 有効1*1'sljjモデJレ

対数正規分布 lこ従う，議j滋ゴ二;憾の有効孔I~l!が持関で満たされた部分では，林地系での践接流出

が発主主ずる。これをそデノレ!均に表現すると， タンク nの貯留水深 S，，(I-1)と地表到述降雨 Jぞ，，(t)

から，つぎのように有効陣雨 R.(t)が定まる。すなわち，有効降雨発生率仰が， 16， 50%1ζ棺

当ずる有効土問深安それぞれ ρ16，D50(mm)とすれば，その標準儲設。は，

F104Zt) となり，変数引ま，

1 ，-_r S，，(t-1)十Rn(t)1 ト710凶…一一 75戸一一j

と我わされ，仰は

11口 :fs l /521，E J-hltztXY12門

で算定される。従って R.(t)は

Re(t) m・Rn(t)

(19)

(20)

(21)

(22)

170

5長崎2 水綴環モデルにおける米知ノマラメーターT‘able 2 Unknown parameters in the HYCYMODEL

C areal ratio of乱 channelsystem

/ ratio of channel evaporation for transpiration

Dl6，印 effectivedepth of the top soil which the runoff ratio of storm flow from a forested

hillslope syst巴m equals to 1696 and 50%， resp巴ctively(mm)

Kc parameter of storage fanction at a channel systcm

K" panlmcter of storage function for storm flow at a forested hill匁lopesystcm

K，，， param邑terof storage function for the top soil

PIt， Kb parameter of storage function related to basc f1ow， rcspectively

である。但し，S"が負の場合は，R，，(t)はまず S"を況に間後させるために消費される。 S"がまL

となる場合は，議散モデノレのと ζ ろで述べた通りである O このような構造を取り入れた滋翻は，

乾燥11寺に有効降雨発生本mが低下することのそデノレ的表現である。従って S"のイ肢は燕散と有

効降雨の調者に関係することになる。

3-7 貯留設と疏抵の関係

一般に，貯留j設Sと流殻 Qの関係は(1)式で表わされる。本水縮機モデJレにおいて，その運動

係数/乙 pが定められねばならないのは，タンク訂----yのH訟の変換系においてである。すなわ

ち，流路系の S，と Q，(/)， 林地系の S"と Q，，(/)， 林地表胸部のんと Qin(t)，および，下胸部の

SIt と主主j底流出 Qb(/)においてである。

まず，il支援流出となる 2つの成分 Q，(t)とQh(t)に関しでは，雨水流rtの結果より，Pc=Ph口 O.6

であるo 従って，米知パラメーターは Kc

と.Kh となる。 つiぎぎ剖ぎぎ引?汁lに瓜ζ己，Q命j"川"バ，(ω(

線]形修変{換免系とみなすので，Pjn=lのもと

で，1('ln が未知パラメーターである。

後lζ，法政流出 Qb(t)に関しでは，Pb，Kb

とも米知ノfラメーターとしておく。

なお，これらの連動パラメーターは計

算時間単位によって，それぞれの単位系

に変換されるが， 線機単位子高を m m・h1・

とする。

3日 8 まとめ

以上lζ述べたように，本水循環モデル

においては，適用にあたって決定すべき

未知パラメーターは器開2の9倒である。

なお，遮断策発モデノレのパラメーターと，

蒸散強度 tp(z")や抑制限界流;段 Qbc(ま，

本水循環モデルの適用以前lζ定めること

が可能である。

4. モデノレの述i用

4-1 適用流域の概嬰

桐生流域iま，森林の水循環に与える影

関-3 椀伎j流域悶 Ce: f:l~滋青\'， 0: t11水椴)Fig， 3 Map of the Kiryu Watershed

ce: nlin gauge， 0: m官邸uringweir)

宅撃の定1!l:的評11fliを問的として， 1967年に設定された， rIii脳 5.99haの風化花悩岩よりなるI.LiJ:ili小

流域であるお。位訟は悶々にポすように溜道湖南部の， 草津JIIiJJj(、械である。木地域は，かつて，

荒廃山地であったが，治I.U;密林の結果， ~日夜ではほぼ良好なヒノキとアカ?ツを主とする林分に

回復している。

年平均気品uま 12.6"C である加o冬jUJには，降雪も見られるが，致的lこも少なく，ほぼ数日で

融解する程度である。従って，冬j~Jの降水量を降jf~i設とみなしでも，総i哉としてはほぼ正しい。

降水:散は流域内の 2地点のが[が!当記々録され，流出設はi夜角壌で述統記録された水位より，

沼知式を用いて求められる。 2:1'也J誌のi傑水縫はほぼ等しいので，片方の欠測u寺は，処方の織を{史

用しており，欠測はなし、。しかし，水位記録には11寺々欠測がある。 111寺問の欠測があっても， 1ヨは欠測扱いとしている。

今器対象とする期間は， 1972&:j~から 1981年までの10年間jである c 年降水監の変化を悶-41ζ示す。

年q得水:段は1978年の 1207.0mmから1980年の 2150.5mmまでの変動がある。年平均降水讃:は

1671. 8 m mである。

なお，本10&:j~間には，部分的な除伐や伐採が数 1E!.1 なされているが，その日付が明憾でなく，か

っ下取の間援も早いので，モデノレJニは間一条{~ユであるとしている。

4-2 計算の手}I関

i況に， ;jjftl!d::流域で定められている主主断燕発モ

デルのパラメーターと蒸散抑制棋界流:設を表引

にぷす。なお，蒸散抑告Ij限界流f創立鈴木による

蒸発散の抑制限界流:ほと…致するとみなす。遮

断蒸発モデノレは 11待閥単位mであるのでう日単

位の水協・環モデノレ趨胞に際しでは， /1寺開計算:イ広

告梢鈴:した臼遮断蒸発躍を使用している。また 3

ji創設の)g分布 ep(i)をi玄1--51ζ示す。

本水循環モデノレを遊加する!怒に，米知なパ

ラメーターは淡すの 9f闘であるが，それぞれは

明確な性格を有している。すなわち，jl立会水

収支にl認するパラメーターであり， C，ρlG， Dso

は各成分の分配に関係する。そして，Jうと Ju，

17l

72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 Year

1972年から19811F*で、の桐生における降水位の年変動

Fig. 4 Annual variation of precipitation from 1972 to 1981 in tbe Kiryu Watershcd

2500

∞

∞

《V

民d

今

'a

・2

〔

EEMCEWSRata

!忽ト4

1000

D

1む9

《

υ5 玄

20EE-E}ar

.LWMaECOZ喝ha腕CMW白

hV32MCむ一woah“一phucoE

制'd::おiiJ裁で定められた主主断モデルのパラメ

ーターと双i致事lJfI，'Uの限界流綴;'1‘able:i Paramctcrs of intcrccption l1lodcl and

critical streal1l flow [01' constrain of

transpiration(thesc are fixed byanother l1lcthods in thc Kiryu Watershecl)

災。

Paral11cters of tbe interception moclcl

0.81

0.11

1. 44 lllm 印

0.53mm

O. 1618 mm/hr /

i

g

t

l

z

・!

