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水域ネットワークにおける魚類回遊のマルチスケール一貫数理モデル

研究課題

研究課題/領域番号 19H03073
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
研究機関京都大学

研究代表者

藤原 正幸  京都大学, 農学研究科, 教授 (40253322)

研究分担者 一恩 英二  石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (10320912)
泉 智揮  愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (40574372)
吉岡 秀和  島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (70752161)
長野 峻介  石川県立大学, 生物資源環境学部, 講師 (90646978)
泉 完  弘前大学, 農学生命科学部, 教授 (60132007)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード水域ネットワーク / 数値流体力学 / バイオテレメトリー / 魚道 / 落差工 / 手取川 / 斐伊川 / 農業水路 / アユ / 水路ネットワーク / 河川 / 魚類移動分散 / 魚類移動
研究開始時の研究の概要

水域(河川・水路)ネットワークについての生態学的な観点からの機能評価では,横断構造物が魚類の遊泳行動に与える影響の定量化が最重要項目のひとつである.これまでは,構造物に設置された魚道における流れと魚類行動の解析などのように魚道に着目した研究と,魚道を明示的に考えないネットワークスケールでの研究が別個になされてきた.
本研究では,現地調査を基に,魚道の内部および近傍における水の流れと魚類の遊泳行動というミクロな情報を,水域ネットワークスケールのマクロな情報と融合する接近手法に基づき,合理的かつ効率的に魚類の回遊をシミュレートできる新しい数理モデルを構築する.

研究成果の概要

水域ネットワークについての生態学的な観点からの機能評価では,水理構造物が魚類の遊泳行動に与える影響の定量化が最重要項目のひとつである.本研究では,バイオテレメトリー手法を用いた観測データを基に,構造物近傍における水の流れと魚類の遊泳行動のミクロな情報を水域ネットワークスケールのマクロな情報と融合する接近手法により,手取川七ヶ用水を対象として魚類の遡上をシミュレートする数理モデルを構築した.また,斐伊川におけるアユや流況の実測データに基づいて,ネットワーク領域で生じる魚群回遊に対する最適輸送理論を構築した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

河川横断構造物が魚類の移動に影響を与えていることは容易に想像できるが,水域ネットワーク全体としての影響については,対象とするスケールの違いから水理構造物を明示的には扱われず評価されてきた.本研究はそのギャップを埋めるところに学術的意義がある.そして,各種水利構造物の魚類移動に与える影響評価は,自然との調和が要請される土地改良事業においても有益な情報を与えることから社会的意義も大きい.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 9件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] 異分野融合研究?2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀和
    • 雑誌名

      水文・水資源学会誌

      巻: 34 号: 2 ページ: 144-144

    • DOI

      10.3178/jjshwr.34.144

    • NAID

      130008009328

    • ISSN
      0915-1389, 1349-2853
    • 年月日
      2021-03-05
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Impulsive fishery resource transporting strategies based on an open‐ended stochastic growth model having a latent variable2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Hidekazu、Tanaka Tomomi、Aranishi Futoshi、Tsujimura Motoh、Yoshioka Yumi
    • 雑誌名

      Mathematical Methods in the Applied Sciences

      巻: - ページ: 1-27

    • DOI

      10.1002/mma.7982

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mathematical and numerical analyses of a stochastic impulse control model with imperfect interventions2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Hidekazu、Yaegashi Yuta
    • 雑誌名

      Journal of Mathematics in Industry

      巻: 11 号: 1

    • DOI

      10.1186/s13362-021-00112-9

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ジャンプ過程と部分的観測にもとづく費用対効果が大きい環境管理について (On cost-effective environmental management based on jump processes and partial obser-vations)2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀和, 辻村 元男, 濱上 邦彦, 吉岡 有美, 八重樫 優太
    • 雑誌名

      京都大学数理解析研究所講究録

      巻: 2173 ページ: 37-41

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Regime switching constrained viscosity solutions approach for controlling dam-reservoir systems2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H. and Yoshioka Y.
    • 雑誌名

      Computers and Mathematics with Applications

      巻: Vol.80,No.9 ページ: 2057-2072

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] クロコ期の日本ウナギを対象とした遊泳能力の測定2020

    • 著者名/発表者名
      矢田部健一・泉完・東信行・丸居篤
    • 雑誌名

      土木学会論文集G(環境)

      巻: Vol.76,No.6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 斐伊川のアユ:過去・現在・未来2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀和
    • 雑誌名

      瀬音 (斐伊川漁業協同組合広報誌)

      巻: 第13号 ページ: 8-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Stochastic optimal switching model for migrating population dynamics2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Hidekazu、Tanaka Tomomi、Aranishi Futoshi、Izumi Tomoki、Fujihara Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of Biological Dynamics

