乾燥地沿岸農業地域における地下水塩水化の評価と予測：地下水質への灌漑の作用と効果

• Project/Area Number: 15K20895
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Environmental impact assessment; Modeling and technologies for environmental conservation and remediation
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 河内 敦 筑波大学, 生命環境系, 助教 (10582364)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2016: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2015: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
• Keywords: 地下水揚水 / 半乾燥地域 / 水収支計算 / SWAT / 灌漑用水 / 貯水池 / 塩水浸入 / 地下水流動

Outline of Annual Research Achievements

対象地域の海岸帯水層の水収支を推定するために、上流の涵養域を対象として流域水収支モデルのSWATを適用した。モデル計算のキャリブレーションは、対象流域から下流端のダム貯水池への流出量を基におこなった。流出量は、ダム貯水池の日データ（水位、降水、蒸発、取水）のデータより、日収支を計算し算出した。そのデータをSWATで出力される流出量と比較し、モデルパラメータのチューニングを行った。キャリブレーションおよびパラメータのチューニングは、SWAT-CUPを用いておこなった。流域水収支計算を降水量の異なる年の3ケースで行った。
出力される地下水流出量を上流から海岸帯水層への地下水流入量と仮定し、併せて帯水層上の蒸発散、地下水揚水量を考慮し、帯水層の年間の水収支を計算した。その結果、現在の地下水用水量で年間降水量が平年値の場合、地下水位の変動は少ないという結果が得られた。一方、年間降水量が平年値を下回る場合は、地下水位が低下することが示唆された。対象地域において最近10年間は平年値を下回る傾向にあり、渇水年が続いている。そのような状況では、これまでのような地下水利用では、持続的な地下水利用は難しいことが示唆された。
今後は、海岸帯水層内の地下水流動計算を行う予定であるが、そのために必要な気象観測用の機器をダム貯水池の管理所内に設置した。以降現地の共同研究者の協力を得て、データを収集する。また、地下水流動計算は、既往研究の境界条件にてテストケースを計算しており、既往研究と同様の結果を得られている。今後はこれまでに本研究で得られている灌漑用水量のデータや上流域からの地下水流入量等を境界条件に加えて計算を行い、現地観測結果と比較しパラメータの設定等を行う。最終的にそれらの境界条件の影響が対象地域内の地下水流動に与える影響を定量化するとともに、持続的な地下水利用の提言を行いたいと考えている。

Research Products

• [Int'l Joint Research] 国立農業研究院 (INAT)/水科学技術研究センター (CERTE)(チュニジア)
• [Int'l Joint Research] NCGRT, Flinders University(オーストラリア)
• [Presentation] Effect of surface water use on mitigation of groundwater salinization in a semi-arid coastal shallow aquifer setting: a case study of lower Lebna watershed, Tunisia (2016)
  • Author(s): Kawachi A., Kefi M., Uchida C., Tarhouni J., and Kashiwagi K.
  • Organizer: SWIM-APCAMM 2016
  • Place of Presentation: Cairns, Queensland, Australia
  • Year and Date: 2016-07-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Estimating irrigation water demand and water productivity using survey-based methods in a Mediterranean semi-arid coastal area, Lebna watershed, Tunisia (2016)
  • Author(s): Kawachi A., Kefi M., Uchida, C., Tarhouni J., and Kashiwagi, K.
  • Organizer: TJASSST 2015
  • Place of Presentation: Tskuba, Japan
  • Year and Date: 2016-02-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A geochemical approach for delineation of groundwater salinization and recharge processes in an unconfined coastal aquifer, east of Cap Bon, Tunisia (2016)
  • Author(s): Kawachi A., Uchida C., Tarhouni J., and Tsujimura M.
  • Organizer: TJASSST2015
  • Place of Presentation: Tskuba, Japan
  • Year and Date: 2016-02-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effects of a Reservoir Water on the GW Quality in a Coastal Aquifer of Semi-arid Region, North-east of Tunisia (2015)
  • Author(s): Uchida C., Kawachi A., Tsujimura M., and Tarhouni J.
  • Organizer: 2015 AGU Fall Meeting
  • Place of Presentation: San Francisco, USA
  • Year and Date: 2015-12-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effective use of surface water for irrigation as an alternative water source to groundwater in a semi-arid coastal region northeast of Tunisia (2015)
  • Author(s): Kawachi A., Kashiwagi, K., Kefi M., Uchida, C., and Tarhouni J.
  • Organizer: CANUSSEE 2015 Joint Biennial Conference
  • Place of Presentation: Vancouver, Canada
  • Year and Date: 2015-10-01
  • Int'l Joint Research