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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Groundwater environmental change due to 2016 Kumamoto Earthquake

Research Project

Project/Area Number 17H01861
Research InstitutionKumamoto University

Principal Investigator

細野 高啓  熊本大学, 大学院先導機構, 准教授 (30367065)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森村 茂  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (20230146)
谷水 雅治  関西学院大学, 理工学部, 教授 (20373459)
中川 啓  長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(環境), 教授 (90315135)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords熊本地震 / 地殻変動 / 水循環 / 地下水 / 安定同位体比 / 水位変動 / 物質移動 / 菌叢解析
Outline of Annual Research Achievements

我々のグループは、熊本地震に伴い地域地下水環境にどのような変化が生じたのかを統合的に理解することを目的に、日本随一の地下水都市であり極めて密な地下水観測網を有する本地域から抽出した水位、水質、同位体比、水温、菌叢データを駆使し、以下の班を設けることで、地下水流動変動と水質変化機構の全貌の解明に挑戦する。全体の2年目を修了した時点において各班について以下のような研究を計画・実施している。

●水位班:観測井戸地下水位データを4つの異なる管轄(国交省、熊本県、熊本市、上下水道局)からそれぞれ入手した。得られた水位データは 、国土地理院の地震後の標高データが公表されてから地盤沈降の影響を補正し、震災前後2年間分の地下水位データを全て収集・整理した。昨年度までにこうした水位変化を及ぼしたメカニズムを解明し、論文化を着手した。●水質班:初年度は熊本地域の観測井戸や民間井戸約100地点において採水を行うと同時に、3つの異なる管轄(国交省、熊本市 、上下水道局) における行政から水質観測データを入手した。昨年度は行政データの解析を進めながら、特に水質分析を実施し、地震前後を比較できるデータを完備させた。●地震予知班:これまでに採水した水試料の分析を継続し地震前後の水位・水質データベースの構築を継続している。●新湧水班:阿蘇地域に出現した新湧水の起源や湧出メカニズムについて、現場調査ならびに既存文献の整理を完了させ、昨年までに国際論文にて発表を行っている。 ●微生物班:昨年同様、本年度も同地点において継続調査を実施し、地震後2年以降の推移を追跡した。●汚染班:水質班ならびに微生物班と連携して、基本水質の変化から汚染に関連する項目をピックアップして実態の調査を継続した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

主な研究成果として、上記国際誌への掲載の他、国内学会(地球惑星科学連合大会)と国際学会(国際水文地質学会)のそれぞれに熊本地震が地下水環境に及ぼした影響をテーマとした特別セッションを設け、申請者が共著となるそれぞれ11件と9件の合計20件の発表を実施し、国内外に広く研究や成果内容の重要性を公表したことが挙げられる。

当初計画していた各班における実施計画は全て実行し、それに対する結果も整理されてきた。既に一部の結果はScientific Reports誌に掲載された。また、論文化を目指した原稿執筆も精力的に進めており、現在2編の論文が国際科学雑誌に投稿中となっている。初年度もそうであったが、2年目が終了した現時点において、当初の達成目標を上回る結果と高いモチベーションで研究が進んでいる。今後取りまとめに入るうえで十分な準備ができている状態にある。

Strategy for Future Research Activity

水位班:今後は、必要に応じて補足調査を実施しつつ、これまで整理したデータを基に論文掲載を目指す。水質班:今後は、補足分析を実施しつつ、これまで整理したデータを基に論文作成に着手する。地震予知班:これまでに採水した水試料の分析を継続し地震前後の水位・水質データベースの構築を図る。新湧水班:阿蘇市狩尾地域において認められた地震活動によって湧出した深部流体(論文で報告済み)の面的分布特性をより明らかにするため、地点数を増やして試料採取を実施する。微生物班:昨年同様、本年度も同地点において継続調査を実施し、地震後3年以降の推移を追跡する。また、これらの結果をとりまとめ、国際雑誌投稿までこぎ着けたい。汚染班:昨年度に引き続き、水質班ならびに微生物班と連携して、基本水質の変化から汚染に関連する項目をピックアップして実態の調査を継続する。今後は、それらの成果について、国際科学雑誌に論文投稿を目指す。

  • Research Products

    (24 results)

All 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 10 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      カリフォルニア大学
  • [Journal Article] Earthquake-induced structural deformations enhance long-term solute fluxes from active volcanic systems2018

    • Author(s)
      Hosono, T., Hartmann, J., Louvat, P., Amann, T., Washington, K.E., West, A.J., Okamura, K., Böttcher, M.E., Gaillardet, J.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 14809

    • DOI

      10.1038/s41598-018-32735-1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Coseismic groundwater level change after the 2016 Kumamoto earthquake.2018

    • Author(s)
      Hosono, T.; Yamada, C.; Shibata, T.; Tawara, Y.; Shimada, J
    • Organizer
      45th IAH Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deciphering downward movement of nitrate through volcanic unsaturated formation using high composition δ15N and δ18O tracers.2018