AMHfh

幻

《

D

-Y

VA

布問

分ni

日i

州制民

地

寸

刻

のr

;1

&滋

O

J

山山紋.t

開反応・

m

J

M

ゃ叩一

PA

ゲ向伽宍"

J

1

M

け澗

3ud

削

N4ん山

崎

a

d

‘ι4併

A

H門叶

I叫

叶

M0・u

桐

刷

版

に1v野

5wb y

ト4。s A A 同F

O.95mm/day57)

Critical stream flow which transpiration decreases

Qbc

172

Kin， K"， Kc は，雨水の運動に関して， この搬に， ~淫い成分からよ?lい成分を滋味するパラメータ

ーである。ただ，Kill と DJ6，Dso !ま相互に影響する。

10年間という期間に対しでは，現在の大型計算機の処溜能力の点から，日単位記録については

練り返しが可能であるから，最適パラメーターの探索は容易である。しかし，時間.liiij位紀鍛につ

いての計部れとは，まだかなりの計算時間を取るので，パラメ…ターの変動範閥を絞り込んでおく

方が好ましし、。

沼単位での適用に際しでは，大まかに会水収文，各成分の分説，運動の加にパラメーターを決

定していく。また，近似的lζ，流路降臨は全て，瞬時に流出するとみなせる。また， **:Clli系にお

ける磁接流出の運動についても，さほどi暗殺iでなくて良い。すなわち， 1(，と/ど"のf肢は，他の

ノfラメータ一位を臼単位記録で決定した後， 11寺間取位記鋭を用いて定めるという手訟を取るo 従

って，日単位記録から，先ず決定するのは Kcと K"を除く 7側である。

日単位用の貯摺・流出計算:の時間刻みは，タンクロとタンク IVにおいて l時間，タンク狙では

1 EIとした。また， 1I寺!日]単位mのi時間刻みは，タンク Vで10分，タンク IVで15分，他は 11時間と

した。

タンク IV，Vではレンゲ・クッター訟で，タンクロ， l1lでは，その変化が緩髄であるので，

近似的にそれぞれ(4)，(16)式の SλSげから， (1)式を逆算してと Qill，Qbを求めた。

なお，誤差fr'l'倒i式としては次の 2擦を用いた。 いま，観測流出を Qoo(t)，計算流出を Q，o(t)，

総観測関数奇 N として，

臨時')-Q!，!.位1Qob(t)

li'n = l~ Q~ó(tl;:_~ •. ~\ait) 1 I 円一一一一玄Q;;(tr

FJ (23)

(24)

である。

ζζ で， Flは相対誤差を， F2 は水i訳文誤設を治tl球ずる。

各jげ閣議の初期{伎は，S，叫ん己記S，， =Ommとした上で，So は(1)式により， 1972年 1月1日の

流畿から定めた。

0.15 JH 水術総モデルのi必J1Jによってf怒られたパラメーター

Table 4 'fhe parametel's obtaincd

by application of the

HYCYMODEL. 0.10

加

tん

Pb

param記ter value

C 0.035

ノ 2.0

ρ16 10 (IIJm)

ρ50 50 (mm)

K， 2 (mm l hr l) K" 10 (111m {-hr l) Kill 21. 7 (hr)

Pb 0.1

Kb g よ

808(mm ぉhrIo)

-円以内

anv nv

《

U

関…6 パラメータ… Pbの変化lこ伴う相対鋲まされの11[(と Qb出 1mm/day!ζ相当するiげ桜;鼠;ぷb

の関係Fig. 6 Chang巴S of r日lativ巴 error，1'1 fLnd the

slorage of Tank III cquivalcnt to Qo=

lmm/day， for power parameter， Pb

173

4..3 適用の結果

適用によって得られた 9~裂のパラメーターの総を畿一4ft;;:示す。似し，法底流出の運動パラメー

タ-Po， Iu!ま他のパラメーターを定めた後，Pbを変化させて，議適な組み合わせを探燥してい

る。その誤殺， Flのイ肢は関ω61ζ示される。明らかに，Pb出 1よりも，Pbロ O.5の誤援が/ふさく，

さらに Pbを小さくするとわずかずつではあるが，税法は小さくなる。しかし，Qo山 1mm/clay

lζ相当する貯留水深 Sbは次第に大きくなるので， I.U体のJt'j'閣総抵の簡易からみれば限界があるは

ずである。そのJ誌を勘議して，最終的に Pb口 O.1を採用した。

日単位の適月}結呆を閲-71ζ，lfI寺閥単位の結泉を悶-81t示す。大変良好な給よ誌といえるであろ

う。なお， 1九九から求められる誤裁の年どとの変化をほ1-91ζ訴す。71<.収文誤設は，年によって

変動があるものの，相対銀法の年変動は少なく，むしろ，後半の期間で税法が低下している。 1

"寺閥単位でも， 1 fヨ単位でもそのみ立法はほとんと‘変わらない。

時間単位の結果は閲-8では分かりにくいので，その 1ヶ月の代表的な例を， ~ト10(A-D) にポ

す。同協iには基底流出 Qげ(t) の変化も訴してい~。間関 (A) は1975年 7 月の中規模と小規模の

出水とその後の減水の過程を， I渇l湖(B)は1976年 9月の複議裂の1:1:¥水を，間関(C)は1979年 6月

の減水JQjから梅雨による出水j割安， I諸国(D)は1980年 4月の数日どとの小規模出水例である。続

期流出のレベjレでも，大変良好な迎合といえよう。なお， (A)や (C)のように， !/i告に翠:期では，

翻総ハイドログラフに沼変化が認められる。本モデノレはこのような日変化の袈識をまだ取り込ん

でいない。この点は，後に触れる。

5. 71<1.活環モデノレ上の水収支

lII]I誌で3 本水循環モデノレが 1"割問および 1B単位の観測ハイドログラフに良好な一致を示すこ

とが判明した。しかし，*モデルの存校側絡は，流出予測だけにあるのではなく，水循環の主張

な構成々分の水収支を取り扱う ζ とを可能とする，一般的かっ定議的な枠組みを示したJ誌にある。

本君主では水稲識を構成する各成分のi]<収文について議論を進める。

5-1 年流出査をと年蒸発散議およびj目2髄盤の変動

111寺fhDiji枕の降雨紀録から得られた計算{肢をもとに， 7J<II5(文の各成分をみておく。まず表-51ζ

立!ト5 1972年から1981年までの柄E主流域における水j以文のまな織成翌五議の1，[::変動Table 5 Annual variation of main componcnLs in waler balance frOl1l 1972

to 1981， Kiryu Watcrshed

year prEC(1nP1 Itat10n stream自ow evapotramnmsp)iration ci1乱I1ge( of storage (mm) (mm) (mm)

