| Project/Area Number |
23K23726
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| Project/Area Number (Other) |
22H02461 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 | Ishikawa Prefectural University |
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Principal Investigator |
藤原 洋一 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (10414038)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 優子 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (60353588)
高瀬 恵次 石川県立大学, 生物資源環境学部, 客員教授 (90133165)
長野 峻介 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (90646978)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 地下水 / 水循環 / 扇状地 / 水循環モデル / 数値シミュレーション / トレーサー / 流出モデル / 斜面崩壊 / 高濃度濁水 / 伏流量 / 水田 / ポット試験 / 地下水モデル |
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| Outline of Research at the Start |
豪雨による土砂災害が頻発している。石川県手取川では、上流での斜面崩壊によって高濃度濁水が2年以上継続し、扇状地の地下水位の異常低下が生じた。濁水によって水田土壌や河床間隙の目詰まりが生じて水田浸透量と河川伏流量が減少し、その結果として異常な地下水位の低下に繋がったと考えられた。そこで、水田・河川浸透量の変化の室内実験、浸透量の現地観測、地下水の安定同位体による起源推定、地下水モデルの数値解析によって、濁水とその他の要因（降水の多寡など）が地下水位の異常低下に寄与した割合を評価する。さらに、浸透量の変化を日単位で推定し、地下水位の異常低下がいつまで継続しどの様なプロセスで回復するのかを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
石川県手取川流域（流域面積809km2）では、2015年5月に上流域で発生した大規模な斜面崩壊により、高濃度の濁水が長期間にわたり流出した。この濁水の発生と同時期に、扇状地における地下水位が急激に低下する現象が確認された。そこで、本研究では高濃度濁水が手取川からの伏流量に与えた影響を解明するとともに、濁水が地下水位の低下にどの程度寄与したのかを定量的に評価することを目的とした。
本研究では、地表帯・中間帯・地下水帯の三領域で構成される集中定数型・三段タンク水収支モデル（高瀬・藤原，2022）を構築し、地下水位低下に対する各要因の寄与率を推定した。このモデルを用いて、以下の2つの想定ケースに基づく地下水位のシミュレーションを実施した。Case A（濁水の影響がない場合）：2015年以降も手取川からの伏流量および水田からの浸透量に関するモデルパラメータを変化させず、濁水の影響がなかった場合の地下水位を計算した。Case B（降水量が例年通りであった場合）：Case Aの条件に加え、2015～2017年の年降水量が2013～2014年の平均降水量に達するように、日降水量のモデル入力データを補正し、降水量が平年並みであった場合の地下水位を算出した。そして、各ケースの結果を比較し、日ごとの水位差から寄与率を算出し、2015～2017年の各年における平均寄与率を求めた。
その結果、2015年における地下水位低下への寄与率は、濁水が76%、降水量が24%、2016年は濁水が67%、降水量が33%、2017年は濁水が82%、降水量が18%であることが明らかとなった。以上より、高濃度濁水が地下水環境に与える影響の大きさを定量的に示すことができた。
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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
これまでの研究により、濁水発生後に主要な涵養源である手取川からの伏流量および水田からの浸透量が減少したことが指摘されている。しかしながら、降水量の多寡など、その他の要因については十分に考慮されてこなかった。そのため、急激な地下水位の低下に対して、濁水がどの程度寄与したのかについては明確になっていなかった。
今年度の研究においては、濁水および降水量が地下水位に及ぼした影響を定量的に評価することが可能となり、研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度においては、以下の課題を中心に取り組む予定である。すなわち、高濃度濁水が扇状地の地下水環境に与えたインパクトの大きさを、今後進行が予想される気候変動による影響と比較することを目的とする。そのために、気候モデルから得られる将来予測データを用いる予定である。具体的には、気象庁気象研究所によって開発された気候モデルMRI-AGCM3.2Sによる150年連続気候実験データを用い、本年度に構築した水循環モデルを駆動して地下水環境の将来変化をシミュレーションし、濁水による地下水位低下量と比較してその影響を評価する。
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