土壌特性、土層構成に基づく利根川流域内農耕地における 硝酸イオンの地下水到達時間の面的推定

摘要

農耕地から溶脱した硝酸イオンの地下水到達時間は，土 壌、地形および気象的要因により大きく異なりうる.利根 川流域内の水田を除く農耕地を対象として地下水到達時間の面的予測を行った.土層構成が既知の213地点につい て，浅層地下水位，年間の正味浸入水量および体積含水率 と遅延係数の土壌断面内分布を推定し，ピストン置換を仮 定して，土壌表面に存在した水および硝酸イオンの浅層地 下水面への到達時間を求めた.浅層地下水位および正味浸入水量は，流域内における地 下水位実測値および年降水量と可能蒸発散量の値から補間 により求めた.各地点での断面内体積含水率分布は，流域 内の分布土層を15種類に類型化し，代表的な水分保持曲 線にvan Genuchtenの式を適用して水分保持、不飽和透 水パラメ一 タの値を求め，年間正味浸入水量に相当する水 が定常浸透するとした時の分布をHYDRUS-1Dを使って 推定した.吸着による遅延係数は，硝酸イオン最大吸着量 が吸着態硫酸ィォン含量に比例すると仮定して求めた.得 られた地下水到達時間は補間し，利根川流域内での面的分 布を求めた.予測した硝酸イオンの地下水到達時間は約0.4-31年の 範囲にあった.到達時間に支配的な影響を与える要因は地 域により異なり，群馬県内および鬼怒川中流域では正味浸 入水量が小さく，体積含水率および遅延係数の大きい土層 が厚く堆積しているために到達時間が長レ、のに対し，栃木 県西部山岳辺縁域では正味浸入水量が大きく，地下水位が 高いために到達時間が短いなどの傾向が認められた.難透 水性の常総粘土層への到達時間をもつて地下水到達時間と した利根川中下流域では，硝酸イオンの地下水到達時間も 短かった.これは，降雨時に浸透水の水平方向への流出が みられることに対応する.これらの結果から，土壌.施肥 管理の変化の影響が浅層地下水水質の変化となって現れる のに要する時間には大きな地点間差があると予想される. 環境保全的な農法の地下水水質に対する効果を評価するに は，これらの点を考慮することが必要である.