2014 Fiscal Year Annual Research Report
映像観測解析技術による傾斜農耕地からの土壌および環境汚染物質流去動態の解明
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24580381
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
芝山 道郎 鹿児島大学, 農学部, 教授 (10354060)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 薫 独立行政法人農業環境技術研究所, その他部局等, 領域長 (70355551)
板橋 直 独立行政法人農業環境技術研究所, その他部局等, 研究員 (80354009)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 傾斜農耕地 / 画像観測 / 懸濁物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
傾斜農耕地からの環境負荷実態予測モデルを改良するため、従来の直接サンプリング法に加えてデジタル画像の自動撮影と最新の画像処理技術を組み合わせて、迅速・低コストの表面流出量および土壌由来懸濁物濃度等の水質の新たな近接自動無人計測手法を開発するとともに生産現場における流出量と有害重金属負荷量との関係をサンプル分析により明らかにする。
25年度までに、(1)降雨感知カメラの改良版を茨城県つくば市の黒ボク土人工傾斜畑施設に設置し、豪雨時の表面流去の模様を撮影するとともに降雨量および、実流出量を計測した。(2)可視カラー画像から大量流出時の瞬時表面水（貯留水面域）の画素数を目視判別で計測し、その増減と10分ごとの積算降雨量および流出量との間に密接な関連性を見出した。(3)水面上の浮遊物などを利用した粒子画像速度計測法(PIV)適用の可能性を検討する目的で、動画撮影可能なシステムを導入した。
26年度は、(4)黒ボク土人工傾斜畑において、引き続き、降雨流出過程の画像撮影と流量計測を実施し、(5)黒ボク土における降雨-流出現象を妥当に表現する数値モデルを構築し、実データを用いた検証と改良を行った。また(6)土壌および降雨-表面流出水中懸濁物のサンプル分析により、圃場から流出する亜鉛等重金属の物理的・化学的特性を明らかにした。一方、(7)画像解析により流出時の時系列画像の貯留水面域の実面積を計測するとともに水深の簡易推定により貯留量を推定し、流出実測値とつきあわせたところ、両者間の相関関係がより密接となり、画像による流出量推定の可能性が強く示唆された。(8)前年度に試作した流出検出センサを装備した動画撮影システムを同人工傾斜畑に設置し、流出時の動画を取得した。鹿児島大学で室内実験により求めた各種パラメータを用い、PIV法により現場撮影画像から流出速度を推算することに成功した。
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