A Study on a Quantitative Method in Estimating Forest Effects for Streamflow Regulation (II) - Mainly Dealing with Application of Coefficient for Slope Roughness -

삼림이수기능(森林理水機能)의 정량적(定量的) 평가방법(平價方法)에 관한 연구(硏究)(II) - 조도계수(粗度係數)의 응용(應用)을 중심(中心)으로 -

In this research, a kinematic wave model was applied for the runoff analysis, Regulation of streamflow was estimated by the calibration of roughness coefficient as a parameter. The data analyzed were obtained from Ananomiya and Shirasaka experimental basins at Tokyo University Forest in Aichi. Estimation methods and characteristics of roughness coefficient as a evaluation method of hydrological function of forest are summarized as follows ; 1. Roughness coefficient($N_s$) indicates the resistance of hillslope to the flowing water of surface runoff. There exists an hypothesis that resistance of hillslope to flowing water increase with the growth forest and development of the $A_o$ layer. 2. Roughness coefficient($N_s$) was estimated by the parameter when the stream direct runoff was calculated by using the kinematic wave. 3. Secular change of '$N_s$' in ananomiya has a curve which has an upper limit and increases exponentially near the limit. The curve quickly increased from 1935 to 1945 when results of afforestation for erosion control were thought to be effective. On the other hand, slight increase of '$N_s$' in Shirasaka indicates that there was not such a big change in the surface of soil layer. 4. The increase of '$N_s$' was related with decrease of direct runoff and increase of base flow. It was recognized that the rate of direct runoff decreased with the improvement of forest physiognomy and the rate of base flow was increased. But absolute value of water runoff per one storm decreased in chronological order.

산지유역은 대부분이 수원대(水源帶)이고 수자원상 중요한 위치를 차지하고 있기 때문에 수자원의 확보와 홍수재해의 경감을 위해 삼림의 유량조절기능과 우수유출(雨水流出)에 미치는 삼림의 영향을 정량적으로 해석할 필요가 있다. 본 논문은 유출해석모델로 Kinematic wave법을 채용했다. 그리고 모델의 조변수(助變數)(parameter)로서 사면조도계수(斜面組度係數)를 동정(calibration)에 의해 추정해서 그 값으로 삼림의 이수기능(理水機能)을 평가할 수가 있었다. 본 논문에 사용한 수문자료(水文資料)는 동경대학(東京大學) 애지(愛知)연습림의 두 시험유역에서 관측한 자료이다. 삼림이 수기능의 평가방법으로서 제안한 조도계수의 추정방법과 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 조도계수($N_s$)는 산복사면의 표면유(表面流)의 유수저항(流水抵抗)을 나타낸다. 즉 삼림의 성장과 함께 $A_o$층(層)의 발달에 의해 우수(雨水)의 유하(流下)가 방해를 받는다. 2. Kinematic wave법(法)에 의한 모델실험에 의하여 하도(河道)의 직접유출량(直接流出量)을 계산할 때 조변수로서 사면 조도계수의 값을 추정할 수가 있었다. 3. 혈궁유역(穴宮流域)에서의 조도계수는 지수함수적으로 일정치에 점근(漸近)하면서 증대하는 곡선상에 있고, 치산 조림의 성과가 나타나기 시작한 1940년대 전후의 급격한 증대가 특징적이다. 한편 백판유역(白坂流域)에서는 직선적으로 미증(微增)경향이 있는 것으로 지표의 상태에는 거의 변화가 없었던 것이 추찰(推擦)된다. 4. 조도계수값의 증대는 직접유출량의 감소 및 기저유츨량(基底流出量)의 증대와 직접적인 관련이 있었다. 임상(林相)의 양호화(良好化)와 함께 한 강우에 대한 직접유출량의 비율은 상대적으로 감소하고, 기저유출량의 비율이 증가하는 경향이 인정되었다. 그러나 한 강우에 대한 유출량의 절대량은 경년적(經年的)으로 감소해 가는 경향이 있었다.