Integrated Assessment of Soil Conservation and Watershed Sediment Dynamics in the Severe Meteorological Phenomena
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22K05883
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41030:Rural environmental engineering and planning-related
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| Research Institution | Utsunomiya University |
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Principal Investigator |
大澤 和敏 宇都宮大学, 農学部, 教授 (30376941)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 土壌環境保全 / 土壌侵食 / 気候変動 / 豪雨 / 水・物質動態解析モデル / 環境調和型農林水産 |
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| Outline of Research at the Start |
近年，流域における健全な水・物質循環の重要性がSDGs等を通して広く認識され，そのような中で育まれる人間生活や生態系保全への関心が国内外で高まっている。さらに，気象現象の激甚化に伴って土壌侵食のリスクも高まっており，将来的な気候変動も考慮した上で，保全対策や圃場整備計画を検討することが重要となる。そこで本研究課題では，気象現象の極端化・激甚化を適切に反映させた気象情報及び高降雨強度でも高精度に侵食現象を予測できる土壌情報を用いた解析を実施した場合，侵食リスクはどの程度増大するのか，そのリスクを回避するための抑制対策をどのように評価すべきなのかについて検討することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，農林地や流域における土壌保全及び流域水・物質動態解析の主要な解析モデルであるWEPP等を対象として，気象や土壌情報を統合的に整備し，豪雨の頻度や規模の増大を含む気候変動に対する土壌侵食の応答を的確に予測することを目的として，情報解析，室内実験，現地試験，そして数値シミュレーションを通して研究を遂行する。具体的には，(a)過去から将来の気象入力要素の全国的整備および統計処理，(b)国内主要土壌を用いた土壌の受食性の系統的評価，(c)土壌物性値を用いた受食係数の推定法の開発，(d)将来的な気候変動を考慮した水・物質動態の地域毎の比較・評価，という4つの具体的な目標を掲げ研究を遂行する。
初年度の2022年度では，目標(a)を実施した。解析対象を日本全国として，約150地点の地上気象観測所や約1300地点のアメダス観測所の過去数十年分のデータを用いて解析した。気象入力要素の整備には，任意の地点におけるこれまでの観測値に基づいた気象要素の統計値(平均値，標準偏差，歪度など)の情報を用いて，仮想の気象データを生成した。なお，仮想気象データのシミュレータには，WEPPで採用されているCLIGEN(CLImate GENerator)を用いた。解析の結果，日本国内の1287地点における気象入力データを整備することができた。
それとともに，目標(b)を実施した。土壌固有の侵食されやすさの指標である受食係数に関する室内実験を実施するために，現有の降雨シミュレータを改造し，降雨強度100 mm/h以上の豪雨を再現できるようにした。また，広島県のマサ土を採取して，土壌固有の侵食されやすさの指標である受食係数に関する室内実験を実施するとともに，沖縄県石垣市轟川における土砂流出の現地観測や沖縄県石垣市の試験圃場における野外試験の準備を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在までの進捗状況としては，概ね計画通りに順調に進展している。目標(a)の過去から将来の気象入力要素の全国的整備および統計処理については，日本国内の約1300地点における過去の気象要素のデータベースを構築することができ，計画通りの成果が上がっている。また，目標(b)の国内主要土壌を用いた土壌の受食性の系統的評価については，降雨シミュレータを改造して最大約200 mm/hの豪雨を再現できるようになったこと，それらの試験装置を用いた室内実験を実施したこと，河川における土砂流出量の現地観測や実圃場における野外試験を進めることができており，計画に沿った形で進展できている。なお，目標(c)および目標(d)については，当初の計画通りに2023年度から進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の今後の研究の推進方策として，以下の事項について進める。
目標(a)：構築した気象入力要素に，地球温暖化による気候変動の要素を加えた解析を行う。用いる予測値は，農研機構によって開発された「日本全国1km地域気候予測シナリオデータセット(農研機構地域気候シナリオ2017)」とする。降水量は大雨や短時間強雨の発生頻度が全国的に増加する傾向にあることが報告されており，土壌侵食も増大することが予想される。
目標(b)：2022年度に降雨シミュレータの改造を行ったが，降雨を均一に降らせることができなったため，再度改造をすることによって，再現性の高い侵食試験ができるようにする。それと当時に，沖縄県(赤黄色土)，鹿児島県(シラス土)，群馬県(黒ボク土)，北海道(黒ボク土)等の畑地土壌を対象に侵食試験を行う。また，沖縄県石垣市轟川における土砂流出の現地観測を継続し，沖縄県石垣市の試験圃場における野外試験を実施する。
目標(c)：(b)で得られた各受食係数と粒度組成や有機物含有率の土壌物性値を用いた推定式から算出される推定値を比較し，推定式を日本の土壌へ適用できる形へ改良する。
目標(d)：(a)によって気象入力データ，(b)及び(c)によって土壌入力データが整備される。それとともに，地形，土地利用，営農方法の情報をGISにまとめ，WEPPによる広域解析を行い，全国の侵食リスク評価マップを作成する。
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Report
(1 results)
Research Products
(13 results)
