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底質変動と魚類の餌資源分布に基づく環境配慮工の価値評価と適応型管理への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H03095
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
研究機関茨城大学

研究代表者

前田 滋哉  茨城大学, 応用生物学野, 教授 (00346074)

研究分担者 皆川 明子  滋賀県立大学, 環境科学部, 准教授 (70603968)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
キーワード農業水路 / 魚類 / 土砂水理 / 環境DNA / 付着藻類 / 維持管理 / 数値計算 / 魚類保全 / 環境配慮工 / 藻類 / 流れ / 路床変動 / 植生 / 底生動物 / 流木
研究開始時の研究の概要

農業用排水路は営農活動の基盤施設であると同時に魚類の繁殖,成長,移動経路であるため,生態系に配慮した整備がなされてきた.整備後に土砂の堆積や藻類繁茂等により,魚類の生息環境は変化するが,メカニズムが十分に知られていないため,より良い事業の設計が困難である.本研究では,農業用排水路の生態環境の核といえる「底質変動」を適切にモデル化することで,物理特性の時空間変化を踏まえた魚巣・魚溜の生態価値を評価する.これにより,環境配慮事業の効果の予測精度が向上し,工期短縮,事後評価の質の改善,自然現象の不確実性に適応した施設管理が可能になる.

研究成果の概要

農業用排水路の魚類保全を目的に導入された魚巣・魚溜を含む水路区間を対象に,(1)生息魚種,(2)藻類や底生動物等の魚類の餌資源,(3)土砂や糸状藻類の魚巣への堆積状況を現地調査した.(1)と(2)については環境DNA解析を用いることで,魚種の時空間変動,糸状藻類の種と量の時間変化の傾向について知見が得られた.また,魚巣内の土砂の管理効率化手法や糸状藻類が堆積しにくい魚巣規模について,流れの数値計算と流木挙動モデルを用いた解析手法を開発した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

農業水路の魚類保全施設の価値を評価するには,魚類の生息環境としての良さだけでなく,施設の維持管理のしやすさの視点が不可欠である.本研究では,これまで不十分だった魚類の餌資源や魚種の時空間変動と共に,堆砂,剥離糸状藻類の挙動に注目した.本研究成果の学術的意義は,魚巣の価値を多面的かつ長期的に評価するための生態水理学的な解析例を示した点にある.この成果の社会的意義は,より価値の高い魚類保全施設の設計に有用な点にある.

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effective Placement Strategies for Portable Fishways in Agricultural Drainage Canals: A Numerical Investigation2023

    • 著者名/発表者名
      Maeda, S., Yoshida, Y., Yoshinari, K. and Takahashi, N.
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 15 号: 23 ページ: 16283-16283

    • DOI

      10.3390/su152316283

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 環境配慮工が導入された農業用水路と河川における流れの数値計算2023

    • 著者名/発表者名
      吉成香貫花・前田滋哉・福田信二・黒田久雄
    • 雑誌名

      応用水文

      巻: 35 ページ: 41-46

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 流れ・路床変動モデルを用いた魚巣における泥上げ効率の評価手法2022

    • 著者名/発表者名
      MAEDA Shigeya、KURODA Hisao
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 78 号: 2 ページ: I_1087-I_1092

    • DOI

      10.2208/jscejhe.78.2_I_1087

    • ISSN
      2185-467X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spatiotemporal variation of sedimentation in an agricultural drainage canal with eco-friendly physical structures: a case study2021

    • 著者名/発表者名
      Maeda, S., Takagi, S., Yoshida, K. and Kuroda, H.
    • 雑誌名

      Paddy and Water Environment

      巻: 19 号: 1 ページ: 189-198

    • DOI

      10.1007/s10333-020-00831-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 付着藻類を考慮した魚巣・魚溜のある農業用排水路における路床変動の数値実験2021

    • 著者名/発表者名
      前田滋哉・皆川明子・黒田久雄
    • 雑誌名

      応用水文

      巻: 33 ページ: 91-95

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Numerical experiment on the deposition process of detached filamentous algae on artificial fish nests introduced to an agricultural drainage canal2023

    • 著者名/発表者名
      Maeda, S., Miyashita, S., Lin, X., Kuroda, H.
    • 学会等名
      2023 Conference of International Society of Paddy and Water Environment Engineering
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 環境配慮工のある農業用排水路における魚類とその餌資源2023

    • 著者名/発表者名
      前田滋哉・南雲大熙・折笠塁・皆川明子・黒田久雄
    • 学会等名
      第72回農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 魚巣内に堆積した糸状体剥離藻類の移動の数値シミュレーション2023

    • 著者名/発表者名
      前田滋哉・安野悠・黒田久雄
    • 学会等名
      土木学会全国大会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 流れの数値計算と生息場適性指数を用いた河川区間における魚類生息場の評価2023

    • 著者名/発表者名
      吉成香貫花・前田滋哉・福田信二・黒田久雄
    • 学会等名
      第74回農業農村工学会関東支部講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 環境配慮施設における洗掘を促す水制項工配置の検討2023

    • 著者名/発表者名
      佐田祐正・皆川明子
    • 学会等名
      日本陸水学会東海支部第26回研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 数値計算を用いた環境における堆砂の分析2022

    • 著者名/発表者名
      前田滋哉・黒田久雄
    • 学会等名
      第71回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] 環境配慮工が設置された水路と河川における流れ・河床変動モデルを用いた魚類生息場の分析2022

    • 著者名/発表者名
      吉成香貫花・前田滋哉・黒田久雄
    • 学会等名
      第71回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] 環境配慮工が導入された農業用排水路における糸状体付着藻類と魚類の食性2022

    • 著者名/発表者名
      前田滋哉・松浦拓哉・森山光
    • 学会等名
      土木学会全国大会第77回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 魚溜工における土砂動態の水理解析2022

    • 著者名/発表者名
      佐田祐正・皆川明子
    • 学会等名
      第71回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] 魚巣・魚溜における路床標高分布と堆砂変化量の推定2020

    • 著者名/発表者名
      前田滋哉・髙木翔太・吉田貢士・黒田久雄
    • 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] 環境配慮工が導入された農業用排水路における付着藻類の繁茂2020

    • 著者名/発表者名
      酒井風花・前田滋哉・黒田久雄
    • 学会等名
      第71回農業農村工学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 魚類の生息場として適した曲り桝の取り付け方の検討2020

    • 著者名/発表者名
      姫野敦行・皆川明子
    • 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

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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