2021 Fiscal Year Research-status Report

Evaluation of subsurface warming for improving sustainability assessment of subsurface thermal environment in urban areas

Research Project

Project/Area Number	19K12364
Research Institution	National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
Principal Investigator	宮越昭暢国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (30392666)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	濱元栄起埼玉県環境科学国際センター, 土壌・地下水・地盤担当, 主任研究員 (40511978) 谷口真人総合地球環境学研究所, 研究基盤国際センター, 教授 (80227222)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords	都市地下環境 / 地下温暖化 / 地下水環境 / 地盤沈下・地下水位観測井 / 持続性評価
Outline of Annual Research Achievements	本研究は国内都市域における地下温暖化の実態解明を目的として，高度に都市化された東京・埼玉地域と地下水開発地域である熊本地域において過去10～30年程度の期間における地下温度の変化と増加した推定地下蓄熱量を明らかにする。地下水観測井で測定された既往の地下温度データに着目し，過去データの収集と再評価，現地調査による最新データを追加した現在データとの比較・解析により，都市中心部周辺から郊外における地下100ｍ程度までの温度変化について観測データに基づき明らかにする。また，過去・現在データが示す断続的な変化を補間するために地下温度モニタリングを実施して地下環境の連続的かつ微細な変化を検出する。地下温度上昇率の分布や変化の特徴などの観測データが示す地下温暖化について，土地利用など都市化の指標と地下水開発や水文地質条件などの地下水流動や変化の指標と組み合わせて評価し，地下温暖化の形成要因の検討を試みる。新型コロナウィルス感染拡大により現地調査の実施に制約が生じたため，当初に計画していた大阪地域のデータ収集が特に困難となった。このため本年度は大阪地域を対象から除き，研究期間を延長した上で，年度初めの段階で現地調査を計画できた東京・埼玉地域のデータ数を増やすことで都市域データを補完し，研究計画への影響が最小限となるように努めた。東京・埼玉地域と熊本地域における既往データの再評価を進めると共に観測地点周辺の都市化・地下水流動の情報を収集した。また，埼玉県内4地点の他，東京都内1地点で地下温度・地下水位モニタリング観測を前年度から継続して実施した。これら観測データの解析では地下温度の長期的な上昇傾向が検出されたが，上昇率やその変化などが地域や深度により異なることが明らかとなった。地下温暖化の形成には地下水開発の影響を受けた地下水流動変化の影響が強く反映されていることが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 研究計画においては，本研究成果の基盤となる地下温度データの収集を着実に遂行するため，①対象都市域の選定，②過去データの収集，③現在データの収集もしくは観測の実施による最新データの追加の追加を着実に実施することが求められた。①について，東京地域，大阪地域，熊本地域を選定していたが，新型コロナウィルス感染拡大による現地調査の実施制約のため，特に大阪地域のデータ収集に必要な現地調査を実施できなかった。そのため大阪地域を対象から除き，研究期間を延長した上で，都市域データとして東京・埼玉地域のデータ数を増やして補完し，研究計画への影響が最小限となるよう努めた。②の過去データを収集は概ね完了した。③については，過去データの観測地点の中から東京・埼玉地域（10地点），熊本地域（10地点）において2017年以降に測定されたデータを既往研究から現在データとして収集するとともに，東京・埼玉地域については現地調査を実施し，最新データを追加収集した（5地点）。東京・埼玉地域については地下温度モニタリング（5地点：4地点は前年度より継続，1地点を本年度追加）を実施し，地下温度・地下水位データを取得した。さらに，これら観測地点周辺における土地利用や水文地質，地下水位データなどの情報も収集した。これらデータの解析を進めており，過去―現在データとモニタリングデータを併せて検討することで，連続性の評価と微細な変動，地下温度の長期上昇傾向と地点や深度による差異の検出に取り組んだ。地下温暖化の形成要因の解明に向けて，これら地下温暖化の特徴と都市化や地下水流動指標の比較検討を進めている。以上から，新型コロナウィルス感染拡大による制約から進捗に遅れが生じたが，研究期間延長と本年度の取り組みにより影響を最小限とすることができており，次年度には当初計画に沿った成果の取りまとめを実施できる見込みである。
Strategy for Future Research Activity	新型コロナウィルス感染拡大による現地調査の実施制約のため，特に大阪地域のデータ収集に必要な現地調査を年度当初に計画することができなかった。そのため本年度は大阪地域を対象地域から除き，研究期間を延長した上で，東京・埼玉地域のデータ数の追加と熊本地域における既往データの活用について集中して取り組み，都市域データを十分に確保して研究計画への影響が最小限となるよう努めた。今後の研究の推進方策について，本年度までに収集した東京・埼玉地域と熊本地域の地下温度データの解析を継続して実施する。また，次年度前半に東京・埼玉地域において現地調査を実施し，データの追加収集を実施すると共に，モニタリングを継続して実施する。調査地点増については次年度前半までに必要な機器を調達して対応し，観測機器の点検校正を実施してデータの健全性確保に努める。本年度の研究成果として，研究目的の一つである地下温暖化を観測データから検出し，その上昇率を推定することができたが，これらの値は地点により異なるだけでなく，深度により異なることが明らかとなった。また，過去10～30年の長期においては，温度上昇率に数年間隔の時間変化も認められた。これらは地下温暖化が都市化の違いだけでなく，地下水開発の影響を強く反映していることを示唆する。次年度の最終年においては，観測井周辺の土地利用変化や地下水開発，地下水位の長期変化との比較検討を継続して進め，地下蓄熱量の推定と形成要因の検討に取り組み研究成果として取りまとめ，学会等で成果の一部を発表する。
Causes of Carryover	新型コロナウィルス感染拡大により現地調査の実施計画に変更が生じており，東京・埼玉地域の調査地点を増やし，次年度前半に追加の現地調査を実施する必要が生じた。このため現地調査のための旅費の他，調査機器を追加調達する必要があり，次年度前半に支出して対応する。研究期間延長により最終年となる次年度においては，前半にデータ解析と成果取りまとめに必要な機器（ストレージ等）を調達する必要がある他，当初計画に沿った成果報告のための学会参加費や旅費を支出する。