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水年（水文年、流出年、流量年とも呼ばれる）は、水文学において、降水量の合計が測定される12か月の期間を表すために一般的に使用される用語である。晩秋から冬にかけて降る降水の一部は雪として積もり、翌春または夏の雪解けまで排水されないため、水年の開始は暦年と異なる。目標は、水年中の地表流出のできるだけ多くが、同じ水年中の降水に起因するようにすることである。[1]
気象や地理的要因により、水年の定義は異なります。米国地質調査所（USGS）は、ある年の10月1日から翌年の9月30日までの期間と定義しています[2] [3]。これは、9月下旬から10月上旬にかけて、米国の多くの排水地域で水の流れが最も少なく、地下水位が安定する時期だからです。水年は暦年で指定されるため、2024年の水年は2023年10月1日に始まり、2024年9月30日に終了します[1]。
水年を特定する方法の 1 つは、毎年、降水量と流量の相関が最も高く、貯水量 (土壌水分と積雪) の変化が無視できる 12 か月間の連続期間を見つけることです。[4]通常、貯水量の年ごとの変動が最も小さい時期は、貯水量と流量が最小の時期です。ただし、実用的な考慮事項も水年の定義に影響します。たとえば、カナダでは、水年は 10 月に始まります。これは明らかに米国の水年と一致するためですが、冬の方が測定条件が優れています。[5]
地域や気候の変動に対応するために、一部の研究者は、平均流量が最も低い月から始まる、観測所ごと の地域水年を使用しています。[6]
分類
水年タイプ（または指標[7]）は、過去の水文データを簡略化した形で提示するために使用されます。[8]これらの指標は、ルールに基づく[7]水運用を計画するために、同様の水年を分類するのに役立ちます。典型的なセットには、非常に乾燥した年、乾燥した年、通常の年、湿潤な年、非常に湿潤な年が含まれます。[8 ] 年は、水年の水流出量の数値閾値を設定することで特徴付けられます。計算方法（およびタイプのセット）は当然地域によって異なるため、多くの指標が存在します。たとえば、次のとおりです。[7]
- パーマー干ばつ深刻度指数（PDSI）。1965年にWCパーマーによって提案され、[9]それ以来、PDSIは米国で広く使用されています。[10]
- 標準化降水指数（SPI）は1993年にMcKeeらによって提案された。[11]
- 開拓干ばつ指数;
- 十分位数。
実際に使用されている指標の多くは、場当たり的に作成された。たとえば、カリフォルニア河川指標[12]は、春の雪解け水量、その年の残りの期間の流出量、および前年の結果を加重平均したもので、いくつかの河川流域について個別に計算され、水年を多雨、平年より多い、平年より少ない、乾燥、および危機的（カリフォルニアでは「平年」は非常にまれである[13]）に分類している。これらのカリフォルニア指標は、「過去の流域の状況と河川流量の体系的な統計分析を通じて」作成されたものではない[14] 。
すべての指標は本質的に過去の値を反映しているため、水年タイプの分布が時間的に非定常になる原因となることが知られている気候の変動を捉えることはできません。[15]
用途
水年の使用例:
- ある水年から別の水年からの降水量を比較するために使用されます。
- 水文学的モデリングの目的で調査期間を定義するために使用されます。
- 米国地質調査所（USGS）の報告書では、地表水の供給を扱う用語として使用されている。[2]
- CoCoRaHSプロジェクトでは、水年度の終わりを、オブザーバーが各サイトのデータを監査および検証する機会として利用しています。
参照
参考文献
- ^ ジョンストン＆クロス 1949年、103ページより。
- ^ ab 米国地質調査所、「全国水質状況の説明」、http://water.usgs.gov/nwc/explain_data.html、2011 年 10 月 16 日閲覧。
- ^ 「水文学年」。Water UK。2012年10月31日。
- ^ Likens, GE (2013). 森林生態系の生物地球化学。Springer Science & Business Media。
- ^ ダンカン1955年、110-111頁。
- ^ Wasko, Conrad; Nathan, Rory; Peel, Murray C. (2020年7月31日). 「地方水年に基づく世界の洪水と河川流量のタイミングの傾向」.水資源研究. 56 (8). Bibcode :2020WRR....5627233W. doi :10.1029/2020WR027233. eISSN 1944-7973. hdl : 11343/264137 . ISSN 0043-1397. S2CID 225359722.
- ^ abc Null & Viers 2013、p.1137。
- ^ WEAP 2015、p.78より。
- ^ WC Palmer、「気象干ばつ」、研究論文第45号、米国商務省気象局、ワシントンDC、1965年。
- ^ アリー1984年、1100頁。
- ^ McKee, TB, Doesken, NJ および Kleist, J. (1993) 干ばつの頻度および期間と時間スケールの関係。第 8 回応用気候学会議、アナハイム、1993 年 1 月 17 ～ 22 日、179 ～ 184 ページ。
- ^ 「カリフォルニア川指数」。CAWR 。 2022年8月7日閲覧。
- ^ Viers 2011、658ページ。
- ^ アンダーソン、ドナルド M.、ロドニー、マーク W. (2007 年 6 月 8 日)。「プラット川の生物種の回復活動を支援するための水文学的条件の特徴付け」。JAWRA Journal of the American Water Resources Association。42 ( 5): 1391–1403。doi : 10.1111 /j.1752-1688.2006.tb05308.x。ISSN 1093-474X。S2CID 128988784 。
- ^ Null & Viers 2013、1137-1138ページ。
出典
- Null , Sarah E .; Viers, Joshua H. (2013 年 2 月)。「悪天候時: 非定常気候における水年分類」。水資源研究。49 (2): 1137–1148。Bibcode : 2013WRR ....49.1137N。doi : 10.1002/ wrcr.20097。ISSN 0043-1397 。
- WEAP (2015). WEAP ユーザー ガイド(PDF) . マサチューセッツ州サマービル: ストックホルム環境研究所、米国センター。
- Alley, WM (1984). 「パーマー干ばつ深刻度指数: 限界と仮定」.応用気象気候学ジャーナル. 23 (7): 1100–1109. Bibcode :1984JApMe..23.1100A. doi : 10.1175/1520-0450(1984)023<1100:TPDSIL>2.0.CO;2 .
- Viers, Joshua H. (2011 年 3 月 30 日)。「水力発電の再認可と気候変動」( PDF)。JAWRA Journal of the American Water Resources Association。47 ( 4): 655–661。Bibcode :2011JAWRA..47..655V。doi : 10.1111 / j.1752-1688.2011.00531.x。ISSN 1093-474X。S2CID 3065925 。
- ダンカン、クレイグ（1955）。カナダのサスカチュワン川流域：水資源の地理的評価（博士号）。オハイオ州立大学。
- ジョンストン、ドン、クロス、ウィリアム・ペリー (1949) 。「水の年」。応用水文学の要素。ロナルド・プレス社。pp. 102–103。OCLC 1150788749。