1972 1888.0 1141. 2 787.4 -40.6

1973 1489.5 831.1 690.3 -:31. 9

1974 179:3.0 1016.2 740.3 十:36.5

1975 1801. 5 991. 2 795.2 十15.1

1976 1917.5 1155. 7 777.5 -15.7

1977 1267.0 593.5 678.3 -4.8

1978 1207.0 526.8 686.4 -6.2

1979 1453.5 740.1 710.0 十3.4

1980 2150.5 1336.6 782.8 十:31.1

1981 1750.0 10:36.9 755.0 -41. 9

mean 1671. 8 936.0 740.2 -5.5

174

各主rどとの，降水散と流出

発散宣LJ狩摺縫の変動j誌を示して

いる。このように，水収支のj但鈴:

日を 1AI 1日とすれば， 年降水

位の最少， 最多の{はがそれぞれ

1207. 0 m m (1978)， 2150. 5 m m

(1980)であるのに対して，年自YtI:l:!

f設は 526.8mm (1978)， 1336. 6mm

(1980)， 年蒸発散紙は 678.3mm

(1977)， 795. 2 111m (1975)となるo

降水肢の変動版 953.5rn111に対し

て， diEll!.段 809.8111m，発散怒:

116.9 mmである。蒸発散も ζ

の税皮の年変化艇が推定されるの

である。言:'/こ，年どとのjげfx{f誌の

変動は多い年で 40111111程度にな

る。なお， Iぎ1-11は義市の流減H'J'

儲;設の:1f変動をえjミしている。初期

の1972年のJf;'開設が商く， Hl74年

の){?摺認が低い。そして， 10年胞

を通しての貯isj;泣き芝北は…55.0

mm (-5.5 mmjyear)である。

iヨ1-12は年降水路:P(ml11)と年波

Q(I11111)， :i:T!蒸発散抵 E(mm)

との関係をポす。年降水H:l:がほぼ

1800 111mより多くなると，

は 780"-"790111m脱度で一定

値に近くなる。 ζ の鼠閣は， ζ~"l

以上の降水が，特'1ζ遮断蒸発般

の1nl(そ大きく左右する降水i時間数

を地力11させるのではないためであ

る。 しかし，それ以円、・になるとI降

水時間数が減少するために，次第

に蒸発散i誌は低下する傾向が認め

られる。このような傾向は年流出

にも割われており，長r降水競が

1800 mm 以上になると降水設の

地力11分が流出肢の増加J5tとなる

が，それ以下になると，わずかで

はあるが下に!日な関係となる。

表向6は適用された10年平均の水

収文各成分の俄とその百分取を示

Au

a

u

'

a

Aυ-mu--hu

A

U

A

U

-

-

-

Ea

・』-a

ぬ

Hwnuu

mLFg師、恕

gw凶

oazzu仰向田

内

Ha口、広玄ωdJZb蜘噌動向

α偲

れ

uw

内HM

内

u

nu・

s

・-・

0

・白

Ba

・0

8

5

2

8

5

1

1

2

APR '側Ay'jUNI JUL 'AUG 'SEP 'OC1 'NOV ! OEC

α。、民髭

ωddgh恥mHα民

nuAUAU

nu--

・・

0

・oaa

.

自

0

5

9

E

5

1

1

2

Mms an?

Jg

nu -

n

u

-

-

n

u

-

n

u

・s

・仇u

nuw

《

uwa

，.

-aa-a-a'nuau

EFU口、zzw刷出鉱

αZU的問由 f=-EiP符AR'，tPfCf討両y"'JUN'JUL 'AUG 'SEP 'OCl 'NOV 'OEC

mHα口、gvhwddαh蜘ZMmmh

《

UAUAυ

n

u

-

-

町

・

内

HU--

のunu

内

U

-nuwnuRAW

《

u

os--2

MRu

n"『，Jg

'

2

倫

υ

n

u

-

-

-

内

υ

・

向

υ'anu

内

u

n

u

-

-

-

'a-a-shHwmu

m-Fα由、定紙

ω凶凶配依

XU問問。 fEB I HAR APR 司 HAγ!JUN I JUL AUG--' SEP IOCT 'NOV 'DEC

内炉徒口、xx-dd…αhhg同広低

《

Unuv

内

u

a

w

-

-

-

nu-nuhHW

内

u

-

B

O

S

S

E

S

-

1

2

s I日仏B

i lO.O

~ 1.0

室 0.1

空白・01 邑l--JffN--TFEB-'rffiR 署 APR---l 例h---yr;ÜN'~一両UG ' SEP 1 OCl 1975

何日V' OEC

B-a E SM; 100.0二

}仏D52肌 011- ぷLCULRTEOi ト200.0~ 重10.0

滋1.0

E 0・iu

~ 0.01 I JAN i FE8 i HAR I A附 'UOy ，耐寸戸函夜明 τ IloJf'¥v ' nf:'r

1976

的

ha口、eL定匂

dJduhaMgmh

内

UAM-au

nu， •••

A

U

a

・“u

内

U

内

U

-nunuwe3

内

ω

のM

袋

d'a

‘，句ぽ

ぬ

υ・内uw

・・

0

・0

1

0

内

uv

内

MV-E-

1

1

l

o

o

-"ao、定認知凶ゆ広αgu的問。 JAN 'fEB'純AA'APR 'HRY • JUN • JUL • AUG • SEP • OC1 'NQV • OEC

1977

FHaω、定XmdJaれhZMaa

nu

向

M

内U

内HW

・・・

0

・O

B

a

・9

0

5

自

S

E

i

z

e

Ne

語

?ワ山

内U-

《

u

-

g

n

u

-

仇

U

'

a

《

uw

内

u

n

u

-

-

-

-a-a-anu

れ

MW

内

L"は口、定定叩

ωogaxu師向。 fEB'純間宮附拘'尚子 τJU瓦'---:Ii:.il'削G • SEP • OCT • NOV • OEC

mha曲、伊AXW44guhZ問偲ぽ

au

内

u

a

u

《

u

a

・・

9

・0

B

B

のU

《

uzdaHu

ss--2

a: 100.0 白

主10・5包1.0

~ 0.1 u

~ 0.01 ~ JAN

1979 FEB 'HAR ' APA 'HRT 'JUN 'JUL 'RlJG 'sEl' 'oct 'NIl.r'O主t

M日

一ae一J9

0

れ

ω

a

a

《

υ

・内uti-AU

D

O

-

-

-

1

1

1

9

9

mLPα。、，AXW凶OMhzgHW仰向。

品【加院ロ、定まwdd総hhXMgg

内

HW

のumHW

A

U

-

-

-

nHw-nu"

のHvhu

-nunuP3

内

u・

例

U

E

a

‘&E

‘穐，‘

fEB町内側側 '拘PR I HAT JU村‘ JUL 内υs 宥 SEPヨOCT 純OV'IlEC

側白

FH嶋。、.axwed-ωahha凶偲低

auauau

合

MWE---

n

w

-

n

u

内

U

A

U

・8

自

E

G

Est-2

。釣uw

a

-

nu--muv'a

拠

U

B

G

-

-

e

・8‘a-aaHwau

--Fα。、定拡叩凶凶mEZHMω向。

1981

iおω7 lQiN間の日単位記総への巡用品~;!.f~Fig. 7 The hydrographs calculated by 10・ycarsrecol'ds al

interval of a clay

175

している。綱住流域では，年降水

100%とすれば，年流出肢は

56.0%，年蒸発IlX:抵は44.3%，ま

た， ζ のIJJJのl¥i'留;散の変動は-0.3

%となった。このような水訳文表

は， JlJE Iζ野口によって試みられて

いるが41九本モデルのような明確

な背長を有するものとしては始め

ての例であろう。各構成々分の詳

細は以下に述べられる。

5--2 11三流出壌の内訳

年流IJ:¥議の内訳であるi街路系の

政談流出部 Qc* と林地斜Wi系の

直接dlttl¥誕 Q，人総j記者IWJほQb*

の年変動を関13(A1)に治す。 (A2)

