2016 Fiscal Year Research-status Report
水田流域水環境における水理・熱環境・窒素動態の統合解析
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16K18770
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
木村 匡臣 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (80725664)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 水田流域 / 熱環境 / 田面水 / 水環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
田面水の平面2次元流れ場を計測するための水理実験模型装置を作成した．透明アクリル板を模型装置の壁面に用いることにより，装置底面からの動画撮影が可能となるよう工夫した．直径約10 cmの塩ビ管を縦横に等間隔に配置することで，水田内に規則的に並ぶ稲株を表現した．模型装置に通水をし，トレーサー粒子の動きをビデオカメラで撮影して記録した．その際，複数の種類のトレーサー粒子を試行し，PIV（粒子画像流速測定法）を活用して流速分布を求めるために必要なトレーサー粒子の適用性の検討を行った．以上により，田面水の平面2次元流計算モデルの検証に用いる流れ場測定のための体制が整った．
稲株群による流れへの抵抗を考慮した平面2次元流数値計算モデルの作成にとりかかり，稲株の密度や太さによる抵抗力の違いを推定するためのアルゴリズムを構築した．稲株周囲の流れ場の再現には非構造格子を用いた有限体積法を応用し，水田全体の流れ場の計算モデルには構造格子によるSIMPLE法を用いた．
栃木県栃木市の水田圃場を観測対象水田として選定し，水田内の熱・窒素動態へ影響を与える気象要因（日射，気温，湿度，風速，気圧）の観測および，水田区画内の複数の地点における水深，水温を連続観測し，水田内の温度環境分布の計算モデルの検証に必要なデータを取得した．さらに，観測対象水田における水口と水尻の田面水をおよそ週3回の頻度で採水し，全窒素，硝酸・亜硝酸態窒素，アンモニア態窒素，全リン，リン酸態リン，全有機炭素の濃度を分析した．
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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
水田模型実験装置は予定通り完成した．また，観測対象水田における水深・水温分布や気象データの取得，水口・水尻における田面水中の栄養塩の連続的な測定も順調に進んでいる．水田上空より熱画像を取得するためのUAVに関しては，その適用性の検証と操縦方法の習得を進めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
水田模型水理実験の結果を基に，稲株群による流れへの抵抗を考慮した平面2次元流数値計算モデルを構築し，その検証を行う．また，観測対象水田における温度環境分布の観測を引き続いて実施し，観測結果を基に水田内の流れ場，気象条件を入力データとする水田内温度環境計算モデルの作成にとりかかる．これと併せて，水田内の複数の地点で田面水を採水するための装置を作成し，田面水中の窒素濃度の平面分布の把握を試みる．
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| Causes of Carryover |
UAV搭載用熱赤外線カメラの購入をH29年度に繰り越すこととしたため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
H29年度の予算と合わせてUAV搭載用熱赤外線カメラを購入する予定である．
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