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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Ecological evaluation of river restoration projects below dams by combination management of flow and sediment regimes

Research Project

Project/Area Number 17H01666
Research InstitutionKyoto 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 / サケ産卵床 / 生息場構造 / 水質浄化機能 / DNAメタバーコーディング / 天竜川
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、自然再生の進む米国・カリフォルニア州のトリニティ川を対象に、「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要素間の関係の分析を行い、天竜川などの国内河川での調査結果との比較分析を進めることで、「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」という仮説を検証した。
令和元年度は最終年度として、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)に及ぼす影響に加えて、課題3の砂州フィルタリングによる水質浄化機能に及ぼす影響、さらに、課題4としてこれらの研究成果の統合化を行った。
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,砂州頭と砂州尻および砂州がない河川区間の各河床から採取した微生物群集の種および生態学的機能をDNAメタバーコーディング解析に基づいて同定した。解析の結果,砂州は河川における環境異質性を高め,ダム下流河川における微生物群集の種多様性を回復させていることが示された。また,種多様性の回復とともに,水質浄化に関わる生態機能の多様性も回復していることが示された。
課題4では,これらの成果の統合化として、生息場提供機能及び物質循環機能を最適化することで、種多様性、栄養起源多様性及び濾過機能が増加することが示された。なお、それぞれの生態的機能を最適化するためには、止水性ハビタット面積割合の適切な管理が重要であり、止水性ハビタットは、天竜川における調査結果では、交互砂州から複列砂州へ移行する段階の砂州地形の時に最も出現しやすいため、適度に動的な砂州を形成することが重要である。
今後は、本研究の成果を土砂管理計画の管理目標の一つとすることで、河川生態系保全を考慮した河床地形管理が実現可能となると考えられる。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (59 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (20 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 12 results) Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 17 results,  Invited: 5 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California Berkeley/United States Bureau of Reclamation(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of California Berkeley/United States Bureau of Reclamation
  • [Journal Article] A Remarkable New Genus and Species of Nemourinae (Plecoptera, Nemouridae) from Sichuan, China, with Systematic Notes on the Related Genera2020

    • Author(s)
      Mo, R-R., M Gamboa, K. Watanabe, G-Q Wang, W-H Li, D Yang, D Muranyi
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 15(3) Pages: e0229120

    • DOI

      doi.org/10.1371/journal.pone.0229120

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A New Species of Protonemura Kempny, 1898 (Plecoptera: Nemouridae) from the Ishizuchi Range, Shikoku, Japan2020

    • Author(s)
      Muranyi, D., M. Gamboa, K. Watanabe
    • Journal Title

      Zootaxa

      Volume: 4718 (1) Pages: 57-66

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.11646/zootaxa.4718.1.4

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Changes to long-term discharge and sediment loads in the Vietnamese Mekong Delta caused by upstream dams2020

    • Author(s)
      Doan Van Binh, Sameh Kantoush, Tetsuya Sumi
    • Journal Title

      Geomorphology

      Volume: 353 Pages: -

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.geomorph.2019.107011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular Phylogeny and Diversification Timing of the Nemouridae Family (Insecta, Plecoptera) in the Japanese Archipelago2019

    • Author(s)
      M. Gamboa, D. Muranyi, S. Kanmori, K. Watanabe
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 14(1) Pages: e0210269

    • DOI

      doi.org/10.1371/journal.pone.0210269

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genome-wide Signatures of Local Adaptation among Seven Stoneflies Species along a Nationwide Latitudinal Gradient in Japan2019

    • Author(s)
      M. Gamboa, K. Watanabe
    • Journal Title

      BMC Genomics

      Volume: 20 Pages: 84

    • DOI

      doi.org/10.1186/s12864-019-5453-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparison of DNA Metabarcoding and Morphological Identification for Stream Macroinvertebrate Biodiversity Assessment and Monitoring2019

    • Author(s)
      J.M. Serrana, Y. Miyake, M. Gamboa and K. Watanabe
    • Journal Title

      Ecological Indicators

      Volume: 101 Pages: 963-972

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.02.008

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 河道外貯留ダムが河川の土砂連続性に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      石塚淳也, 小林草平, 竹門康弘, 角哲也
    • Journal Title

      河川技術論文集

      Volume: 25 Pages: 345-350

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 耳川の通砂事業により西郷ダム下流に形成した砂州の湧水特性2019

    • Author(s)
      小林草平, 中野大助, 深池正樹, 梶原慎介, 角哲也
    • Journal Title

      河川技術論文集

      Volume: 25 Pages: 387-392

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spatial distribution of spawning redds and larvae of Rhinogobius flumineus in relation to hydrogeomorphological characteristics in Kamo River, Japan2019