は合流出援を 100応とした場合の

各成分の分率を荻わしている。

年流出議;それ自体の変動は大きい

が，各成分の百分取でみれば，そ

の変動は比較的小さい。 Qc語、は

6.2%， Q，，*は31.3%で，合わせて

i夜按流出没 Qdは37.5%，そして，

Qげは62.5~ぢとなる。すなわち，

桐生流域では，流出の 2/5はia拡i

流出， 3/5 I立法j底流出である。

5-3 年蒸発散殺の内政

法発散散の内訳，すなわち阿逃

蒸発競Ecと燕J扶;ほE内越新蒸発

Ei*の各均三の変動を閲一13(B1)

に示す。 flJ滋蒸発裁は1:iJ年…主主似{

で 28.5 111mである。ポテンシャ

ノレ蒸散援は 392.7111111であり， 1:61

仁IJの点線になる。段も蒸散指JfIilJ，/J>，

5多く発生した年は1977年で，その

抑制設は 26.5111mである。 1972，

76，80，81年のように，ほとんど抑

制が発生していない年もある。平

均すると 8.3111m/y巴arの抑制滋

となる。

年どとに泣災が大きいのは， j必

新蒸発滋である。 1977年のように

降水:院の少ない年には，遮断蒸発

176

ph語、鉱おwddaL恥Z目奴MLo

a

O

G

・

O

・網・

9

5

6

5

0

2

2

5

7

1

100.0

ー

自

i

o

‘

D

l

o

a

nu----

i

1

8

6

0

2hx

、EXω凶

ozuzu仰向。

J肉純1972

FEB ' H創刊 RPA ' HOT SEP ， OCT "OV ' OEC JUN ' JUL AUG

100.0

き22CC 15・01.0

Euη 0，1

~ 0.01 c a .os 3 3 i9?J3 内側 'FEii ・HAR ' APA ' H01 ' JUH ' JUL ' AUO ' SEP ， OCT ' NOV ' DEC

0.0 ~ 、22C E

25.0

50，0 ~

- COLCUL向~ ~IOO.O~ 亙

1.0

U Z芸U w、0.1 0.01

00.001 ， 7Jq QN ' FZ8 E 阿附 τ 肉PR ' 附'(' JUN ' JUl .1 附 ，...SEp...l....OC"i' r-----N'画V I OEC 19

a毛22cE E i0.9

1.0

凶o e室、mC ， 0.1

0.01

。0.001'J?S附'fE6$ 附 R ZAPR IHOT E JUNeJULaAUOgSEP 6OCTgNOV- 邑EC19

;::;。j1.0

5u， 9・1~ 0.01

ロ0・001， JAH E FEBF 附 R E 府側 '附Y '羽瓦--'--JUL---r--AUO '-------sEr----，-----O"Ct '-------HOV I DEC

1976

.m011 日U JO plAl<lW! 1U Sp.lO~;ll SlU;l'('Ot正qj);)1匂!11:l!官:>s可du.alo.lp，(可;)l{、L S・ilmrrrJf*alJi.ll~ωv籾íJ!l1，\}掬即刻 (O~給与01 やi潤

J30 • AON 1961

i，ijW • YdU 且 M切W • 83. • NUf 1JO • d3S 9nu 10f ， Hnf

I

t

s

a

G

nu-F、enuwca

・

nu'

・・・肉Hu

m

W

O

O

D

濁治日

zmη3Frm潔匂晶、

X2】

330 • AON • 1JO • d]S lnr • Nnr • J.ijW • UdU ijijW • 9]J Dnij

jt:;!巴極ヨ

J30 • AON iJO • d3S • 9flt1 lnr ， Nnr lUW ‘ ijdU UUN 。司]3

，れwmHW

F

ヨ

・

-

n

u

nu

-潔玄、X句

dw

J30 • AO隠 1JQ • d3S 盆 9nu • lnr • Nor lUN ， Ud匂砂N • 933

t

t

s

z

e

のuv

持、，

awF=

・

内

u

-

-

-

n

u

w

.“Hwau

内

ω

ぬ

u，淘

M認可淘FF2晶玄、

X3w

330 • AOH 1JO d3S lUN • UdU 垂 UUN • B33 9nu 方nr • Nor

，.，，句

F3''wau

ω

3

1

3

r

向U

肉

H

W

R

U

内

υ

ヨ初回

gmqBFm'向清潔、

zmau

UI

口同ω門

22mmmga活、mAm司

nuw

向

日

切

内

u

e

‘，‘

・・・・内u

nMV

内

u

，enu--

0

1

0

1

0・001

0961 Nur

OMωnxBmnmm沼翼、宮町謝吋

nuwnv

内

uu

『

・

『

・

-

-

-

-

n

H

V

目

G

I

B

-

のHW'B

伶

HV

E

o ・001

6L61 総司「

ロ目ω門

22mmM開山富翼、Z2-

B

o

o

-

-

----nU

D

O

t

o

-

n

u

'

a

n

u

g ・001

9L61 Nur

OMω門ヱ

P3n内向玄潟、

23m

D

O

D

-

-

-

-

-

-

B

o

a

-

0

・

n

u

W

E

-

-

n

v

I

0'001

回国

ω円23偽dnmmZ簿、定調叩

何

回

向

w

n

u

e

・e

・-a

-

-

-

-

m

U

内

U

B

O

l

o

-

D

E

1

9

h

t

B

;協は少ないが， 1980年のように，降水ままが

多いf停に，必ずしも遮断蒸発散が多くない。

これは，先程えDベた通り，遮断蒸発援はむ

しろ降水時間数で大きく変化するからであ

る。なお， 10年平均の，全蒸発散蹴lζ占め

る EcとE1*，EI*の分権は防隊I(B2)に

されるように， 比較的その変動が小さ

い。その{協はそれぞれ3.996，51. 9%， 44.2

%となり，潟ii文成分が5割を占めているこ

とになる。

5イ 流域内のj行t儲 i珪変化

i玄ト14Iまとl単位計算より， その変化似のぼJ-9 銀法評側の斜i以

大きいタン夕立!とタンク Uについて，勾，:&手Fig. 9 Evalualion of errors by thc fllnclIoll of F1 and F2

の各Jli:関水深変化の最大faiと絞小{伎を示

す。タンク mについては，Pbの滋び方で111'1間水深 Sbの絶対総は変わるが，変化|治はほとんど変

らない。最も水深変化の大きいぬでは1:1];年 151.3 ml11続皮であり，会期間の段大 (1972年)・

小 (1974年〉の変化!陥は約 210ml11となる。一方，タンク日の S"ではその平均変イ凶払 47. 0

111m である。絶対値では1972&:f~1ζ故大依 48. 0 111111， 1979年に最小悩 -35.2mmという{絡がでて

おり，会j~j防jの最大変化IPßは 83.2111111 である。なお，タンク Nの S" では俗年 15mm 税誌で，

i波大でも 20mm (1972年〉である。総合的に見るならば? これら 3成分のJt'j:留水深合計の最大

総は1972年lこ，また綾/J、倣は1977&ドに発生している。この変化隠は 293I11lllとなる。すなわち，

この10年期の流域貯留;段変化の殺大艇は 300mm税段、と挽定される。

178

内

VL、武松wdJ忽hhXMぽぽ

a

ooO

・

G

・-

P

0

.

