2013 Fiscal Year Research-status Report
スパイラルメトリクスのin situ計測に基づく大規模河川の栄養塩代謝機能の評価
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25650141
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
岩田 智也 山梨大学, 医学工学総合研究部, 准教授 (50362075)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | スパイラルメトリクス / 大河川 / 栄養塩 / ドリフト法 / トレーサー |
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| Research Abstract |
本研究は、下流河川（流量12 m3/s以上）における窒素・リンのスパイラルメトリクス（取込み速度U、鉛直移動速度vf、流下距離Sw）をトレーサーを添加しない非侵襲的手法により直接計測し、これまで測定が困難であった大規模河川における栄養塩代謝速度を推定することを目的としている。
従来スパイラルメトリクスの推定に用いられてきたトレーサー投入法は大規模河川では実施できないため、本年度は河川をゴムボートで流下しながら水塊中の栄養塩原子を追跡する「ドリフト法」の前提条件の検討を行った。ドリフト法は、河川水と比重を等しくした追跡子（ホローボールを改造）を投入し、その流下中心を目標としながら下流へ観測者が流れていく手法である。本年度は、トレーサー法とドリフト法の併用が可能な3カ所の中規模河川（流量10m3/s以下）で、両手法による栄養塩集団の追跡結果の比較を複数回実施した。
各調査地では、追跡子（50-100個）と塩化物イオン（Cl、35mol）を同時に投入し、その流下状況を下流に設けた３地点にて計測した。追跡子は目視で流下個数をカウントし、Clトレーサーの流下は電気伝導計により計測した。両者の結果を比較したところ、ピーク形状および50%流下時間はともによく一致することが明らかとなった。また、100~1000mスケールの河川区間において栄養塩濃度（DIN、PO4）および栄養塩/Cl比も測定可能な程度に減衰することが明らかとなり、追跡子が栄養塩集団の平均流下時間と取込み過程をよく反映することが明らかとなった。このように、ドリフト法の前提条件の妥当性を確認することができ、ゴムボートで追跡子を追いかける本調査の準備を終えることができた。また、同時にイオンクロマトグラフの設置を行い、大河川における栄養塩濃度の高感度同時分析を実施するための準備を終えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度の研究目的の１つである、追跡子、トレーサーおよび栄養塩集団の流下パターンの比較を行い、次年度以降に実施予定のドリフト法の妥当性を確認することができた。一方、もう１つの研究目的であったボートによる調査が可能な区間の選定と測量調査についてはほとんど実施することができなかった。これは、大学内の研究室移転等の理由によりイオンクロマトグラフの導入・設置と分析条件・精度の確認が大幅に遅れ、どの程度の栄養塩濃度の変化率であれば河川の代謝速度を推定可能であるのか判定するのに時間を要したためである。分析精度に応じて調査区間の距離を調整する必要があるために、結果として本年度中に実施した測量調査は2地点にとどまった。この遅れは、次年度以降に早急に取り戻す予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度には、調査区間の測量調査とドリフト法によるin situ計測を集中的に実施する。とくに、５－６月に富士川本流の6次河川を対象に測量調査を集中的に行い、10カ所程度の調査区間の設定を行う。また、7-8月にかけてはドリフト法によるin situ計測を開始し、全調査区間の栄養塩スパイラルメトリクス、物理化学環境（河川地形、光量子束密度、水温、水質）および生物変量（付着藻類のクロロフィルa濃度）の計測を行う予定である。9月以降は、試料の分析とデータ解析を行い、富士川本流の大河川における栄養塩代謝速度の推定値とそれに影響をおよぼす物理化学要因および生物要因の解析を実施する予定である。
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