Base flow Calculation in
MATSIRO
Kei YOSHIMURA
基底流量（Rb）の算定
tan 
Rb  K s 0  exp1  zf 
f Ls
①
②
③
① 平林(2004)修正。Ks０を深度2mの値とする。fは0.33。
・Sand/GSWP2だと9.9E-3[m/s]=9.9[mm/s]
・Clayloam/GSWP2だと5.8E-4[m/s]=0.58[mm/s]
② 地下水面の位置で大きく異なる。
・z=0.5mのとき0.6、z=1mのとき0.13、z=2mのとき0.007
③ tanβの感度が高い。（Ls＝2√3/tanβ）
・grtans-islscp1 & grzsd-gswp2での最大値は0.001程度。
・GTOPO30/日本域/0.1度メッシュで平均スロープ、高度標
準偏差を作った場合は、最大0.0003程度
 Clayloam、z=0.5mだと、最大9mm/day。
 Clayloam、z=2mだと、最大0.09mm/day。
問題点：地下水面（ｚ）形成
• 土壌層内における地下水面形成過程：
重力と毛管力の釣り合いを考慮。
（地下水面z＝土壌層上端Zk_upから水分ポテンシャ
ルψk分下がった位置。）
 ψk（飽和時0.1m～0.8m）が土壌層厚を上回るとき
に問題。
• 旧： ψkが土壌層厚以内のときのみ、地下水面が形
成。土壌が厚いところにしかできない。地下水面
が上がらない。
• 新：飽和している場合、少なくともその層の上端は地
下水面とする。
修正コード
（たったの３行）
In matroi.F (matrof.F in the original MATSIRO)
*
<< mean water table depth >>
*
DO 1300 IJ = ISTA, IEND
IF ( ILSFC( IJ ).GT.1 .AND.
&
ISAT ( IJ ).GE.0 .AND. K.LT.KFTAB( IJ ) ) THEN
WTABDX = WLEVM( K ) - GPSI( IJ,K )
IF ( WTABDX .LE. WLEVM( K+1 ) ) THEN
WTABD( IJ ) = WTABDX
KWTAB( IJ ) = K
*kei
ELSEIF ( K.NE.KWMAX ) THEN
WTABD( IJ ) = WLEVM( K+1 )
KWTAB( IJ ) = K+1
*kei
ENDIF
IF ( GLW(IJ,K) .LT. GWS(IJ,K)-EPSGW ) ISAT( IJ ) = -1
ENDIF
1300
CONTINUE
全陸面シミュレーション結果
ERA15を用いた1979年ラン（除く氷面）
• 全球平均基底流出／トータル流出(P:962.6[mm/y])
0.15%  31.5% (0.5/343.6 [mm/y]  112.1/355.1 [mm/y])
参考：蒸散/総蒸発散 182.5/618.6 [mm/y]  181.6/607.3 [mm/y]
河川流量シミュレーション結果
利根川（140.5N，36.5N）
基底流出修正後
修正前
4000
河川流量（m3/s）
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
河川水同位体比（‰）
0
79/1/1
0
79/1/1
-2
79/3/2
79/5/1
79/6/30
79/8/29
79/10/28
79/12/27
79/3/2
79/5/1
79/6/30
79/8/29
79/10/28
79/12/27
-4
-6
-8
-10
-12
-14
-16
基底流出修正後
修正前
河川流量シミュレーション結果
ナコンサワン（100.5N，16.5N）
20000
河川流量（m3/s）
18000
16000
基底流出修正後
修正前
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
河川水同位体比（‰）
0
79/1/1
0
79/1/1
-2
79/3/2
79/3/2
79/5/1
79/5/1
79/6/30
79/8/29
79/10/28
79/6/30
79/8/29
79/10/28
79/12/27
79/12/27
-4
-6
-8
-10
-12
-14
基底流出修正後
修正前
日本域シミュレーション結果
GPV-MSMを用いた2004年ラン（Thanks to 小岩君）
• 平均基底流出／トータル流出(P:1792.0[mm/y])
0.3%  11.2% (3.0/1004.1 [mm/y]  112.9/1009.7 [mm/y])
参考：蒸散/総蒸発散 222.0/700.1 [mm/y]  222.1/695.4 [mm/y]
修正前
修正後
河川流量シミュレーション結果
利根川栗橋（139.65N，36.15N）, 8939km2
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
04/10/10
3500
0
3
Rainf
MAT1
MAT3
6
9
12
04/10/15
04/10/20
04/10/25
04/10/30
04/11/4
15
04/11/9
0
河川流量(m3/s)
3
2500
2000
Rainf
MAT1_D
MAT3_D
1500
6
9
1000
500
12
04/10/15
04/10/20
04/10/25
04/10/30
04/11/4
04/11/9
15
流域平均降水(mm/day)
3000
0
04/10/10
-500
流域平均降水(mm/day)
流域平均流出(mm/day)
1
MATSIROMSM
06/02/06-07