5

0

5

0

6

2

S

7

i

l l

一

01一

EE一

oysh

tnn…

VL8

…

nu

ZES随

一

SLgnL

一

aza

一

川

L

U

J

0

3

0

0

3

0

8

・0

1

6

D

oo-

.

.

.

1

j

i

o

o

o

hk広、紅定日

MAU忽ぽZ

U的問。

(A)

一一'fTャロ「一一

P

E

s

o

-

e

'

o

i

o

c

o

-

-

-

1

1

0

6

0

whsz£HMOKwuxMの目。

( B)

0.2 itlme Interval of the records used: 1 hr I

O.QS

0.1

.0

@

、、:> 0ベ0.04

む

;0.2

tι

0.1

区辺 0.08~

• I ....

0"0.04

。B

U

，

sa -au

ハυ

60

Awd 勾，eo 勾，"' 勾，

r

aua嶋

7w

ea 勾，'h句"r qdv

nJ ，‘

"r

nυ

N

U

J

G

i

-

o

l

o

o

-

o

i

o

o

go----

1

1

1

0

6

0

mwω℃、広志一

UAMぽMMエω例目白

唱0.0 ~

:'Z5.0 ~

川50.0 ゴα

7$.0 ~

1-100.0 ~

(C)

n

p

n

o

i

0

.CIon

o

-

-

-

e

i

1

0

0

0

刊に芝、紅武山

MO釘

αZM仰向

ωεs

( 0)

ぼ1-10 11寺!日jiii{立記録への巡泌総糸の代表的な 1ヶ月間ハイドログラフ(基底流出も訴される。A : 1975&手7JJ， B : 1976年9月， C: 1979&1二 6)~ ， D: 1980年4月)

Fig. 10 T、ypicalmonthly hydrographs at intcrval of an hOllf (The basc flow lincs are dmwll， also. A: Jlll. 1975， B: Sep. 1976， C: Jlll1. 1979， D: Apr. 1980)

本水循環モデルの滋i沫すると ζ ろと問題点を本

しておく。

6-1 降水記録のl時期単位

本モテソレはイ壬;復ff寺閥単伎の記録lζ対して，また

任意期間K.対しでも適用可能である。雨水の運

動に関するパラメーターだけを計算の時間単位に

応じて，それぞれに漉した計算時tHiIj:i.位系に変換

すれば良い。ただ， 相生流域では遮断計算を

1fl寺簡単位のそデJレで行なったが， ζ の点は，今

後，日単位:や月単位の降水~'c鍛だけしか使えない

幼合などでは，それぞれ，

安E索引や本研究者ら58)のよ

うに，別の遮tIfr蒸発計算モ

デノレ告別いなければならな

179

の考察結果6. o

E E

J? -50 〉、

ν3

蝿 100

i濁-11 l'狩締役の年変動 (So: 初期的:~波浪， Sy:名付・

の終りのRî'智~1t!:)Fig. 11 Annual variation of total slor乱諒む (So:

initial stora搭e，Sy: stora詰('at the end 01

each year)

2000

y ./曹

、令A /' E

，∞y町__QSlO>-制。…/事

号

。ー/AV

《

υnu

{EE}凶ピ。ZMWと且納

CMWぷ。乱伺〉hw

huCMmO‘EOZEMwhw』制約渇コCC4

3000 1000 2000 Annual precipita tion， P ( m m)

関-12 &T~降水洗と年流出滋，年蒸発i淡路・の関係Relationships betwecn annual precipitation and annual stre乳rn

flow or annual evapotranspiration

。。

Fi日.12

他方，モデノレ上の問題と

は別に， 日単イ立降水記録か

ら得られる林地系の践按流

出:ほ Q"は，時閥単位陣水

記録から得られる Q"の依

よりは少なくなる。これは

日記録が降水の日中変動を

平均化するため，有効降雨

釈がほ下するからである。

従って，棉主主流械のような

炎治 ~司1:1ミ流域の 10俸制を平均した71， 1訳文Annual mean water b乱lancefor 10・years，Kiryu vVatershed 1‘able 6

100.0

56.0

21. 0

3.5

17.5

35.0

44.3

19.6

23.0

1.7

-0.3

(96) (mm)

1671. 8

936.0

351. 4

58.5

292.9

584.7

740.2

327.3

384.4

28.5

-5.5

Ei*間 (l-C)xEi，

Precipit乱lion，P勾rSlream flow， Q

Storm詰ow(directrunoff)， Qd

Storll1抗owfrom the channel， Q，*

Storm flow froll1 th(' hiJlslope， Q，，*

Base flow， Qb* Evapotranspiration， E

Evaporation from interception， Ei*

Transpiration， EI* Evaporation froll1 the channcl， E，

Change of storage， AS

R; rainfal1， Q，*=CxQ" Q"権問(l-C)xQ"，E戸間(l-C)XEI，Qb*出 (l-C)>くQb-E，

COll1pon程nt

]80

1400

1200

1000

800

Gぷ

600

E E

o 400

200

100

) -

l ・

{

。b 62.5

50

Oh 31.3

Oc' 炉刷剛剛刷d

「寸 。「一 一-Q~

72 73 74 75 76 77 78 79 80 111 av. 72 73 74 75 76 77 76 79 80 81 av. year year

(A1) (A2) 100

(・J.)

Ej

tLJ L-r-J II Ej*

50

官400 一一 )て2:: Et E

w Et 151.9

200

z Ec 。72 73 74 75 76 77 7s 79 80 81 av. 72 73 74 75 76 71 711 79 ¥¥0 81 av.