    • Author(s)
      Yokota K, Takemon Y, Fujihara M
    • Journal Title

      Paddy and Water Environment

      Volume: 17 Pages: 475-483

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10333-019-00743-0

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 河道外貯留ダムの類型化とその河川の土砂連続性への影響に関する研究2019

    • Author(s)
      石塚淳也, 小林草平, 竹門康弘, 角哲也
    • Journal Title

      京都大学防災研究所年報

      Volume: 62B Pages: 679-688

    • DOI

      -

    • Open Access
  • [Journal Article] 2018年排砂バイパス運用による小渋ダム下流における河岸侵食と流路変化2019

    • Author(s)
      小林草平, 小柴孝太, 角哲也, 竹門康弘, カントゥッシュ サメ
    • Journal Title

      京都大学防災研究所年報

      Volume: 62B Pages: 775-785

    • DOI

      -

    • Open Access
  • [Journal Article] 天竜川における出水履歴が河床の水質機能に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      高橋真司, 兵藤誠, 角哲也, 竹門康弘
    • Journal Title

      京都大学防災研究所年報

      Volume: 62B Pages: 700-712

    • DOI

      -

    • Open Access
  • [Journal Article] 木津川の河床地形管理における伝統的河川工法「聖牛」の活用2019

    • Author(s)
      田住真史, 竹門康弘, 小林草平, 角哲也
    • Journal Title

      京都大学防災研究所年報

      Volume: 62B Pages: 734-765

    • DOI

      -

    • Open Access
  • [Journal Article] Use constant-head injection test for in-situ estimation of hydraulic conductivity in gravel bed rivers2019

    • Author(s)
      Xiao E, Takemon Y, Kobayashi S, Sumi T
    • Journal Title

      京都大学防災研究所年報

      Volume: 62B Pages: 727-733

    • DOI

      -

    • Open Access
  • [Journal Article] Spatially Varying Trophic Effects of Reservoir-Derived Plankton on Stream Macroinvertebrates Among Heterogeneous Habitats Within Reaches2019

    • Author(s)
      Takahashi, S., Y. Takemon, T. Omura, K. Watanabe
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      doi.org/10.3390/ijerph17051795

    • Open Access
  • [Journal Article] Unraveling the Genetic Structure of the Coconut Scale Insect Pest (Aspidiotus rigidus Reyne) Outbreak Populations in the Philippines2019

    • Author(s)
      Serrana, J. M., N. Ishitani, T. M. Carvajal, B. J. M. Almarinez, A. T. Barrion, D. M. Amalin, K. Watanabe
    • Journal Title

      Insects

      Volume: 10 (11) Pages: 374

    • DOI

      doi.org/10.3390/insects10110374

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spatial and Phylogenetic Structure of DNA-species of Alpine Stonefly Community Assemblages across Seven Habitats2019

    • Author(s)
      Gamboa, M., J. Serrana, Y. Takemon, M. T. Monaghan, K. Watanabe
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      doi.org/10.1101/765578

    • Open Access
  • [Journal Article] パイプ型およびプレート型ハイドロフォンの 流砂観測特性に関する比較検討2019

    • Author(s)
      富田 邦裕, 叶 正興, 小柴 孝太, 角 哲也
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 75(2) Pages: I_643-I_648

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] INTEGRATING SWITCHED PREDICTION METHOD AND MULTIPLE ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS FOR PREDICTING INFLOW AND SEDIMENT INTO RESERVOIRS2019

    • Author(s)
      Sameh A. KANTOUSH, Peng An CHEN, Jihn Sung LAI, Gwo Fong LIN and Tetsuya SUMI
    • Journal Title

      土木学会論文集B1(水工学)

      Volume: 75(2) Pages: I_841-I_846

    • DOI

      -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Scouring of Replenished Sediment through Reservoir Flood Discharge Affects Suspended Sediment Concentrations at Downstream River Water Intake2019

    • Author(s)
      Fong-Zuo Lee, Jihn-Sung Lai, Wen-Dar Guo and Tetsuya Sumi
    • Journal Title

      Water

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      doi:10.3390/w11101998

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 天竜川における出水履歴が河床の水質機能に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      高橋真司, 兵藤誠, 角哲也, 竹門康弘
    • Organizer
      平成30年度京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] Use Constant-head Injection Test for In-Situ Estimation of Hydraulic Conductivity in Gravel Bed Rivers.2019

    • Author(s)
      XIAO ENBANG, Yasuhiro TAKEMON, Sohei KOBAYASHI, Tetsuya SUMI
    • Organizer
      平成30年度京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] 天竜川の砂州における湧水流路の形成過程と生息場機能2019

