多深度高頻度長期時系列観測データの分析による淡水レンズ地下水資源かん養特性の解明

• Project/Area Number: 22K05893
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41030:Rural environmental engineering and planning-related
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 白旗 克志 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, 上級研究員 (10648281)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥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: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 淡水レンズ / 時系列観測データ / 地下水涵養 / 時系列観測

Outline of Research at the Start

透水性の地層からなる島嶼では，地層中に浸入している海水の上に地表から浸透した降水が内陸ほど厚い凸レンズ形状となって浮かぶ淡水レンズと呼ばれる地下水塊を形成し，これが唯一の水資源となる。本研究は，淡水レンズの挙動を捉える地下水位および多深度の地下水電気伝導率の観測を長期連続して行い，得られる時系列データを分析して，長期間の淡水レンズ地下水資源量変化への降水の寄与を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，淡水レンズが分布する島嶼の観測孔に自記計を設置し，地下水位，淡水部分からその下位の遷移域にかけての多数深度のEC，水面直下の温度を10分～30分間隔の高頻度で連続的に観測して得られた観測データと降水量データを分析し，(1)淡水レンズ観測データの時系列変化に含まれる異なる周期の変動成分の解明，(2)短時間の降雨強度変化に対する淡水レンズ厚さの応答特性の解明，(3)長期間の降水量に対する淡水レンズ厚さの応答特性の解明とかん養率の推定を行う。
計画する3年の研究期間のうち初年度である本年度は，2022年7月に沖縄県多良間村現地において，淡水レンズ分布域にある地下水観測孔に自記水位計・多深度自記EC計・自記温度計を設置して観測を開始した。地下水位と多深度ECの時系列観測データは，淡水レンズ厚さの連続時系列データを得るために用いる。水面直下の温度観測データは，浸透した降水の地下水面への到達を温度変化によって捕捉するために用いる。観測開始から4ヶ月後の2022年11月，その3ヶ月後の2023年2月に同現地において，全ての自記計のデータ回収と次期間の観測開始作業を行い，2023年2月時点で7ヶ月を超える時系列連続観測データを取得した。また2022年6月に同島の淡水レンズを対象に研究協力者によって行われた携帯型測定機器を用いた多数観測孔の水位・EC一斉測定結果から淡水レンズ全体の分布状況を確認した。過年度の既往一斉測定結果と比較して淡水レンズ下面（淡水層の下位の汽水層との境界）位置がやや低く淡水レンズがやや厚い結果となっており，沖縄地方の当該年度の梅雨期の降水量が例年より多かったことの影響が残っている可能性が考えられた。このことは，参考として7月に同県内の宮古島においても地下水位測定を行った結果，過去の同島での測定結果に比べて水位が高い傾向にあったこととも整合的であった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

初年度の計画のとおり，研究目的達成の基礎である現地における淡水レンズに関する地下水位・EC・温度の自記観測による連続データ取得を開始でき，水位・EC一斉測定結果から淡水レンズの概況を把握できたため。

Strategy for Future Research Activity

2年目となる次年度は，当初計画に沿い初年度と同様の方法で現地観測を継続して長期の時系列データを取得するとともに，後年のデータ分析に備えて観測データの整理・グラフ化を進める。