| 研究課題/領域番号 |
21H02308
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 大阪公立大学 (2022-2023)
大阪府立大学 (2021) |
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研究代表者 |
中桐 貴生 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 准教授 (80301430)
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| 研究分担者 |
堀野 治彦 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (30212202)
濱 武英 京都大学, 農学研究科, 准教授 (30512008)
櫻井 伸治 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 講師 (30531032)
吉岡 有美 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 助教 (40753885)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2023年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
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| キーワード | 水の酸素・水素安定同位体 / 水田農業 / 河川流況 / 水質分析 / 水田還元水 / 流域水循環モデル / 酸素・水素安定同位体比 / 流域水循環 / 定量評価 / 水の酸素・水素同位体比 / 流量観測 / 解析雨量 / 千種川 / 斐伊川 / 球磨川 / 水の酸素・水素安定同位体比 / 静的・動的分別追跡モデル構築 / 流域水収支モデル構築 / 水田からの用水還元 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水田農業は，洪水緩和や渇水時の流況形成など河川の流れに大きな影響を及ぼし得ることは認識されつつも，その寄与の実態について適切に説明できる方法はまだ確立されていない．
本研究では，水田を含むシンプルな地目構成の流域を対象に，水の酸素・水素安定同位体比を利用した河川水における水田還元水の分離方法の有効性を他の水質成分との対比から検証する．また，複数の流域にもこの評価方法を適用し，その利便性について検討する．最終的に，得られた成果をもとに水田還元水の動態をより的確に反映できる新しい水田流出モデルを提案し，必要なモデルパラメータの等結果性を考慮した決定方法について提言する．
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| 研究実績の概要 |
千種川および斐伊川において，当初の予定通り，月1回の頻度で現地調査を行い，解析に必要なデータ（水の酸素・水素安定同位体比（以下，水同位体比），水温，pH，DO，EC，ORP，COD，TOC，TN，TP，主要イオン，12種の微量元素）を取得することができた。さらに，千種川流域内で水田耕作を行っている6農家に依頼し，数日に1回程度の頻度で採取された田面水のサンプルを得ることができた。なお，球磨川については，月単位での降水採取と水田地域における不定期な現地調査に留まった。また，千種川において，現地調査時に5箇所の河川合流点において，合流前後における流量観測を行い，過年度に得られた「河川合流地点における流量比と，水同位体比および他の水質項目における比率の整合性」について再確認するができた。
水同位体比の変動モデル式であるGonfiantini式およびCraig-Gordon式を適用し，水田内における水同位体比の動態変化を表現できるモデルを構築し，2023年1月1日～12月31日を対象に日単位で水田内における水同位体比の追跡計算を行い，現地で得られた田面水の同位体比と比較を行ったところ，十分整合性が得られた。また，千種川を対象にこれまでに開発してきた分布型水循環モデルへのこのモデルの組み込みについても検討した。実測データを用いたパラメータ同定までにはまだ至らなかったものの，モデルの構築自体はほぼ完了させることができた。モデルパラメータの同定および実測データの再現性の検証は今後の課題として残された。さらに，千種川流域を対象に開発した分布型水循環モデルを斐伊川にも適用することができた。千種川での適用時に比べ流域サイズが大きかったため，計算負荷がかなり大きく，実用性を考えると，流域分割のメッシュサイズを，エリアによって変えるなどの対応が必要であることが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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