地球科学・海洋・気候・水循環/原理と探求
水循環と都市化の解説
同じ雨が降っても、土と包装面の比率によって水が滞留したり流れる経路が変わります。降水強度・不透水面積・蒸発条件・浸透能を変え、地表流出と土壌・地下水貯蔵を比較します。雨が降った後でも、貯水が移動し続ける過程を観察してください。
どのような原理？
不透水面積が増えると土壌に染み込む隙間が減り、河川に行く水が増えます。雨が降ってもリザーバーから水が移動します。
重要な関係
P = R + I + E + ΔS
観察してみよう
- 4時間雨が降った後、20時間の排水を観察します。不透水率0.5未満は森、以上は都市シーンで表示します。青いリポジトリと流れを見てください。
- 降水・蒸発・土壌は同じように置き、森と都市の累積流出・土壌浸透・深部浸透を記録します。
- 森林基準で土壌浸透能と蒸発条件を一つずつ変えます。各計算ステップの水収支残差がゼロに近いことを確認します。
結果を読み解く
水収支の I と、地表から土壌への浸透はどう違う？
土壌・地下水も貯蔵所に含まれるので、内部浸透を外部流出で加えると二度計算します。 Rは河川出口流出、Iはモデルの下の境界を通過した水です。
モデルの仮定と限界
均一な流域面積当たりの深さmmで計算する地表・土壌・地下水・河川の集中型貯蔵モデルです。土壌容量は70 mmであり、仮想移動係数を使用してください。 Rは流域外河川流出、Iはモデル外深部浸透、Eは蒸発酸、ΔSは4リザーバーの合計です。地表→土壌浸透は内部移動で別に記録します。実際の洪水・浸水は予測しません。