| Project/Area Number |
23K11450
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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 63040:Environmental impact assessment-related
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
中野 孝教 香川大学, 四国危機管理教育・研究・地域連携推進機構, 客員教授 (20155782)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 佳裕 香川大学, 農学部, 教授 (30297460)
申 基チョル 総合地球環境学研究所, 研究基盤国際センター, 准教授 (50569283)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2027: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2026: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 雪 / 水資源 / 火山地域 / 環境影響評価 / 水質指標 / 安定同位体 / 簡易機器 / 影響評価 / 環境地球化学 / 岩石 |
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| Outline of Research at the Start |
1.代表者と分担者により予察研究を進めてきた2地域において、降水量や気温、水温のモニタリングから降水に占める雪の寄与を評価する。
2.降水由来の水質指標（水素・酸素同位体比や塩化物イオンなど）を用いて、地下水への雪の寄与を明らかにする。
3.流域の地質に由来する地球化学指標（ストロンチウム、鉛、ネオジムの安定同位体比など）から、雪の地下への浸透性や岩石風化の寄与を評価する。
4.雪が少ない他の地域で得られている既存データを再解析し、降水と地下水との関係を検討する。
5.降雪量の異なる地域での雪と地下水の量と質の関係を明らかにすることで、温暖化に伴う降雪量変化が水資源に与える影響評価法を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
気候変動に伴う降雪量減少は、水資源の量と質に影響を与えると予測されているが、水の化学的特徴には地質の化学的性質や透水性が強く反映される。本研究は日本が多雪国であり、化学反応性が高いいっぽうで透水性が岩石種によって大きく異なる火山が多いことに着目し、申請者が開発してきた元素組成と安定同位体を組み合わせた地球化学的手法を利用しながら、課題解決に資する手法の開発を目的としている。
2024年度は、研究サイトである福井県大野市において行政と市民の協力を得て採取した約150試料について、主要溶存元素と微量元素の濃度および水素・酸素の安定同位体比を分析した。その結果、従来から言われているように降水の水質は冬季と夏季で大きく異なることを確認したが降水採取装置からの亜鉛などの汚染があること、山麓の湧水は降水評価に適する一方で、市街地の湧水や地下水は農業や生活排水などの影響を受けていることが明らかとなり、蒸発散の影響評価の検討の重要性が判明した。
本地域の淡水（カルシウム炭酸水素イオン型）は、もう一つの対象地域である遊佐町（ナトリウム塩化物型）と異なるため、雪の指標となりうる水同位体過剰値や塩化物イオンや電気伝導度は利用できない。このため、ストロンチウムの安定同位体の水循環研究へのレビューを行い（地下水学会誌に投稿）、2025年度はSr同位体を用いた分析と解析を行う。本年度は。本研究成果の一部は、10月3日に同市で開催された水資源保全全国自治体連絡会における基調講演で報告した。
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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
本研究は、すでに分析が終了しているデータに新たな調査と降水や地下水を主としたモニタリング試料の分析を実施し、得られたデータを整理し、様々な解析を行うことで目的を達成する。本年度はこの目的を推進するため、①採取試料の水質分析と解析、②気象庁のアメダスデータや環境省の水質モニタリングデータの解析、③市民が利用している水資源への影響評価に資する手法開発を行った。
①については、昨年度の成果を基に、大野市において人間活動の影響を受けない山麓の湧水を新たな対象とし、採取した月別モニタリング試料について水質分析を行った。その結果、予想通り市街地湧水に比べて冬季の降水の寄与が明らかになりつつある。いっぽう盆地の不圧地下水は、山地からの河川伏流水に対して降水や灌漑水の地下浸透による地下水が加わるため、異なる深度の水質比較や地下水の地表への湧出に対する検討の重要性が明らかになった。
②については、環境省の過去30年の河川水の水質モニタリングデータに対してGIS解析を行った。その結果、人為影響成分は大都市部で高く特に関東平野で顕著であるが、大野市の市街地地下水も硝酸性窒素濃度が降水由来(0.5mg/L)の2倍以上も高いことから、下水道が整備されても生活排水由来の窒素に富むことが明らかとなった。
③については、市民の井戸水について水温と電気伝導度を主とした解析を行った。その結果、地下水面に近い浅所（～3ｍ）では水温は融雪の影響を強く受けており、恒温層より浅い部分では水温の深度変化から地下水流速を推定できる可能性があること、電気伝導度からは大雨時には地下水面下数ｍ近くまで雨水浸透水の影響が及ぶ可能性があることが明らかになってきた。これらの結果をさらに進めることで、予定以上の成果を得られる可能性がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
冬の雪に含まれる窒素や塩化物イオン、重金属元素などの濃度は春から秋の降雨に比べて一桁以上も高い。これら降水の水質を山地や平野・盆地の農業地域や市街地域の河川水や地下水の水質と比較することで、雪の水資源への影響を評価しうることが明らかになってきた。次年度以降も、元素組成と安定同位体を組み合わせた水質分析に加えて、既存の環境モニタリングデータと簡便機器を用いた水質の時空間変化について詳細な解析を行う。
2025年度は、遊佐町や周辺の日本海側地域において水質の比較検討を行うと共に、今年度行ったように公開されたモニタリングデータを用いて、これまでの成果の論文化を目指す。大気由来の水質成分は季節変化が大きいが、人間活動の直接的な影響のない地域の河川水や地下水の溶存成分は大気降下物と地下の土壌や岩石に由来するので、流域地質を勘案しながら両者の特徴を明らかにする。今年度実施した水質研究にSr同位体を適用した多くの論文のレビューから、淡水水質に対する陽イオン交換の重要性がホットな課題になっているので、Sr同位体を用いた検証を降水と岩石の特性にあわせて検討する。
本年度の検討により淡水の電気伝導度を検出精度（0.1μS/cｍ）と同程度の再現性で分析できることが明らかになったので、市民の協力によって得られる日単位の水試料について、電気伝導度に加えて酸性度や濁度、各種イオンの簡易計測機器を用いた水質分析法についても検討を進める。
これにより本研究の目的とする「雪の水資源への影響評価法の構築」という課題を進展させる。
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