Year year

(81) (82) !濁-13 水収:支冬成分の年変動

Fig. 13 Annual variation of components in water balance， (1¥): stream flow (1¥1; amount， A2;必)， (町 evapotranspiration(H1; amount， B2;銘)

小流域でのT!l;[妓流11:¥1設を水i訳文として議論する;場合は，少なくとも 1時間単位.のIIif.水紀録を朋い

で計算すべきであろう。

6日 2 消l支流出と誕Jt主流/J¥の分間m

従米，ハイドログラフ抵減部に勾配変al!;.えを求めるという便宜的な方法で，目立按流出と議底流

出が分縦されていたが，本モデノレによれば，明確な基準で自動的に分離されることになる。なお，

桐生流域では，法!底流出が搾線形現象と推在揺されるから，関-10(A.D)のように， I縁関前の流域

水分状態，降雨のi言:とパターンによって，その分f4fE練，すなわち法!底流出のよ界線はそれぞれ奥

なることになる。

6-3 度後流出

従来，最も不明確であった政接続出

の有鈴将補算定は， 本モデルによっ

て，会く統一的になされることができ

るようになった。特に，初期水分条例:

による有効降雨の変化を，タンクロの

貯留水深 S"が負となる条件そ取り入

れることで， に評価できるように

なった。なお，恕「自ら2加による棉生流

域の表ニi二j的思(風化主ままでの深さ)が平

均 610mm，その最大保*~設が 335. 5

mmである ζ とを勘案すれば， ])16，])50

のlu[がそれぞれ， わずか 10，50 mm

であったということは， ~*地表憾の粗

大孔献が按流出の発生場であるとい

う考え方そ肯定するものであろう。ま

た，Su の減夜来の逆数そ;窓JJ;j~ずる Kjn

が 21.7 hrと算定されている。これは

半減期約1511寺闘に相当する。 この{伎

は，ある降雨による践按流出への前期

降雨の彩務の税皮を示すので，今後，

各地での解析結果を築絡することによ

って，災容などの危険~散の予知初で

も窓，'*を持つことになろう。

限1-15は樹生流域において， 降雨強

度別の商談流出1設そ試算した結果であ

181

ε50 g

o コIj)

側 50800

円

U《

U句

fgg)ぬの

600

72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Year

[:g[-14 II字情水深の年政大1IrIと年絞ノj、1V'fFig. 14 Annual maximum and minimum of対ot札gcdcpth

at eac:h tank

200

ω@h関口

。 100 200 Cumulative rain拍11(mm)

300

る。すなわち， 1"'-'50mmjhrの怖倒防 図-15 7J<1JUlJi!モデルから得られるi夜桜流出没Fig. 15 The c1irecl runoff estimuted by the HYCYMODEL.

j交の降溺が 300mm ~どでIl怒り続いた

場合の総降雨殻と本モデJレにより求められる}割安流出抵の関係を示す。試算に際しでは， ;i遮断モ

デJレそ過しているが，蒸散は無視している。本モデルの考え方では，降下!日強度の粉述はi底抜流出

に，このような大きな怒奥を与えることになる。従米，総降雨殻と日引委流出議の関係が一本の

山総で近似されていたのは，第一に校接流出分離のあいまいさにあり，第ニにサンプノレ抽出基準

のあいまいさにあるう語い換えれば，平均降雨強度が比較的狭い範聞から遊ばれたからとも考え

られる。なお，初期損失は S"が負で、あるような乾燥時にのみ願者に表われるが，そのi設省?悲し引けば，その後の抜疏1I:lf設は間中の各平均降補強度filJ線に一致する。すなわち，見掛けjニは，

S" の補充分だけ若手 flllr~R は右側に平行移動する。

6-4 TI究燦流IJ¥のj型車1)パラメーター

オミモデノレはそのi直接流出成分に対して，従米からの殺到斜間モテソレの考え方を取り入れている

ので，流域の地形やその規模の設-災，線地から林地までの表面i被磁の遊興も，ノfラメーターとして

表わすことが可能である。純生流域では，雨水流怯での不技選域，林地の等主fli粗[!tNは，それぞれ

1，5 m-{'s巴むと算定されている。それに対して，今日現の貯関係数 Kc，/("はそれぞれ 2，10 mm~'

hd.と算定された。

182

永ヂドら36，の提出した変換式は，

β INβ ¥1'

ん O.6， K=~託子~ J~-) (25)

である。ここで，sは単位変換係数(与O.116)，β は代表示4i前提 (m)，1は平均斜加勾配 (sinD)であ

る。

j将位流域の Bは 61.7 m， 1は0.11となるので， (25)式によって求められる I(cc，K"cはそれぞ

れ， 1. 7， 4. 4 mm~-hd- となる。雨水流法の場合と本モデルとでは院J主流出の定義が51なる点を考

l恕すれば，ほほ近い餓が得られている。今後， ζ のような変換式を{史うことによって，1(.， 1("も

定数化されてくるであろう。

6-5 流出の構成要議

一般に，山地流域からの流出の構成袈議は，概念的に表部流・r.t閥抗・地下水流とされる。I:!JfHJ流はさらに早い成分と巡い成分に分けられ，表硲流と早い中間流がi夜桜流出と定義される。し

かし，これらの袈殺のハイドログラフ上の隠分は不明f背任である。本モデノレの定義からすれば，流

協系からの流出成分 Qc*が表部流であり， 林地斜illi系の践綴流出 QPが1がい1=/ヨ間流出 lζ相当す

る。しかし，従米の区分が;土j穏の3義蔵構造に誌づくのに対し，本モデノレではこれらの迷いは，流

域の平日立的な場の述いに基づいている。その議年長で，本モデJレの考え方は，Q，，*はあくまで， /fYtc

t血斜}査i系での政援流出成分であり，その流出形態は，大孔i政1:1'を流下する throughflowと表間流

であろうと考えられる。

従米，迎い中間流成分と地下水流成分は!哀汚iJされていたが，本モデルでは，非線形容1:をヲ守する

fffl一成分とみなし，それで十分な適合を得ている。本モデルでの謀総流出の非線形性の説明とし

ては，飽和・不能和による土;機水の流動と，流域ごiこ淡路構造の不均質性に恕関するものと考えら

れるの

6“ 6 ~表散畿の挙節分布と球数抑制i浪界流量の推定法

本モデJレを適用した相生流域では既iζ燕散の季節分布と蒸発散抑制の限界流51が求められてい

た。今後，イ出の流i械に適用する場合は，長期間の椴皮の良い水文記鍛がある場合は，矧j~l水収文

法が有力である。しかし，その資料が少ない場合は，その第一次近似として， 2-2 t郊の後半で述

べた，各地の滅発散季節分布と，表明11ζ示したような遮断特性1u在が参考になろう o

6-7 燕散抑制

毛主主|と， E!本の気候条例:では流出モデル上，蒸発散抑制を考践する必裂はないとみられてきた叫5れの

しかし，蒸散抑制機械そ総み込んだ，本水橋環モデノレによれば，柄引三流域では， 19771:f.にそのポ

テンシャル鏑に対して 26.5mmの燕散抑制:援が見積られた。蒸散抑制を考燥するか， しないか

は趨JfJの範段lや予測の精度にもよるが，現在，長期流出解析で接続されているのは，潟水流抵の

儲頼性の浪iい予測である。従って，水不足が問題となるような山地を対象とする場合は，本モデ

ルのような蒸散抑制機構が:â(Il;j~をもつことになろう。

6-8 山地流域のJr1'儲能力とその場

5-4で10年間における流域貯留毅の最大・最小の変化*誌は約 300mm続皮であった。{出jj，i符生の均誕二iニj欝における最大保水溶;院は約 335.5mmである2830 設的には，;ffiU主主流域の土域水分