    • Author(s)
      山﨑弘美, 竹門康弘, 鳥居高明, 高橋真司, 兵藤誠, 角哲也
    • Organizer
      平成30年度京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] 木津川の河床地形管理における伝統的河川工法「聖牛」の活用2019

    • Author(s)
      田住真史, 小林草平, 角哲也, 竹門康弘
    • Organizer
      平成30年度京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] 河床攪乱指標を用いたダム建設影響の評価手法の提案2019

    • Author(s)
      波多野圭亮, 竹門康弘, 角哲也
    • Organizer
      平成30年度京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] 河道外貯留方式ダムの類型化及びその防災, 環境への効果に関する研究2019

    • Author(s)
      角 哲也, 石塚淳也, 小林草平, 竹門康弘
    • Organizer
      平成30年度京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] Monitoring of Flash Floods Using Image-Based Techniques2019

    • Author(s)
      Mahmood M. AL MAMARI, Sameh A. KANTOUSH, Sohei KOBAYASHI, Masafumi TAZUMI, Yasuhiro TAKEMON, Tetsuya SUMI
    • Organizer
      平成30年度京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] 小渋ダム下流における排砂バイパス運用による土砂の堆積と浸食2019

    • Author(s)
      小林草平, 角哲也, 小柴孝太, Sameh KANTOUSH, 竹門康弘
    • Organizer
      平成30年度京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] トリニティ川におけるRFIDを用いた砂礫の追跡による土砂還元事業の評価2019

    • Author(s)
      狩野幹太, David Gaeuman, 角哲也, 竹門康弘
    • Organizer
      平成30年度京都大学防災研究所研究発表講演会
  • [Presentation] Comparison of DNA metabarcoding and morphological identification for stream macroinvertebrate biodiversity assessment and monitoring2019

    • Author(s)
      Joeselle Serrana, Yo Miyake, Maribet Gamboa, Kozo Watanabe
    • Organizer
      Pest Management Council of the Philippines 51st Anniversary and Annual Scientific Conference
  • [Presentation] 天竜川のアユ産卵床分布調査における環境DNA分析の有効性評価2019

    • Author(s)
      高橋真司, 兵藤誠, 山崎弘美, 喜多村雄一, 角哲也, 竹門康弘
    • Organizer
      応用生態工学会第23回広島大会
  • [Presentation] Molecular Approaches to the Study of Freshwater Biodiversity: Genomic Adaptation and DNA Metabarcoding.2019

    • Author(s)
      Kozo Watanabe
    • Organizer
      International Workshop of Water Quality Monitoring
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Landscape shape predicts enclosed genetic variation within the metapopulation of a species with varied dispersal2019

    • Author(s)
      Ming-Chih Chiu, Kozo Watanabe
    • Organizer
      International Workshop of Water Quality Monitoring
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Sediment Microbial Diversity and Community Composition of Restored Gravel Bars in the Trinity River, California2019

    • Author(s)
      Joeselle Serrana, Bin Li, Tetsuya Sumi, Yasuhiro Takemon, Kozo Watanabe
    • Organizer
      Philippine Society for Microbiology 48th Annual Convention
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatial and Phylogenetic Structure of DNA-species of Alpine Stoneflies Community Assemblages across Seven Habitats2019

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, Joeselle Serrana, Michael Monaghan, Yasuhiro Takemon, Kozo Watanabe
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference 2019 (WET2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Genome-wide Transcriptome Analysis of stream stonefly along a climatic gradient in Japana2019

    • Author(s)
      Arnelyn Doloiras-Larano, Gotoh Yusuke, Maribet Gamboa and Kozo Watanabe
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference 2019 (WET2019)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Protein quantitative traits loci (pQTL) expression of the stonefly Nemoura ovocercia (Plecoptera) along nationwide region of Japan2019

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, Maria Claret Tsuchiya, Shunsuke Yamano, Thaddeus Carvajal, Hisato Iwata, Kozo Watanabe
    • Organizer
      Evolution 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Species dispersal mediates opposing influences of a branching network on genetic variation in a metapopulation2019

    • Author(s)
      Ming-Chih Chiu, Bin Li, Kei Nukazawa, Thaddeus Carvajal, Kozo Watanabe
    • Organizer
      2019 Annual Meeting of the Society for Freshwater Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 環境DNAバーコーディング解析を用いた河川水生昆虫の種多様性の解明2019

    • Author(s)
      八重樫咲子,細川大樹,渡辺幸三
    • Organizer
      応用生態工学会第23回大会
  • [Presentation] 四万十川と仁淀川の環境DNA及び底生動物群集のメタバーコーディング解析2019

