| Project/Area Number |
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 2023)
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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。
2年目の2023年度では，目標(a)を継続実施した。農研機構より提供されているSI-CAT日本全国1km地域気候予測シナリオデータセットを用いて，気候変動を考慮した気象データベースをAMeDAS観測点1287地点で作成することができた。
それとともに，目標(b)を継続実施した。現有の降雨シミュレータを揺動式に改造し，降雨強度100 mm/h以上の豪雨を的確に再現できるようにした。また，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を実施した。
目標(c)について，日本土壌に適用可能な新たな受食係数（リル受食係数，限界掃流力）推定式の提案を進めた。その結果，塑性土壌では，リル受食係数は塑性指数または砂含有率を変数として高精度に定式化され，限界掃流力は粘土含有率との間に概ね正の相関があった．一方，非塑性土壌では，リル受食係数と砂含有率に正の直線関係があり，限界掃流力は概ね一定値であった．
目標(d)について，土壌，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う準備を進め，沖縄県石垣市轟川流域における解析を行った。
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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地点における過去及び将来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更に改造して最大約200 mm/hの豪雨を的確に再現できるようになったこと，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。更に，新たな実施項目の目標(c)を進めた結果，リル侵食におけるリル受食係数及び限界掃流力の定式化に成功した。加えて，新たな実施項目の目標(d)についても，沖縄県石垣市轟川流域における土壌侵食・土砂流出解析の広域解析を実施することができ，計画通りに進んでいる。
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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(b)：降雨シミュレータを用いた侵食試験を継続実施する。また，沖縄県石垣市轟川における土砂流出の現地観測及び沖縄県石垣市の試験圃場における野外試験を継続実施する。
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。昨年度までに流水による土壌侵食の程度を表すリル受食係数及び限界掃流力の定式化は完了しているので，降雨による土壌侵食の程度を表すインターリル受食係数の定式化を目指す。
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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