変化は表服部分だ砂で十分n奇なわれる。風化:{E悩絡は浸透放が高い例であるが，それでも流出に

関与する水分変化はま空路だけでも説明可能となる。

6ω9 水循環モデJレに殺された課題

a;1-10(A)や!ま:]-10(C)のように， ~j視の観測ハイドログラフには日変化が認められた。このよ

うな観測ハイドログラフの問変化は北海道の部!費出水でも報合~れている 35'。約者は燕発の臼詑

183

イ七に，後者は激怒の日変化によって生じている。しかし，両者とも熱の授受に組閣する現象であ

り， ~ti誌記録からの推測が可能と考えられる。棉生流域では，まだ然、誌記銭の米強国の放に，こ

のような日変化の要素を取り入れなかった。

本モデノレは流出過程の物理的な主主I床をEE捜したので，号f:j{絡な定義によって各成分の分離と合成

を可能とする。結果的に，パラメーター数も少ない。今後とも， H1'閣・流出関保のパラメーター

数については， jjsj 7J<減法による運動定数との関係式の改良や，地下水流出の運動機構を?クロに

取り扱う手法のB開発によって，より少なくなる可能性も有している。

本モデルのパラメーターのI:j1で， D16， Dso， J(;n， Pb， Ju らは， -/司岩やニ1:撲の性質に基づく数

依と悲¥1設される。この対応関係長持紫することが， dlf:f淡湖霊祭だけからそデノレパラメーターの似を

決定するという水文学のi設終回線への過であると{総括している。

7. 謝辞

本研究者らの水文研究は相主主流域の開設に始まった。特に，京大名;鈴教授

名校教授 問手持:綱英氏は強力な推進者であった。以米，京大教捜武j否有悩氏・堤 利夫氏の

協力・俊助によって研究が続いて米たo iた，この間?観測を支えで頂き，議論を共にしてきた，

砂防学研究議・森林生態学研究室の関係者，とりわけ閉村武ニ(潟知大学)，加藤博之(関閣総会

環境センター)，谷 誠(農林水政翁林業;試験場)，友村光秀〈日本気象協会)，太防話t史(岩手大

学)， j組問jlJfI平(大学院生〉の裕氏には紀して，謝滋を表しておきたい。なお，本計算処閣は京大

大被計算機センターの M.382 システムを利用した。

引用文献

1) I河部敏夫・ t'ytl潟ネ・谷誠:浴ノ lコ111;比谷のこ|二法水分状態と総後流出の関係について.日林大会関商文部泌がi悠.32:1.-....4，1981

2) 安j路線久:丘陵地の7]\循環機構と古~nlï化によるその変化に関する研究.7]\利科学. 144:43~75， 1982

3) 交際義久・高橋裕:rJ，地河JIIの長期流出lζ関する一考空気.土木総集.318:93--....1む5，1982

4) 決議議久:試行錯誤のない2起用的長期流出モデルに関する研究.水利科学. 154:17~36， 1984 5) Beven. K. J.， Kirkby. M. J.， Scho五eld，N ftnd Tagg. A. F.: Testing乱 physicftlly.basedflood

五o1'ecasting1l10del (1‘Opll1odel) fol' three U. 1<. catchments. ]. Hydro¥. 69: 119.......143.1984

6) Craw[ord. N.H. ftnd Linsley: Thc synthesis of continuous stream flow hydrographs on a digital

compUle1'. Dept. of Civil Eng.. Stanf01'dじniv..1962

7) Dunne匂.T， Moo例rc幻， つT工f仁.Rえ. 乱nd Taylo1'九， C. 1ηム王しI

i加i日1111川U問1m凶i泌dl'代eg凶io叩iれns.1-双吋.-IYl刊dr口o¥.Sc. 20(3) :305----327.1975

8) 1'i守潟主主宏・柄本rYl・後藤公ニ:六月J111系の hyd1'ograph予測の手法.砂防学会発表秘策:20~23. 1984

9) 焔潟幾公・鈴木紘一・谷誠・加藤湾之:i滋賀県東r\'j ~fllの花i溺殺，LiJlllにおける 3 つのノj、流域の水文級削減fふ京大前線. 50:115~127.1978

10) 被潟義宏・氏問符絞:IJltfu;J、iJ1E械の短期流出!と対するそグノレ.二l二木学会7J<J1!lITNtitiut長. 25:229~236， 1981 11) 縦約欽・小林悦太郎・丸IJ，5frHiili:ド帯雨前の低水流f訟を指綴とした有効~ßî除分限. I日空:と翰~t 91 :26--33.

1981

12) Gash， J.H.C. and Morton， A.J.: An applicftlion of the Rutle1' modcl to the estimation of the intcr-

ception loss from Thetford fo1'e5t. J. Hydrol. 38 :49.......58， 1978 18) Gash， J.1吟I.C.，Wright， I.lミ.and Lloyd， C.R.: Comparativc estirr川 esof interception 1058 f1'om three

coniferous forests in Grcat Dritain. J. Hydrol .48 :89.......105， 1980 14) Hmnon. W.R.: Estimating potential evapotranspiration. Proc. ASCE (Hy 3): 107.......120， 1961 15) 服部lli:U2.近嵐弘栄・竹内総治:ヒノキ林における樹主主総断致d!iJx包とその徽気象学的解析.;Jc1>試研級.

:U8 :79.......102， 1982

16) Hcwlett， J.D. 乱ndHibbert， A.R.: Inc1'eases in water yie1d after several typ問 offorest cutting.

Internat. Assoc. Sci. Hydrol.， Louvain. Belgium・5......17，1961

184

17) Hewlett， J.D. and Hibbert， A.R.: Factors affecting the respons邑ofsmall watersheds to precipitation

in humid areas. lntern. Symp. on Forest Hydrology， Pergamon Pr岳部 275"，-，290，1965 18) 1恥f込e引刊州w，叫v吋le倒t紋t，J.D. a吋 I日ル:-Ie悩Iel出lve匂y，J.D.: E江沼~ffc釘舵f必巴c山tωi芯sof f，如Oωr凶叫tc山iμe問a叫似r吋.