      巻: 13 号: 1 ページ: 706-732

    • DOI

      10.1080/17513758.2019.1685134

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-Local Fokker-Planck Equation of Imperfect Impulsive Interventions and its Effectively Super-Convergent Numerical Discretization2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Hidekazu、Yaegashi Yuta、Tsujimura Motoh、Fujihara Masayuki
    • 雑誌名

      Communications in Computer and Information Science

      巻: 1094 ページ: 79-91

    • DOI

      10.1007/978-981-15-1078-6_7

    • NAID

      120006879525

    • ISBN
      9789811510779, 9789811510786
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Designs of Sloped-weir Fishways with V-shaped Notches for Freshwater Fishes Distributed in Agricultural Ditches2019

    • 著者名/発表者名
      Ichion, E., Nakano, M., Tanaka, K., Chono, S., Fujihara, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Rainwater Catchment Systems

      巻: 24(2) ページ: 1-7

    • NAID

      130007931023

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Factors that Affect Arctic Lampreys' Ascent Behavior on Fishway Weirs2019

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, H., Ichion, E., Nakano, M., Yanai, S.
    • 雑誌名

      Journal of Rainwater Catchment Systems

      巻: 25(1) ページ: 15-21

    • NAID

      130007931002

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] V字ノッチ傾斜隔壁魚道の隔壁形状と枚数が魚類の遡上率に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      一恩英二・中野光議・田中健二・長野峻介・藤原洋一
    • 雑誌名

      日本雨水資源化システム学会誌

      巻: 25(2) ページ: 9-16

    • NAID

      130008105723

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Ascent Behaviors of Nine-spined Sticklebacks in Orifices and on Overflow Weirs of Fishways2019

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, K., Nakano, M., Chono, S., Fujihara, Y., Ichion, E.
    • 雑誌名

      Journal of Rainwater Catchment Systms

      巻: 25(2) ページ: 1-7

    • NAID

      130008105719

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Markovian lift for robust control of misspecified non-Markovian Gaussian SDE2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H. and Yoshioka Y
    • 学会等名
      Fourth edition of the international conference on research in applied mathematics and computer science (ICRAMCS 2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多項式跳躍過程にもとづく河川流況モデリングと最適制御2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀和, 吉岡 有美
    • 学会等名
      第26回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Erlangisation and ambiguity in environmental policy making2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H. and Tsujimura, M.
    • 学会等名
      ファイナンスの数理解析とその応用
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Unbalanced optimal transport for ecology and environ-ment: applications to fish migration and groundwater pathways2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H. and Yoshioka Y.
    • 学会等名
      The 7th International Conference on Water Resource and Environment (WRE 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fitting a supOU process to time series of river discharge2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H
    • 学会等名
      EMAC 2021, the 15th Engineering Mathematics and Applications Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modelling clusters in streamflow time series based on an affine process model2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H. and Yoshioka Y.
    • 学会等名
      International Conference on Modeling, Simulation and Optimization 2021, National Institute of Technology Silchar Conference
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 手取川扇状地におけるPIT タグと側線上方横列鱗数を用いた魚類の移動調査2021

    • 著者名/発表者名
      一恩英二・安宅京志朗・疋田凌麻・山尾幹大・長野峻介・藤原洋一・藤原正幸
    • 学会等名
      農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 魚道における個体ベース数理モデルによる魚類の遊泳行動シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      泉 智揮・BHATTA Arun・吉岡秀和・藤原正幸
    • 学会等名
      農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 側線上方横列鱗数とミトコンドリアDNAを用いた手取川流域におけるアユの産地判別2021

    • 著者名/発表者名
      後藤加奈・長野峻介・藤原洋一・一恩英二・中谷内修・山尾幹大・荻原浩希・藤原正幸
    • 学会等名
      日本雨水資源化システム学会第29回研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 微小な角柱群で囲まれた角柱を過ぎる流れの数値計算2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤颯凌・藤原正幸
    • 学会等名
      農業農村工学会応用水理研究部会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 落差工のある農業水路における秋・冬季の魚類移動2021

    • 著者名/発表者名
      桑原智洋・飯間一翔・藤原正幸・一恩英二・長野峻介・伊藤義人・星野光司
    • 学会等名
      第77回農業農村工学会京都支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 河川流況と土砂輸送の無限活動度 Levy 過程モデリング2021

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀和, 吉岡 有美
    • 学会等名
      農業農村工学会第75回中国四国支部講演会 (オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Designing the capacity of sand re-plenishment under uncertain and intermittent flow environment2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H., Tsujimura M., Hashimoto S.
    • 学会等名
      Dynamic Control and Optimization on occasion of 65th birthday of Andrey V. Sarychev, University of Aveiro, Online
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 手取川扇状地における側線上方横列鱗数を用いたアユ個体群の移動・分散の推定2020