    • Author(s)
      石谷直渡,八重樫咲子,Serrana, J.M.,Fernando, S.I.,渡辺幸三
    • Organizer
      応用生態工学会第23回大会
  • [Presentation] 7つのハビタットにおけるカワゲラのDNA種の空間構造および系統発生構造の推定2019

    • Author(s)
      Maribet Gamboa, Michael Monaghan, 竹門康弘, 渡辺幸三
    • Organizer
      第21回カワゲラ懇談会・第444回水生昆虫談話会報告
  • [Presentation] いかにダムから下流に土砂を届けるか? ~世界の挑戦とその分類~2019

    • Author(s)
      角 哲也
    • Organizer
      第11回応用生態工学会全国フィールドシンポジウムin耳川
    • Invited
  • [Presentation] Operation Results of the Koshibu Dam Sediment Bypass Tunnel Completed in 20162019

    • Author(s)
      Katsushi Ishida, Toshiyuki Sakurai and Tetsuya Sumi
    • Organizer
      3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Initial changes in riverbed topography after the operation of sediment bypass tunnel in the downstream of the Koshibu Dam2019

    • Author(s)
      Sohei Kobayashi, Katsushi Ishida, Hiroyuki Takeuchi, Tetsuya Sumi, and Yasuhiro Takemon
    • Organizer
      3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Estimating the Effects of Sediment from a Bypass Tunnel on the Management of Attached Algal Biomass2019

    • Author(s)
      Yukio Miyagawa, Yukio Onoda, Masanao Sueyoshi, Yuichi Kayaba, Keigo Nakamura, Tetsuya Sumi, and Yasuhiro Takemon
    • Organizer
      3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] New Sediment Bypass Schemes in Sakuma and Yahagi Dams in Japan2019

    • Author(s)
      Tetsuya Sumi
    • Organizer
      3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Application planning of sediment bypass tunnel to dams2019

    • Author(s)
      Tetsuya Sumi, Eisei kitamura, Masato Ono, Gen Nagatani
    • Organizer
      3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sediment Transport Monitoring with Impact Plates during Koshibu Sediment Bypass Tunnel Operations in 20162019

    • Author(s)
      Takahiro Koshiba, Tetsuya Sumi
    • Organizer
      3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Sediment management utilizing sediment bypass tunnel for hydropower dams2019

    • Author(s)
      Tomotake Imaoka, Hirofumi Okumura, Chihaya Onda and Tetsuya Sumi
    • Organizer
      3rd International Workshop on Sediment Bypass Tunnels
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 河道外貯留ダムが河川の土砂連続性に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      石塚淳也, 小林草平, 竹門康弘, 角 哲也
    • Organizer
      土木学会環境水理部会2019
  • [Presentation] 小渋ダム排砂バイパストンネルにおける インパクトプレートを用いた掃流砂 観測2019

    • Author(s)
      小柴孝太, 角 哲也
    • Organizer
      土木学会環境水理部会2019
  • [Presentation] Lessoned learned in Japan and concept of Integrated River Basin Management2019

    • Author(s)
      Tetsuya SUMI
    • Organizer
      Workshop on “Sedimentation Management in Central Vietnamese River Basin”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Sediment Bypass Workshop and New Topics2019

    • Author(s)
      Tetsuya SUMI
    • Organizer
      87th ICOLD Annual Meeting Ottawa
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Turbidity control and sediment management using sluicing tunnel at hydropower dam2019

    • Author(s)
      H. Okumura & C. Onda & T. Satoh, T. Sumi
    • Organizer
      87th ICOLD Annual Meeting Ottawa
    • Int'l Joint Research
  • [Book] ダムの科学(改訂版)2019

    • Author(s)
      一般社団法人 ダム工学会 近畿・中部ワーキンググループ
    • Total Pages
      192
    • Publisher
      ソフトバンククリエイティブ
    • ISBN
      978-4797397086
  • [Book] 今こそ問う水力発電の価値―その恵みを未来に生かすために2019

    • Author(s)
      国土文化研究所 (編集), 角 哲也 井上 素行 池田 駿介 上阪 恒雄 (監修)
    • Total Pages
      153
    • Publisher
      技報堂出版
    • ISBN
      978-4765518666
  • [Remarks] 生息場地形を介した生態系-土砂水理連携モデルの開発と河床地形管理手法の確立

    • URL

      http://ecohyd.dpri.kyoto-u.ac.jp/theme.html

  • [Remarks] トリニティ川調査

    • URL

      http://ecohyd.dpri.kyoto-u.ac.jp/activity/20170814-24America.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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