6配:7祁68--782，197019) 日野幹雄・長谷脅rlIEii?;::流出務と視総指標としての洪水滅的波紋.ニt水論集. 328:41~46， 1982 20) Horton， R.E.: The role of infilataration in the hydrologic cycle. Trans. A.G.U.: 446--460， 1933 21) Horton， R.E.: Analysis of rllnoff-plat experiments with vurying in日ltration.capucity. Trans. A.G. U司

20:693--711，1939 22) 混成・ lね問罪Il:雨水流伐とJtl'留関数法との~fl1:[関係.土木学会水型11総論終. 26:273~278， 1982 23) 石原藤次郎・問中主主;~・金丸昭治:わが悶における取位閣の特性について. 土木学会総. 41(3) :102~

107，1956 24) 免燦目安・強悶永次・丈迷俊夫:~Llj:也小流域河川|の低水解1JÎ"(2). 京大fW災研年報. 10B:147~154， 1967 25) f1]綴Il会・裕j送後・伎会総巡:j壬!後，11地流域モデルと洪水流111モデル， 京大防災例年報. 2m-ω2: 219--

233，1978 26) 金子兵:感染水文学.共立/:W波:72--74，1973 27) 木村俊兇:Jti'間関数法.河総議j苫.1975 28) 怒i則氏玉j7.・綿潟遺品22・鈴木純…:IW地小流域源頭部の淡j潟ゴ二における流出特性と.:1二:!:Jl~*分変動について

一滋賀県東南部のj孔化花i話器，J.，):散における綴総例一.京大泌報. 55:162~181 ， 1938 29) Linsley， P.K.， Kohlcr， M.A. & Puulhus， J.L.H.: Hydrologyおrcngeineers. 113~1l6， MeGraw-Hill，

New York. 1948 30) Monteith，]ム.:Evapor乱tionand environme汎 Symp.Soc.芯xptl.Biol. 19:205，1965 31) Monteith， ].L.: Principle of cnvironmentul physics (生物球滋物E虫学:及川|武久訳. ;U~jz出版. 1975) 32) Morikuw刈 Y:Seasonal variation in transpiration of Chamaecyparis obt¥lsa on clcar days. J. ]叩-

For. Soc. 52: 259~262， 1970 33) Morton， F.I.: Estimati抗gevapotranspiration from potcntial巴vaporation… PracticuJityof an iconoclastic

upprouch-. J. Hyclrol. 38: 1-32，1978 34) Morton， F. 1.: Whut urc the limits on forest evuporution. J. Hyclrol. U:373~398， 1984

35) 本山秀明・小林大ニ・小島賢治:撤繁j羽における小説ジ淡の水収X:il-一流出解tJT一一~低i，nI科学(物磁

議院).42:135""，146，1983 36) 永井明博・ j当j議l政:洪水流出モデルの適用比絞一一i壬lぬ111也流域及びT!i街地流j戒を対象として一一.ぷ

大防災例年報.2m・2:235--249，197837) 中野秀殺:淡林伐採および伐跡地の樹被変化が流出に及ぼす影締.iホ紋研報.240:1--251，1971 38) 同:滋林水文学省共立出版:74--86，1976 39) Nωh， J.芯目:Th己 formof thc instuntaneO¥lS lInitgraph. Proc. IASA Gen. Assembly， Tront 3:114

--121，1967 40) 野口勝一:緑林の彩線.tll.l球IW波.18""'21，1963 41) 問:歴史としての森林*~理f研究 (V). 水利科学. 161:56~73， 1985 42) !j、}If滋:111士lI.l小i流域における111氷解析の法礎的研究. 7L大総報.50:1--68，1977 43) 大槻恭一・三野徹・丸山手IJ締:水i民文訟と補完関係式による流域蒸発散散の比絞一一突然発散f投打II定!と

!渇する研究(日)，淡ニI:iii

185

54) 問:IBJ (別総断滋の解析. Iヨ林総. 61(11):391~398， 1979 55) Suzuki， M: Evaporalion from a small calchmcnt in hi11y mountains， (1) Seasonal variations in

evapotra問コiration，rainfall inlerception and transpiration. J. J ap. For. Soc. 62 (2) : 46~53， 1980

56) 鈴木羽ト:，1，)似消滅の議E抑制腕時制])一一飽和・ 1~飽和浸透モデル捌いた数式的検討ーへ臼**総.66(5):174--182，1984

57) 向:短期水収支訟による森林流域からの蒸発散滋撤}E. 臼林託i. 67(4):115~125， 1985 58) Suzuki M. and 1'ukusima， Y.: Estimatcs of cvapotranspiralion from land surface in Shig且 Prefecture

using digitalized square-grid Illap database. Lake Diwa Study Monographs 2，1985 59) Swift Jr九， L. VV. and Swank， W札ν7仁.T.: Lo吋 t臼Eげerr灯m r代esponsesof slrealll f首10叫w [，必'ollowin宮c1earcUl札lin

and r代eg伊rowlぬh.Hydrl. Sci. 26(3) :245--256， 1981

60) 潟水不折:低水流出の低締結制:に関する研究.土木論集. 128:1~11 ， 1966 61) 潟水不析・松休宇一虫1I: i浅い "ÞI1主流出・地下水流出の非線形性について.土木論~. 283:45~55， 1979 62) 高椋琢潟:111水現象の生起場とその変化過絞.2京大防災研年報. 6:166~180， 1963 63) 高瀬;む次・丸山手目指ii:水収交法による本別流域波発散散の撚主主.1幾土論集. 76:1~6， 1978 (4) 竹下1tlJ<叉1・雨水品，'J治:I!制約制胞の水保全環境P:::関するゴ二機及び地形学的研究.綿例県林試験的報.26:1

~51 ， 1977

(5) Thorthwnite， C. ¥V.: An approach toward a ratior凶 Ic1assificalion of climate. Geogr¥Rev. 38:55-94，1告48

66) Tsukamoto， Y.: Storm discharge from an experimental watershed. J. Jap. 1'or. Soc. 45(6) :186--190， 1963

Resume

The hyclrologic cycl巴 moclel(HYCYMODEL) is presentecl for evaluating effects of forest on

hydrologic cycle ancl water budget genεrally and quantitatively. A watershecl is cliviclecl into乱

channel system ancl a forestecl hi11slope syst日m in the HYCYMODEL. A storm flow and

巴vaporationocむur・onchannels， ancl巴vaporationoccurs on canopy. Transpiration， storm flow ancl base flow occur on forestecl slopes. The hydrograph of stream flow can b巴calculateclf1'・om

rainfall recorcls with only nine parameters in the HYCYMODEL. Th日P且rametersrelating to

canopy int巴rception，monthly transpiration rate， critical stream flow for constrain of transpiration，

are clecided pr巴viouslyby another methods. The HYCYMODEL is app1ied to continuous 10

years r己corclsof the Kiryu Watershecl at intervals of both a c1ay and an hour. This watershed

is locatecl in the south of Shiga Prefecture and has 5. 99 ha in basin area， and is under1ain by weathered granite and coverecl with Chamaecypm公 obtusaancl PUIUS desグlora. Calculated

hyclrographs are in goocl agreement with obs巴rveclvalues. The annual amounts of each

component which consist of the elements of water budget were estimatecl. Stream flow Q ancl

evaporatiol1 E are 56. 5% and 44. 3箔 ofpr己cipitationin the Kiryu Watershed， r代es叩peωctiv刊εi与y.Str担amれ1flow f会r刀omchannel Qc*穴， s針tr代ef乱ωtmflow from fo仇res刻鋭t巴cl slop 巴ω日 Q，，'戸爪争呼F

ar閃臼 6.2男箔づ， 3幻1.37銘ぢ 札川nd6印2.57務150ぱfQ， r代es叩peωct凶t“iv刊巴l匂y. Evaporation from channel Ec， transpiration

Et* ancl evaporation from int巴rcεptedwater Ei* ancl 3.9%， 51. 9% ancl 44.2% of E， respectively.