Groundwater and surface water cycle system research using multi-tracer approach in Klang River Watershed, Malaysia

• Project/Area Number: 20KK0018
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 4:Geography, cultural anthropology, folklore, and related fields
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 辻村 真貴 筑波大学, 生命環境系, 教授 (10273301)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 和哉 東洋大学, 生命科学部, 教授 (10581613) ; 榊原 厚一 信州大学, 学術研究院理学系, 助教 (40821799)
• Project Period (FY): 2020-10-27 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2022: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2021: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: クアラルンプール / クラン川流域 / 地下水 / 水資源 / 熱帯湿潤地域 / 地下水涵養 / 地表水 / マルチ・トレーサー

Outline of Research at the Start

マレーシアの首都クアラルンプール市域において、その主要河川であるクラン川流域を対象とし、源流から沿岸域に至る河川、貯水池、および浅層・深層地下水の循環・流動に関わる動態を、各水体間の水の交流に着目しつつ、水の起源・混合、流動経路、および滞留時間の観点から明らかにする。源流から下流に至る河川水、貯水池、地下水における水素・酸素安定同位体組成、フロン、六フッ化硫黄等のガス濃度、微生物の全菌数等の情報を水循環のトレーサーとして用い、対象流域における各種水体における起源、混合割合、循環経路、および滞留時間を評価する。

Outline of Annual Research Achievements

2022年8月、9月、12月に各々1週間程度、マレーシア・クラン川流域において、源流域から沿岸の流出域にかけ、河川水、地下水、貯水池等の水試料採取を行った。加えて、クラン川流域において、マレーシア環境・水省の灌漑排水局が所管する気象・河川流量観測所の降水量、河川流量、河川水位、地下水位等の既存データを取得した。
採水試料は、実験室に持ち帰り無機溶存成分濃度、水素・酸素安定同位体比等の分析に供した。また、取得した既存の降水量、河川流量、地下水位等のデータは、流域における降雨流出モデルの構築に供した。
河川水における水素・酸素安定同位体比は、源流域より標高の低下に伴い徐々に高くなり、標高26mにおいて最大値を示したが、その後標高の低下とともに同位体比も低下する傾向が認められた。一般的に、河川水における水素・酸素安定同位体比は標高の低下とともに上昇する傾向があるので、本研究対象地域における結果はこれとは異なるものであった。標高26m付近は、地質の境界部分に相当している。また、当該地域の地下水位データをもとに、浅層地下水と深層地下水の各々地下水面図を作成し、地下水流動系を評価したところ、クラン川の標高26m付近は地下水の流出域に相当していた。以上のことから、クラン川河川水の水素・酸素安定同位体比の形成には、周辺地下水からの流出が影響を及ぼしていることが推定された。
さらに、既存の降水量、河川流量を用い、数値解析により河川の流出特性を計算したところ、クラン川の流出特性を良好に再現することができた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

過去2年間、新型コロナ感染症拡大の影響で海外フィールドにおける調査ができなかったが、2022年度においては、感染対策を十分にとりつつ、計3回のフィールド調査を行った。データ解析は順調に進んでいる。さらに、本研究の基盤的情報に相当するクラン川支流の降雨流出プロセスに関する論文を国際誌に投稿し、採択された。以上のことから、順調に進展していると評価した。

