著者
一柳 錦平 田上 雅浩
出版者
日本水文科学会
雑誌
日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)
巻号頁・発行日
vol.46, no.2, pp.123-138, 2016-08-28 (Released:2016-09-05)
参考文献数
15
被引用文献数
4

日本全域における降水の安定同位体比の空間分布と季節変動を明らかにするため,日本水文科学会同位体マッピングワーキンググループでは,2013年に年間を通した集中観測(IOP2013)を実施した。本研究では,熊本大学で同位体比を分析した56地点のデータを用いた。その結果,各観測地点における降水のδ18Oやd-excessは短期的な変動が非常に大きく,冬型と南岸低気圧との違いや梅雨の影響などが認められた。また,日本全域を6地域に分けて平均した降水のδ18Oの月平均値について, 観測地点や期間が異なるデータを地域平均した田上ほか(2013)とIOP2013とを比較した。その結果,降水のδ18Oの月平均値は年平均値からの偏差として計算しても,観測地点が少ない地域では観測期間の違いは無視できない。しかし,d-excessの月平均値は絶対値を用いて地域平均すれば,季節変動を適切に表現できる。さらに,各観測地点における短期間の採水データから解析したδ18O の気温効果は北緯35°より北しか認められず,降水量効果は北緯37°より南の地点が多いという空間分布が,はじめて明らかとなった。今後は,2013年に他地点で観測した結果をできるだけ多く収集して,さらに空間解像度を上げて再解析を行う必要がある。
著者
田上 雅浩 一柳 錦平 嶋田 純
出版者
日本水文科学会
雑誌
日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)
巻号頁・発行日
vol.43, no.3, pp.73-91, 2013-08-31 (Released:2013-11-15)
参考文献数
59
被引用文献数
4 6

日本全国で降水の安定同位体比やd-excessの観測研究が多く行われてきたが,いまだに日本全国の時空間変動は明らかにされていない。本研究では,過去に日本全国で観測された48地点の降水の安定同位体比のデータを収集し,その季節変動と空間分布を明らかにした。その結果,降水δ18Oは,沖縄では冬季に高く,それ以外の地域では春季と秋季に高かった。降水δ18Oが高くなるのは,水蒸気フラックスの上流部で降水量/可降水量が小さく,蒸発量/可降水量が大きいためと考えられた。また,降水δ18Oは,年・春季・冬季には緯度効果が見られた。しかしながら,夏季には南西からの大きい水蒸気フラックスによって水蒸気フラックス上流部の降水量/可降水量と蒸発量/可降水量の低く,降水δ18Oは−10‰~−6‰の範囲に分布していた。また,秋季には台風によってδ18Oの低い降水が特に西日本や沖縄に供給されるため,−10‰~−4‰の範囲に分布していた。降水d-excessは日本全国で夏季は10‰より低く,冬季は15‰以上と高かった。秋季や冬季には,日本海側の降水d-excessは太平洋側より高い傾向が見られた。したがって,太平洋側・九州・沖縄地方では冬季の降水d-excessが20‰以上,または夏季より高くても日本海起源であると推定することはできない。ただし,本研究で使用したデータは観測期間が異なるため,日本全国で降水の安定同位体比の集中観測が必要である。
著者
知北 和久 大八木 英夫 山根 志織 相山 忠男 板谷 利久 岡田 操 坂元 秀行
出版者
日本水文科学会
雑誌
日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)
巻号頁・発行日
vol.47, no.2, pp.73-86, 2017-08-28 (Released:2017-09-20)
参考文献数
17
被引用文献数
1

今回の研究対象である北海道・倶多楽湖は,20世紀までは冬季に完全結氷し年によっては湖氷の圧縮・膨張によるお神渡りが観察された。しかし,21世紀に入り,冬季に完全結氷しない年がこれまで4回現れており,今後の温暖化の進行によって倶多楽湖は将来,永年不凍湖になる可能性がある。ここでは,倶多楽湖の貯熱量を2014年6月~2016年5月の2年間にわたり計算し,気象因子の変動に対する熱的応答を感度解析によって検討した。なお,同湖が結氷するのは例年2~3月であるが,2015年は暖冬で部分結氷,2016年は完全結氷し,貯熱量に違いが見られた。ここでは,貯熱量を湖の熱収支に基づく方法と水温の直接測定による方法の二通りで計算し,両者を比較した。その結果,両者の間に決定係数R2=0.903の高い相関があり,熱収支による方法の妥当性が裏付けられた。これを踏まえ,主要な気象因子(気温,日射,降水量,風速)の値を変えて貯熱量に対する感度解析を行った。結果として,倶多楽湖の貯熱量は気温と降水量の増加に対して顕著に増加し,現在の湖周辺での年平均気温の上昇率0.024°C/年を考慮すると,約20年後には永年不凍湖になる可能性がある。
著者
三島 壮智 大沢 信二 山田 誠 北岡 豪一
出版者
日本水文科学会
雑誌
日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)
巻号頁・発行日
vol.38, no.4, pp.157-168, 2009 (Released:2011-03-25)
参考文献数
8
被引用文献数
2