    • Author(s)
      Boateng, D.; Hosono, T.; Okumura, A.; Sakiur Rahman, A.T.M.; Shimada, J.
    • Organizer
      45th IAH Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tank model analysis of coseismic groundwater-level changes induced by 2016 Kumamoto Earthquake.2018

    • Author(s)
      Kagabu, M.; Ide, K.; Hosono, T.; Nakagawa, K.; Shimada, J.
    • Organizer
      45th IAH Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Coseismic change of groundwater quality after the Kumamoto earthquake using long-term public observation data.2018

    • Author(s)
      Masaki, Y.; Shimada, J.; Hosono, T.
    • Organizer
      45th IAH Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Changes in groundwater flow estimated by repeated measurements of subsurface temperature in the Kumamoto area, Japan: Effects of 2016 Kumamoto earthquake.2018

    • Author(s)
      Miyakoshi, A.; Taniguchi, M.; Ide, K.; Kagabu, M.; Hosono, T.; Shimada, J.
    • Organizer
      45th IAH Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fully Coupled Surface and Subsurface Flow Simulation with Model Validation Using Stable Isotopes and Tracer of Kumamoto Region in Japan.2018

    • Author(s)
      Sakiur Rahman, A.T.M.; Hosono, T.; Tawara, Y.; Boateng, D.; Shimada, J.
    • Organizer
      45th IAH Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Scientific Research Project on the effect of 2016 Kumamoto earthquake to the local hydro-logical system including groundwater.2018

    • Author(s)
      Shimada, J.; Hosono, T.; Nakagawa, K.
    • Organizer
      45th IAH Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Numerical modeling study on reproducing groundwater level change caused by the 2016 Kumamoto Earthquake.2018

    • Author(s)
      Tawara, Y.; Fukuoka, Y.; Yoshida, T.; Hosono, T.; Rahman, S.; Shimada, J.
    • Organizer
      45th IAH Congress
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Seasonal variations of dissolved Ge:Si ratios in streams from the Aso caldera, Kyushu, Japan.2018

    • Author(s)
      Gaspard, F.; Opfergelt, S.; Hartmann, J.; Hosono, T.; Delmelle, P.
    • Organizer
      Goldschmidt 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluating the contribution of high temperature fluids to surface waters using Se/SO4 ratios and the stable isotopes of sulfur and carbon for the Aso caldera, Japan.2018

    • Author(s)
      Romero-Mujalli, G.; Hartmann, J.; Hosono, T.; Amann, T.; Louvat, P.; Böttcher, M.
    • Organizer
      EGU General Assembly
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] δ11B-δ7Li同位体指標を用いた地下水の起源推定と熊本地震の影響評価2018

    • Author(s)
      杉本直人, 先山正祐, 細野 高啓, 谷水雅治
    • Organizer
      2018年度日本地球化学会年会
  • [Presentation] 熊本地震による地下水位変化メカニズム2018

    • Author(s)
      細野 高啓, 山田 千聡, 柴田 智郎, 田原 康博, 嶋田 純
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 地下温度の繰返し測定による熊本地域の地下水流動変化の検討-2017・2018年測定値と過去データの比較2018

    • Author(s)
      宮越 昭暢, 谷口 真人, 井手 淨, 奥村 梓, 利部 慎, 細野高啓, 嶋田 純
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 熊本地震によって生じた地下水位変化の数理モデリング2018

    • Author(s)
      田原 康博, 吉田 堯史, 福岡 庸一, 細野 高啓, 嶋田 純
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 長期的地下水観測データを用いた熊本地震前後の水質変化の特徴2018

    • Author(s)
      正木 結香子, 細野 高啓, 嶋田 純
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 阿蘇北西部における熊本地震後の地下水湧出機構の解明2018

    • Author(s)
      岡村 幸樹, 細野 高啓
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 2016年熊本地震における地下水ラドン濃度変化2018

    • Author(s)
      川端 訓代, 細野 高啓, 佐藤 努, 高橋 浩, 高橋正明, 井手 淨, 北村有迅, 小泉尚嗣, 深水 慶介
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 熊本地震前後における湧水の湧出環境変化‐地下水年代トレーサーを用いた検討‐2018

    • Author(s)
      井手 淨, 深水 慶介, 徳永 貴大, 利部 慎, 細野高啓, 嶋田 純
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 熊本地震による地下水中の微生物群集構造の変化2018

    • Author(s)
      森村 茂, 登 直幹, 曾 祥勇, 竹下 美海, 細野 高啓, 嶋田 純
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 熊本地震後の異常水位上昇のタンクモデル解析2018

    • Author(s)
      利部 慎, 井手 淨, 細野高啓, 中川 啓, 嶋田 純
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] 微量元素濃度組成と金属元素同位体比からみた熊本地域地下水の地域的特徴と熊本地震による影響評価2018

    • Author(s)
      杉本 直人, 谷水 雅治, 細野 高啓
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Remarks]

    • URL

      http://accafe.jp/hosono/index.php?FrontPage

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Published: 2019-12-27  

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