マルチ・トレーサーと数値モデルによる山地源流域の地下水滞留時間時空間動態の解明

• 研究課題/領域番号: 16H03111
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地理学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 辻村 真貴 筑波大学, 生命環境系, 教授 (10273301)
• 研究分担者: 恩田 裕一 筑波大学, 生命環境系, 教授 (00221862) ; 勝山 正則 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (40425426)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2016年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: マルチ・トレーサー / フロン / 六フッ化硫黄 / 滞留時間 / 地下水 / 湧水 / 微生物 / 全菌数 / 水資源量 / トレーサー

研究成果の概要

国内外における湧水・地下水において滞留時間が長いほど、その背後にある山体の地下水貯留量が多いことが示された。また、滞留時間が30年以上の湧水・地下水中の全菌数は、ある程度低い一定値に収斂する傾向が示された。これらのことは、滞留時間が数10年以上の湧水・地下水が、量的・質的に安定していることを示唆している。山地源流域の湧水・地下水における滞留時間を国内外において観測した研究事例は従来少なく、水源地の水資源動態を明らかにした点、学術的に評価される。さらに、持続可能な水の保全と利用の観点からも評価される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

湧水・地下水の滞留時間および微生物情報は、持続可能な地下水資源の保全と利用の観点からも重要である。滞留時間の数10年以上の湧水・地下水は、背後にある地下水貯留量は多く流量も安定しており、硝酸性窒素が検出されず、かつ含まれる微生物も相対的に少ないことが示された。すなわち、数10年以上の比較的長い滞留時間の湧水・地下水は、量および質的に安全安心な水資源であるということができ、水の滞留時間・微生物情報が、水の安全性を示す指標として利用可能であることが示唆されたという面で、本研究成果は学術的のみならず社会的意義があると思量される。

研究成果

• [国際共同研究] GNS Sciences(ニュージーランド)
• [国際共同研究] GNS Science(ニュージーランド)
• [雑誌論文] 北海道幌延地域沿岸部の深層地下水における微生物分布の特徴 (2019)
  • 著者名/発表者名: 杉山 歩, 井原 哲夫, 辻村 真貴, 永翁 一代, 加藤 憲二, 丸井 敦尚
  • 雑誌名: 水文・水資源学会誌 巻: 32 号: 5 ページ: 245-254
  • DOI: 10.3178/jjshwr.32.245
  • NAID: 130007724520
  • ISSN: 0915-1389, 1349-2853
  • 年月日: 2019-09-05
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Stable isotope characteristics of water resources in the coastal area of the Vietnamese Mekong Delta (2019)
  • 著者名/発表者名: Tran, D,A., Tsujimura, M., Vo, L. P., Nguyen, V. T., Nguyen, L. D., Dang, T. D.
  • 雑誌名: Isotopes in Environmental and Health Studies 巻: 55 号: 6 ページ: 566-587
  • DOI: 10.1080/10256016.2019.1673746
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mean residence times and sources of Christchurch springs (2019)
  • 著者名/発表者名: Stewart, M. K., Morgenstern, U., Tsujimura, M., Gusyev, M.A., Sakakibara, K., Imaizumi, Y., Rutter, H., Raaij, R., Etheridge, Z., Scott, L. and Cox. S. C.
  • 雑誌名: Journal of Hydrology (New Zealand) 巻: 57 ページ: 81-94
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effectivity of dissolved SF6 tracer for clarification of rainfall and runoff processes in a forested headwater catchment (2019)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara K, Tsujimura M, Iwagami S, Sato Y, Nagano K, Onda Y
  • 雑誌名: Hydrological Processes 巻: 33 号: 6 ページ: 892-904
  • DOI: 10.1002/hyp.13398
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mean residence times and sources of Christchurch springs (2019)
  • 著者名/発表者名: Michael K. Stewart, Uwe Morgenstern, Maki Tsujimura., Maksym A. Gusyev, Koichi Sakakibara, Yuki Imaizumi, Helen Rutter, Rob van der Raaij, Zeb Etheridge, Lisa Scott, Simon C. Cox
  • 雑誌名: Journal of Hydrology New Zealand 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 日本の都市域周辺における大気SF6濃度の分布－SF6地下水年代への影響－ (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅井和由・辻村真貴・茂木勝郎
  • 雑誌名: 地下水学会誌 巻: 59 ページ: 345-354
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 六フッ化硫黄 (SF6) を用いた地下水の滞留時間推定における課題と展望 (2017)
  • 著者名/発表者名: 榊原厚一・辻村真貴・浅井和由
  • 雑誌名: 地下水学会誌 巻: 印刷中
  • NAID: 130006883006
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal variation of the surface water effect on the groundwater recharge in a low-precipitation region: Application of the multi-tracer approach to the Taihang Mountains, North China (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, K., Tsujimura, M., Song, X., Zhang, J.
  • 雑誌名: Journal of Hydrology 巻: 545 ページ: 132-144
  • DOI: 10.1016/j.jhydrol.2016.12.030
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] Tracers approach for evaluating groundwater recharge by surface water in semi-arid regions (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsujimura, M.
  • 学会等名: Expert Meeting on “Water Harvesting and Groundwater Recharge”
  • 発表場所: Khartoum, Sudan(長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2016-12-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 六フッ化硫黄を用いた山地源流域の降雨流出時における湧水の滞留時間変動と流出プロセス (2016)
  • 著者名/発表者名: 榊原厚一 ・ 辻村真貴 ・ 恩田裕一・岩上 翔・佐藤雄太郎・長野倖介
  • 学会等名: 日本地下水学会
  • 発表場所: 長崎新聞文化ホール(長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2016-10-20
• [学会発表] 地下水流動系研究における微生物トレーサー適用の可能性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 辻村真貴・山本千里・加藤憲二・永翁一代
  • 学会等名: 日本地下水学会
  • 発表場所: 長崎新聞文化ホール(長崎県・長崎市）
  • 年月日: 2016-10-20
• [備考] 辻村真貴 (Maki Tsujimura)
  • URL: http://www.envr.tsukuba.ac.jp/~mktsuji/index.htm