| Project/Area Number |
23K28277
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| Project/Area Number (Other) |
23H03587 (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 (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 64040:Social-ecological systems-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
原田 守啓 岐阜大学, 高等研究院, 准教授 (00647042)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東城 幸治 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (30377618)
永山 滋也 岐阜大学, 高等研究院, 特任助教 (70540558)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 洪水撹乱 / レジリエンス / 河道内氾濫原 / 水系スケール / インパクトーレスポンス |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，河川流域全体を俯瞰した河川管理における治水と環境の両立，生物多様性の保全に向けた実務的知見の創出，流域の洪水攪乱レジームに適応して河川生物群集に備わったレジリエンスの機構解明につながるものである．流域地形や降雨イベント及び河道の物理的状況によって異なる洪水攪乱レジームを流域スケール・セグメントスケールで評価することが可能な開発済みの手法を発展・組み合わせることにより，大規模洪水イベントに対する生物群集（底生生物，魚類）の応答を，攪乱外力とレジリエンス（ストレス耐性と復元力）の両面から分析することにより，流域により異なる洪水攪乱レジームと河川生物群集のレジリエンスの構造を明らかにする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，河川流域全体を俯瞰した河川管理における治水と環境の両立，生物多様性の保全に向けた実務的知見の創出，流域の洪水攪乱レジームに適応して河川生物群集に備わったレジリエンスの機構解明につながるものである．
本研究では，流域内の任意の地点・河川区間において発生している土砂輸送・河川地形変化といった物理環境の攪乱度合いを，流域全体を俯瞰して評価することを目的とした水系スケールの解析手法と，ある河川区間をクローズアップして河道内の河川地形を，瀬淵や河道内氾濫原に着目して分析するリーチスケールの解析手法の２モデルを開発している．対象流域として，長良川流域（岐阜県），千曲川流域（長野県），重信川流域（愛媛県）を対象に，上記２モデルによって記述される過去10年程度の洪水攪乱の履歴に対する生物の応答の関係性を分析している．
本年度の成果として，水系スケール・モデルの手法改良と精度検証が進んだ．RRIモデル（Rainfall-Runoff-Inundation model）をベースとして，流量計算精度の向上を図るとともに，河床面に作用する掃流力の評価方法を改良し，その妥当性の検証を行った．洪水流下時の平面的な掃流力分布を求めることができる平面二次元不定流解析を行い，これら２通りの計算による流量―掃流力の関係性を検証し，この結果を踏まえて更なる精度向上のための課題と改良方策を検討した．生物応答に関しては，長良川において2020年，2021年に行われた採水サンプルに対して環境DNAメタバーコーディング解析を実施し，魚類群集構成に対する洪水攪乱影響の分析が可能なデータセットを構築した．千曲川においても代表的な底生昆虫について中長期的な洪水攪乱影響分析を行うためのデータセットの準備が進んだ．
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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
当初計画では，モデル構築及び精度検証は１年目に集中的に行い，２年目には大規模洪水イベントの再現計算が終了するスケジュールとし，生物分布に関する追加調査，河道内物理環境に関する現地調査も２年目までに集中して実施する計画であった．１年目は計画通り進捗している．
水系スケールのモデルの土台として採用しているRRIモデルに，1km格子の解析雨量を与え，流出モデルに与えるパラメータを調整することによって，流量波形そのものは高い再現性をもって計算されることは先行研究で確かめられていたものの，河道内に作用する掃流力の算定の妥当性の検証は不十分であった．本年度実施した平面二次元不定流計算との比較検証により，河道断面形状を矩形断面として表現するRRIモデルの標準的な設定を用いる限りでは妥当な値が得られないことが明確になった．流量に応じて河道断面に作用する掃流力を適切に評価するためには，流量に応じて水面幅が変化する要素を簡易な関数により表現して実装することが有効であることを見出し，新たな計算方法の実装を進めている．
分担研究者は，長良川において2020年，2021年に行われた採水サンプルに対して環境DNAメタバーコーディング解析を実施し，魚類群集構成に対する洪水攪乱影響の分析が可能なデータセットを構築した．千曲川においても代表的な底生昆虫について中長期的な洪水攪乱影響分析を行うためのデータセットの準備が進んだ．現在，対象３河川のうち，長良川，千曲川について，おおよそ10年分程度の洪水流況の再現計算を行う準備を進めており，水系内の各区間に作用した掃流力の時空間的なデータベースが整備される見込みである．これにより，中長期的な洪水攪乱レジーム，短期的な大規模攪乱イベントの効果を分析するための素材が出そろう予定である．
以上のことから，初年度の進捗は計画通りといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
現時点において研究は計画通り進捗している．研究期間中に大規模な出水イベントが発生した際には，臨時の現地調査を実施するなど順応的な対応を進める予定である．
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