[A-CG45] 陸域〜沿岸域における⽔・⼟砂動態

[ACG45-03] RUSLEモデルとSDR式を用いた土砂生産量推定に関する研究

*葛城 遥佳¹、有働 恵子² (1.東北大学大学院工学研究科、2.東北大学災害科学国際研究所)

キーワード：RUSLEモデル、SDR、土砂生産量、土砂崩壊量

はじめに，日本の河川流域において，海岸侵食などの土砂収支の変化によって発生する問題には，流砂系を一貫として長期で管理・対策する総合的な土砂管理が求められる．その第一歩として本研究では，山地で崩壊した土砂(土砂崩壊量SE)の内，河道へ流入する量(土砂生産量SY)の定量的な評価手法の検討を目的とする．日本全域を対象とするため，海外で開発された土壌侵食モデルRUSLEと土砂供給率SDR(Sediment Delivery Ratio)式を用いた土砂生産量推定手法の日本への適用性について検討する．
　土砂供給率SDRは，崩壊した土砂が実際に河道に流入する割合を示し，土砂生産量SYと土砂崩壊量SEとの比率で定義される．また一般的に，SDR式は流域面積の累乗関数で表されるが，日本の河川流域においてはモデル式中の経験パラメータはいまだ整備されていない．そこで本研究では，全国一級河川の上流端ダム計60地点における集水域を対象地域として，パラメータ値の決定を行う．各上流端ダムにおける年平均実測土砂堆砂量を土砂生産量SYとみなし，土壌侵食モデルRUSLEにより算出した土砂崩壊量SEとの比率からSDR値を算出した．RUSLEモデルは，降雨強度と土壌，地形，土地利用の要素から土壌侵食量を推定するモデルである．土砂崩壊量SEの計算には，RUSLEモデルにより得られた年間土壌侵食量Aに土粒子密度1.8kg/m³を乗じ，体積換算することで土砂崩壊量SEを算出した．算出したSDR値を基に，流域面積の累乗関数で表されるモデル式にあてはめ，パラメータ値の提案を行う．
　計算の結果，全集水域では流域面積をA km²としてSDR＝0.478A^-0.506（決定係数R² = 0.255）の式が得られた．また，各集水域を集水域内の平均勾配別に0-10度，10-15度，15度以上の3つに分類してSDR式を算出した．0-10度では，全集水域を対象にした場合とほぼ同程度の決定係数が得られた．10-15度では，最も高い決定係数R² = 0.475を示し，既往研究とほぼ同程度の決定係数であった．一方で，15度以上では流域面積との相関がほとんど確認されなかった．したがって，傾斜が小・中程度の場合は信頼できる値であると判断できるものの，傾斜が非常に大きい場合では，地形以外の要因も併せて検討する必要性があることを確認した．今後は，影響している要因についての更なる分析に加えて，提案されたSDR式を基に，過去の降雨イベントを対象として土砂生産量を推定し，河床変動モデルに適用することで式の妥当性を確認する予定である．