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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Dynamic modelling of ecohydraulic environment of an irrigation system

Research Project

Project/Area Number 17H03886
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

福田 信二  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (70437771)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木村 匡臣  近畿大学, 農学部, 講師 (80725664)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords農業水利 / 水工水理学 / 水圏現象 / 生物多様性 / データ駆動モデル
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、「水利システムが創出する生態水理学的環境の動的解析手法の開発」に向けて、水路や河川を対象とする生態水理学的調査と数理解析に取り組んだ。具体的には、現地調査や室内実験による基礎データの収集により、非定常流況解析システム開発に向けた基盤を整備するとともに、淡水魚の空間分布モデルや群集動態モデリングのための基礎情報を収集した。調査では、横断測量に加えて、超音波多層流向流速計(ADCP)による面的な水理調査を実施し、生息環境の定量評価に使用した。主要な河道や水路網の解析には非一様断面開水路1次元非定常流解析を適用し、必要に応じて平面2次元水理モデルを適用することにより、魚類生息環境を質と量および多様度の観点から多面的に評価した。その際、データ駆動解析のために、機械学習の一手法であるランダムフォレストを援用し、生息場モデルの高精度化と影響要因の可視化を試みた。具体的には、対象種の空間分布を規定する物理環境変数の特定には変数の重要度を使用し、物理環境条件の可視化には応答曲線を使用した。これにより、種ごとの生息環境条件が明らかになった。また、生息環境多様度の評価では、情報量エントロピーと水文地形多様度指数(HMID)を使用し、種数を含めた種の多様度との関連性について解析した。結果として、種の多様度の指標としての有効種数の有用性が示唆された。提案手法の妥当性や汎用性の評価のためには、より多くのデータと解析事例の集積が必要である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Species-specific debromination of BDE99 in teleost fish: The relationship between debromination ability and bioaccumulation patterns of PBDEs2022

    • Author(s)
      Yokota Kazuya、Matsuzawa Yuki、Fukuda Shinji、Takada Hideshige、Mizukawa Kaoruko
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 806 Pages: 151265~151265

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2021.151265

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 石垣島宮良川流域の物理環境および魚類相の流程分布と河川横断構造物の影響2022

    • Author(s)
      笠原太一・福田信二・木村匡臣・浅田洋平・乃田啓吾
    • Journal Title

      土木学会論文集G(環境)

      Volume: 掲載決定 Pages: 掲載決定

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Artificial lateral line for aquatic habitat modelling: An example for Lefua echigonia2021

    • Author(s)
      Garcia-Vega Ana、Fuentes-Perez Juan Francisco、Fukuda Shinji、Kruusmaa Maarja、Sanz-Ronda Francisco Javier、Tuhtan Jeffrey A.
    • Journal Title

      Ecological Informatics

      Volume: 65 Pages: 101388~101388

    • DOI

      10.1016/j.ecoinf.2021.101388

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Random forests as a tool for modelling estuarine salinity dynamics in Ben Tre, Vietnam2021

    • Author(s)
      Fukuda, S., Kimura, M., Ngoc, T.A., Son, V.H.
    • Organizer
      2021年国際水田環境工学会(PAWEES2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A 1D hydrodynamic model for sediment transport analysis around the Ba Lai sluice gate in the Mekong Delta, Vietnam2021

    • Author(s)
      Asano, K.,Fukuda, S., Kimura, M., Ngoc, T.A., Son, V.H.
    • Organizer
      2021年国際水田環境工学会(PAWEES2021)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 動的水域生態系評価のための生態水理シミュレータの開発2021

    • Author(s)
      福田信二
    • Organizer
      インテリジェント・システム・シンポジウム2021(FAN2021)
  • [Presentation] 空間スケールが物理環境の空間多様度に基づく魚類相解析に及ぼす影響評価2021

    • Author(s)
      田中智大・福田信二
    • Organizer
      インテリジェント・システム・シンポジウム2021(FAN2021)
  • [Presentation] 地形データが平面二次元水理解析に及ぼす影響2021

    • Author(s)
      川嶋里沙・福田信二
    • Organizer
      インテリジェント・システム・シンポジウム2021(FAN2021)
  • [Presentation] ランダムフォレストと時期別事後解析を用いた湧水小河川におけるカワムツの生息環境評価2021

    • Author(s)
      地引汰一・福田信二
    • Organizer
      インテリジェント・システム・シンポジウム2021(FAN2021)
  • [Presentation] 高解像度水理計測と機械学習を活用した生息場モデルの構築2021

    • Author(s)
      福田信二
    • Organizer
      2021年度農業農村工学会大会講演会
  • [Presentation] 府中用水谷保堰周辺における物理環境の多様度と魚類の空間分布の関係性評価2021

    • Author(s)
      田中智大・福田信二
    • Organizer
      2021年度農業農村工学会大会講演会
  • [Presentation] 畳み込みニューラルネットワークを用いた画像解析による水鳥の種判別2021

    • Author(s)
      西村拓真・福田信二
    • Organizer
      2021年度農業農村工学会大会講演会
  • [Presentation] 石垣島宮良川における河川人工構造物の魚類への影響2021

    • Author(s)
      笠原太一・福田信二
    • Organizer
      2021年度農業農村工学会大会講演会
  • [Presentation] データ駆動解析手法を用いた湧水小河川におけるカワムツの生息環境評価2021

    • Author(s)
      地引汰一・福田信二
    • Organizer
      2021年度農業農村工学会大会講演会
  • [Presentation] ベトナム国メコンデルタの Ba Lai堰周辺における一次元不定流計算を用いた水理解析2021

    • Author(s)
      浅野航輝・福田信二
    • Organizer
      2021年度農業農村工学会大会講演会
  • [Presentation] 多摩川中流部河道における平面二次元水理解析2021

    • Author(s)
      川嶋里沙・福田信二
    • Organizer
      2021年度農業農村工学会大会講演会
  • [Presentation] On the distribution of salinity and fish species in a channel network in the Mekong delta, Vietnam2020

    • Author(s)
      Fukuda, S., Kimura, M.
    • Organizer
      第22回国際水理環境工学会アジア地域部会(IAHR-APD2020)
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2022-12-28  

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