A spectrophotometric method using bromocresol green (BCG) is proposed for determination of bicarbonate ion (HCO3-) in a small amount of environmental water samples. This method is based on variation of absorption spectrum of BCG accompanied with neutralization of an acid solution by HCO3- : H++HCO3- → H2CO3. Relation between HCO3- concentration and absorbance ratio at two wavelengths of 445 nm and 616 nm (A616⁄A445) in a concentration-defined HCl solution with BCG can be theoretically expressed by the equation derived from combining of the Lambert-Beer's law and the Henderson-Hasselbalch equation. The serious dissolution of atmospheric CO2 into pure water and standard solutions for the calibration curve can be evaded by a theoretical correction using pH and water temperature measured in laboratory, and then HCO3- from several mg⁄L to ca. 500mg⁄L in sample water of less than 0.3 mL can be rapidly determined. Comparing the new method to the conventional titration method using some environmental waters, mean analytical values obtained by this method are close to those from the titration method and the coefficient of variation of this method is shown to be about 2 times that of the titration method. An application of this new method to drip waters in a limestone cave, whose outflow rates were extremely low (several mL⁄min.), offers the possibility that this method is especially useful when sample water volumes are restricted.
著者
宮本 拓人 知北 和久 阪田 義隆 落合 泰大 ホサイン エムディ モタレブ 大八木 英夫 工藤 勲
出版者
日本水文科学会
雑誌
日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)
巻号頁・発行日
vol.46, no.1, pp.39-57, 2016

本研究では,北海道・十勝地方沿岸域にある生花苗川(おいかまないがわ)流域(面積 62.47 km2)を対象とし,淡水の電導度モニタリングに基づく解析を行っている。生花苗川流域の土地利用被覆率は,森林88.3%,農用地10.6%でほとんどが森林である。森林土壌は,30–40 cm深に1667年樽前山噴火によるテフラTa-b層,さらに深部には約40,000年前の支笏火山大噴火によるテフラSpfa-1層と角レキ層が基盤の上に分布している。これらの層は極めて透水性が高く,側方浸透流の流出経路の役割をもつ。また,レゴリス下の地質基盤は大部分が新第三紀中新世の海成層で透水性の高い砂岩・レキ岩を含み,これには日高造山運動によってできた断層も分布している。今回は,試水の化学分析から河川水の主要無機イオンMg2+, Ca2+, Na+, SO42-, HCO3-の濃度(mg/L)と25℃電気伝導度(EC25と表記)との間に相関の高い線形関係を見出した。他方,2013年の降雨期に生花苗川で水位・電気伝導度をモニタリングし,溶存イオン濃度とEC25との関係を用いて,上記五種のイオン濃度およびその負荷量の時系列を得た。本研究では,得られた流量と主要無機イオン負荷量の時系列にタンクモデルとベキ関数を適用し,河川への各種イオン物質の流出経路について解析を行った。流出解析の結果,2013年は表面流出と中間流出で流出全体の74.2%を占め,流域外への地下水漏出は16.8%を占めた。また,イオン物質負荷量に対するモデル解析から,全負荷量に対する表面流出,中間流出,地下水流出,河川流出による負荷量の寄与が求められた。結果として,五つのイオン種全てで中間流出による寄与が40.0~70.0%と最大であった。これは,中間流出に対応する基盤上の角レキ層と支笏テフラ層での側方浸透流による溶出が卓越していることを示唆している。
著者
飯田 真一 太田 岳史 松本 一穂 中井 太郎 KONONOV Alexander V. MAXIMOV Trofim C. VAN DER MOLEN Michiel K. DOLMAN Albertus J. 矢吹 裕伯
出版者
日本水文科学会
雑誌
日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)
巻号頁・発行日
vol.45, no.4, pp.109-121, 2016

