2017 Fiscal Year Annual Research Report
Ecological evaluation of river restoration projects below dams by combination management of flow and sediment regimes
| Project/Area Number |
17H01666
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
角 哲也 京都大学, 防災研究所, 教授 (40311732)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹門 康弘 京都大学, 防災研究所, 准教授 (50222104)
渡辺 幸三 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (80634435)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | フラッシュ放流 / 土砂還元 / トリニティ川 / カリフォルニア / サケ / 産卵床 / 自然再生 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年8月に米国カリフォルニア州のトリニティ川を訪問し、「河川管理（流況・土砂供給）」，「生息場構造」「生物多様性」「水質浄化機能」の４要素に着目して現地調査と過去のデータ収集を行い，４要素間の関係の定量化を開始した。研究は４つの個別課題から構成され、平成29年度は、そのうち、課題１の河川管理の違いが生息場構造や河床状態に及ぼす影響の解明、および、課題２の河川管理の結果形成された生息場構造が生物多様性（魚類・底生動物）に及ぼす影響について検討を行った。
課題１に関しては、過去および現在の河川管理（置き土とフラッシュ放流）と生息場構造に関するデータを収集し，両者の関係を定量的に検討した。具体的には、ルイストンダム下流区間において土砂管理（置き土）地点及び流路再生地点として選定されている代表的な20地点で調査を行い，ドローンを使って解像度の高い空中写真を撮影した。画像データから，小滝・早瀬・平瀬・淵・トロ・ワンド・高水敷タマリ・低水路タマリの7 区分の生息場に分けてマッピングし，面積比，頻度比，生息場多様度等の生息場構造指標を評価した。これにより，トリニティ川のルイストンダム下流区間の調査結果をもとに，「流量変動や土砂供給量が中程度の状況下で生息場構造の多様性や河床間隙が最も高まる」という仮説の検証を行った。
課題２では，生息場構造や砂州形状と河川底生動物および魚類相との関係を調査した。具体的には、生息場ごとに底生動物と魚類の種多様性，種構成，個体数，エネルギー寄与率等の生態学的指標を評価するために，課題１で明らかにされた生息場構造指標，砂州形状特性値や河床材料に関するデータとの定量関係を回帰分析で導き，流況や土砂管理による生息場の改善が生態学的指標の変化に繋がっているのかを定量的に検証した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
日本側の京都大学および愛媛大学のチームによる事前調整会議を5-7月に複数回開催して、本研究のスコープおよび現地調査計画の明確化を図った。
その上で、8月に米国カリフォルニア州のトリニティ川を訪問し、カリフォルニア大学バークレー校のMatt Kondolf教授をコーディネータに、先方のトリニティ川自然再生プログラム（TRRP）事務局とキックオフ会議を行うとともに、トリニティ川や上流ダム群を対象とする合同での現地調査を行い、過去の既往資料と合わせて貴重な現地データを取得することができた。また、同行した修士課程学生は12月まで現地に残留して、先方研究者と土砂還元を行った礫の移動を追跡する技術（RFID）を用いた現地調査を行うなど、研究協力関係の構築に成功した。
また、ドローンを使った空中写真の画像データから，7 区分の生息場に分けてマッピングを行って生息場構造指標を評価するとともに、生息場構造や砂州形状と河川底生動物および魚類相との関係について順調に検討を開始できた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に米国カリフォルニア州のトリニティ川で調査した「河川管理（流況・土砂供給）」，「生息場構造」「生物多様性」「水質浄化機能」の４要素間の関係を分析するとともに、天竜川と木津川を中心とした国内河川で同様の調査を行い比較する。研究は４つの個別課題から構成される。課題１は河川管理の違いが生息場構造や河床状態に及ぼす影響を解明する。課題２と課題３では，河川管理の結果形成された生息場構造が生物多様性（魚類・底生動物）および砂州フィルタリングによる水質浄化機能に及ぼす影響をそれぞれ明らかにする。
課題１に関しては，トリニティ川のルイストンダム下流区間ならびに天竜川船明ダム下流区間の調査結果をもとに，面積比，頻度比，生息場多様度等の生息場構造指標を評価し，「流量変動や土砂供給量が中程度の状況下で生息場構造の多様性や河床間隙が最も高まる」という仮説を検証する。
課題２では，生息場ごとに底生動物と魚類の種多様性，種構成，個体数，エネルギー寄与率等の生態学的指標を評価するために，課題１で明らかにされる生息場構造指標，砂州形状特性値や河床材料に関するデータとの定量関係を回帰分析で導き，流況や土砂管理による生息場の改善が生態学的指標の変化に繋がっているのかを定量的に検証する。
課題３では，生息場構造の水質浄化機能を評価するために， 平成29年度に行った調査結果をもとに，濁度，懸濁成分量（SS，強熱減量），粒状有機物の安定同位体比，溶存酸素や栄養塩等の水質項目について，砂州内流下方向の変化を評価するとともに，河床内に生息する微生物群集の種組成について，次世代シーケンサーを用いたメタゲノム解析で種を同定する。そして，砂州リフレッシュによる微生物群集組成の更新と共に，生物学的な水質浄化機能の改善に繋がっている分類群等を特定し，砂州形状や河床間隙率の違いが水質浄化機能に及ぼす影響を明らかにする。
|