    • 著者名/発表者名
      山尾幹大・長野峻介・藤原洋一・一恩英二・荻原浩希・藤原正幸
    • 学会等名
      第28回日本雨水資源化システム学会大会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 落差工のある水路における魚の遡上シミュレーション:山島用水を対象として2020

    • 著者名/発表者名
      飯間一翔・佐藤颯凌・藤原正幸
    • 学会等名
      第28回日本雨水資源化システム学会大会研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 扇状地の用排兼用水路における起伏ゲートの高さと水理環境条件の変動2020

    • 著者名/発表者名
      安宅京志朗・星野光司・長野峻介・藤原洋一・一恩英二・藤原正幸
    • 学会等名
      令和2年度農業農村工学会応用水理研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 海域に流入する用排兼用水路におけるPITタグを用いた魚類移動調査2020

    • 著者名/発表者名
      疋田凌麻・伊藤義人・桑原智洋・長野峻介・藤原洋一・一恩英二・藤原正幸
    • 学会等名
      令和2年度農業農村工学会応用水理研究部会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] MPS法を用いた魚道の流況解析と魚の挙動解析2020

    • 著者名/発表者名
      泉 智揮・尾崎浩平・吉岡秀和・藤原正幸
    • 学会等名
      第69回農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] A stochastic approach for river environmental and fisheries manage-ment2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H.
    • 学会等名
      International Conference on Computational Management (ICCM-2020),Online seminar.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A simple PDE-constrained optimization problem to evaluate the strategy for fishery resource transportation2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H., Tanaka T., Horinouchi M., Aranishi F.
    • 学会等名
      The 52nd ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applica-tions (SSS ’20)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異分野融合で迫る斐伊川のアユと環境2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀和, 濱上 邦彦, 辻村 元男 吉岡 有美, 八重樫 優太
    • 学会等名
      SAN’INダイバーシティ推進ネットワーク主催 研究マッチングイベント2020(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 確率制御に基づく水産資源や環境の管理:斐伊川の事例2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀和
    • 学会等名
      島根大学サイエンスカフェ
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 非線形期待値を応用した環境管理モデリング2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀和, 吉岡 有美, 辻村 元男
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2020年春季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 農業水路におけるフナ類とドジョウの生息環境の差異2019

    • 著者名/発表者名
      星野光司・中野光議・一恩英二
    • 学会等名
      応用生態工学会第4回北信越事例発表会 in 石川
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 潜りオリフィスにおける水位差がメダカ類の遡上率と遡上速度に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      吉本沙織・中野光議・長野峻介・藤原洋一・一恩英二
    • 学会等名
      応用生態工学会第4回北信越事例発表会 in 石川(金沢)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 全面傾斜隔壁魚道においてドジョウ類の遡上率に濁水が与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      一恩英二・中野光議・長野峻介・藤原洋一・加藤絢也
    • 学会等名
      第27回日本雨水資源化システム学会大会研究発表会(松江)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 魚道の傾斜隔壁に取り付けた半球突起物がメダカ類の遡上行動に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      一恩英二・土山真衣・中野光議・長野峻介・藤原洋一
    • 学会等名
      令和元年度農業農村工学会応用水理研究部会講演会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Ambiguity-averse regime-switching modeling and estimation of algae bloom in river environment2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H., Tsujimura M., Hamagami K., and Yoshioka Y
    • 学会等名
      EMAC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A non-standard two-species stochastic competing system and a related degenerate parabolic equation2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H. and Yoshioka Y
    • 学会等名
      EMAC2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of an adaptive viscosity scheme to discretization of the optimality equation for a discrete costly observation problem (邦題: 適合粘性スキームによる,連続過程の離散的観測問題に付随する最適性方程式の離散化)2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H., Tsujimura M., Yaegashi Y., Tanaka T., Yoshioka Y., and Fujihara M.
    • 学会等名
      第24回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 状態遷移拡散過程にもとづく土砂投入方針の最適化モデル2019

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀和, 濱上 邦彦, 辻村 元男
    • 学会等名
      日本オペレーションズ・リサーチ学会2019年秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] Mathematical and Computational Approaches for Stochastic Control of River Environment and Ecology: From Fisheries Viewpoint. In: Patnaik S., Tajeddini K., Jain V. (eds) Computational Management. Modeling and Optimization in Science and Technologies, vol 18.2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka H.
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [図書] 斐伊川のアユと環境 -2015年から2020年の研究成果より- (English title: Ayu and River Environment in Hii River, Japan -Research results from 2015 to 2020-)2020

    • 著者名/発表者名
      吉岡 秀和 編, 吉岡 秀和, 濱上 邦彦, 辻村 元男 吉岡 有美, 八重樫 優太
    • 総ページ数
      87
    • 出版者
      島根大学環境数理科学研究室
    • ISBN
      9784600004255
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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