Strategy for Future Research Activity

2022年度調査で得られたデータの解析を更に進めるとともに、クラン川流域の地表水－地下水循環系に関する論文を、国際誌に投稿するための準備を進める。

Research Products

• [Int'l Joint Research] マレーシア原子力機関(マレーシア)
• [Int'l Joint Research] マレーシア原子力機関/マレーシア国民大学(マレーシア)
• [Int'l Joint Research] マレーシア原子力機関/マレーシア国民大学/マレーシア・プトラ大学(マレーシア)
• [Journal Article] Identification of Hydrogeochemical Processes and Controlling Factors in Groundwater and Surface Water Using Integrated Approaches, Tuul River Basin (Ulaanbaatar, Mongolia) (2023)
  • Author(s): Batdelger Odsuren、Tsujimura Maki、Tran Dang An、Zorigt Byambasuren、Thuc Pham Thi Bich
  • Journal Title: Advances in Research on Water Resources and Environmental Volume: 1 Pages: 167-198
  • DOI: 10.1007/978-3-031-17808-5_12
  • ISBN: 9783031178078, 9783031178085
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Influence of alpine vegetation on water storage and discharge functions in an alpine headwater of Northern Japan Alps (2023)
  • Author(s): Fujino Mayu、Sakakibara Koichi、Tsujimura Maki、Suzuki Keisuke
  • Journal Title: Journal of Hydrology X Volume: 18 Pages: 100146-100146
  • DOI: 10.1016/j.hydroa.2022.100146
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Rainfall-runoff characteristics in a tropical forested catchment, Puchong, Selangor, Malaysia (2023)
  • Author(s): Mariko Saito, Maki Tsujimura, Siti Nurhidayu Abu Bakar
  • Journal Title: Hydrological Research Letters Volume: 17 Issue: 2 Pages: 28-35
  • DOI: 10.3178/hrl.17.28
  • ISSN: 1882-3416
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spatial and Temporal Isotopic and Hydrochemical Characteristics of Groundwater and Surface Water in the Tuul River Basin, Mongolia (2022)
  • Author(s): Batdelger Odsuren、Tsujimura Maki、Litton Gary M.、Tran Dang An、Zorigt Byambasuren、Thanh Hoang Trung、Ougahi Jamal Hassan
  • Journal Title: Earth Systems and Environment Volume: 6 Issue: 2 Pages: 517-529
  • DOI: 10.1007/s41748-022-00305-1
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Long-Term Variations in Spring Water Mean Transit Time in a Forested Headwater Catchment in Japan (2022)
  • Author(s): Silveira Baptista Isabela、Tsujimura Maki、Onda Yuichi
  • Journal Title: Water Volume: 14 Issue: 23 Pages: 3925-3925
  • DOI: 10.3390/w14233925
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evaluating the predictive power of different machine learning algorithms for groundwater salinity prediction of multi-layer coastal aquifers in the Mekong Delta, Vietnam (2021)
  • Author(s): Tran Dang An、Tsujimura Maki、Ha Nam Thang、Nguyen Van Tam、Binh Doan Van、Dang Thanh Duc、Doan Quang-Van、Bui Dieu Tien、Anh Ngoc Trieu、Phu Le Vo、Thuc Pham Thi Bich、Pham Tien Dat
  • Journal Title: Ecological Indicators Volume: 127 Pages: 107790-107790
  • DOI: 10.1016/j.ecolind.2021.107790
  • NAID: 120007188769
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Radiocesium leaching from litter during rainstorms in the Fukushima broadleaf forest (2021)
  • Author(s): Sakakibara Koichi、Iwagami Sho、Tsujimura Maki、Konuma Ryohei、Sato Yutaro、Onda Yuichi
  • Journal Title: Science of The Total Environment Volume: 796 Pages: 148929-148929
  • DOI: 10.1016/j.scitotenv.2021.148929
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intensified salinity intrusion in coastal aquifers due to groundwater overextraction: a case study in the Mekong Delta, Vietnam (2021)
  • Author(s): Tran Dang An、Tsujimura Maki、Pham Hai V.、Nguyen Tam V.、Ho Loc Huu、Le Vo Phu、Ha Khai Quang、Dang Thanh Duc、Van Binh Doan、Doan Quang-Van
  • Journal Title: Environmental Science and Pollution Research Volume: 29 Issue: 6 Pages: 8996-9010
  • DOI: 10.1007/s11356-021-16282-3
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Groundwater quality evaluation and health risk assessment in coastal lowland areas of the Mekong Delta, Vietnam (2021)
  • Author(s): Tran Dang An、Tsujimura Maki、Loc Ho Huu、Dang Duc Huy、Le Vo Phu、Thu Ha Doan、Thu Trang Nguyen Thi、Chinh Le Cong、Bich Thuc Pham Thi、Dang Thanh Duc、Batdelger Odsuren、V. Nguyen Tam
  • Journal Title: Groundwater for Sustainable Development Volume: 15 Pages: 100679-100679
  • DOI: 10.1016/j.gsd.2021.100679
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research