シベリアのカラマツ林を対象として林床面上および林冠上において渦相関法を適用し,下層植生および全生態系からの蒸発散量を計測した。そして,これらの旬積算値の年々差を評価した。その結果,旬蒸発散量の年々差は全生態系で-11.0 mm~9.5 mm,下層植生で-2.4 mm~4.7 mmと見積もられ,この値は月蒸発散量の平均値の20~30%に相当しており,本林分では顕著な旬蒸発散量の年々差が発生することが明らかとなった。この要因を検討するため,Penman-Monteith式の放射項と移流項の年々差との相関を解析したところ,本林分の低い乖離率を反映して,蒸発散量の年々差は移流項の年々差によって説明されることが分かった。そして,移流項の年々差を生じさせる要素としては,飽差の差異とそれに伴う表面コンダクタンスの変化が重要である。
著者
風早 康平 安原 正也 高橋 浩 森川 徳敏 大和田 道子 戸崎 裕貴 浅井 和由
出版者
日本水文科学会
雑誌
日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)
巻号頁・発行日
vol.37, no.4, pp.221-252, 2007-11-30 (Released:2009-03-27)
参考文献数
210
被引用文献数
8 9

近年, 地下水研究においては, 流動プロセス, 水収支, 起源, 化学反応, 年代などの解明の目的で, トレーサーとしての環境同位体の利用が進み, 多くの手法提案もなされている。環境トレーサーのうちよく利用される1) 酸素・水素同位体, 2) 炭素同位体, 3) 希ガス, 4) 塩素同位体, 5) クロロフルオロカーボン類などについて, その利用手法および有効性についてレビューを行った。 用いる環境トレーサーが, 反応性のないものであれば, それは地下水が涵養されるときの情報を保持しうる。酸素・水素同位体やd値などは, 涵養の場の特徴応じてそれぞれ固有の値を持つ (標高効果, 内陸効果など) ことが知られているため, 地下水の涵養場の情報を得る上で強力なツールである。含炭素成分は反応性が高いが, 炭素同位体の利用により, その起源を知ることができ, それにより地下水系の中で生じる各種化学反応やガス付加のプロセスについての情報を得ることができる。放射性炭素については, 以前より地下水の年代測定に用いられてきたが, DICの起源について吟味した上で年代結果を論じなければならない。トレーサーとしての希ガスの利用は, その溶解度が温度に依存することから, 涵養時の温度の推定に用いることができる。放射壊変起源の4Heは, 地殻内部で生産され深層地下水系内に蓄積されてゆく。したがって, 4Heの蓄積率がわかれば, 非常に長い滞留時間の推定することができる。放射性塩素は~100万年といった非常に古い地下水の年代測定に用いられる。また, 1950年代に行われた核実験により生成されているため, それをトレーサーにして若い地下水年代にも応用可能である。クロロフルオロカーボン類は, 近年の工業利用により大気中に存在するようになったため, 地下水はその涵養時に溶解する。これらの成分は非常に高感度に濃度の測定ができるため, 若い地下水年代測定や深層地下水系への若い浅層地下水の混入・汚染などに応用される。 個々のトレーサーを用いた手法は, 非常に簡単な地下水系にのみ適用可能であるため, より複雑な地下水流動系の解明のためには, 複合トレーサーとして各種の成分を扱い, 年代や起源の異なる地下水の混合などのプロセスを明らかにしてゆく必要がある。複合トレーサー利用をした複雑系のシミュレーションによる地下水系の研究は現在, 非常に進展している分野のひとつである。
著者
一柳 錦平 荻田 泰永 田上 雅浩
出版者
日本水文科学会
雑誌
日本水文科学会誌 (ISSN:13429612)
巻号頁・発行日
vol.43, no.1, pp.25-29, 2013 (Released:2013-04-16)
参考文献数
6

Stable isotopes in snow on sea ice were observed in the Canadian Arctic Sea. Twenty-three snowpack and four new snow samples were collected along the length of expedition on foot from March to May in 2011. Stable isotopes in snow ranged from -25 to -35‰ in δ18O and from 3 to 13‰ in d-excess, and the local meteoric water line (LMWL) is δD=8.4*δ18O+18.7. There are no relationships between δ18O in snow and surface air temperature in this study. Temporal variation of δ18O in snow is influenced by the direction of moisture flux, low (high) δ18O in snow exists when southwesterly (northerly or easterly) moisture flux dominants.