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森里川海をつなぐ環境負荷の高度な管理に向けた環境動態解析モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K12321
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分64040:自然共生システム関連
研究機関北見工業大学

研究代表者

駒井 克昭  北見工業大学, 工学部, 教授 (90314731)

研究分担者 中山 恵介  神戸大学, 工学研究科, 教授 (60271649)
中下 慎也  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 助教 (90613034)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード流域管理 / 沿岸生態系 / 希土類元素 / 蛍光性溶存有機物 / 環境動態解析 / ノンポイントソース / 起源追跡 / 流域特性 / 流出モデル / 非特定汚染源 / マーカー物質 / 環境動態解析モデル / 多次元情報 / 森里川海
研究開始時の研究の概要

「森里川海」にわたる流域~沿岸生態系の保全は,高度経済成長期以降に低下した海域の生産性の改善の他,地域における気候変動緩和・適応策として期待される.このため,陸域からの栄養物質の流入負荷量の高度な管理が必要であるが,従来型の環境動態解析手法では様々な流域からの流入負荷の発生源を識別することが難しい.そこで,本研究では複数の溶存有機物と微量金属元素を発生源の識別に用いる物質とした多次元の物質起源情報を開発し,従来法では扱えなかった量の情報を最大限利用することで発生源の識別精度を向上させ,拡張性の高い予測モデルに組み込むことで,流域からの負荷量管理に活用可能な新しい環境動態解析手法を提案する.

研究成果の概要

現在、沿岸生態系と栄養物質の循環過程は劣化し、きれいで豊かな海を取り戻すためには順応的な流域の栄養塩管理が課題となっている。本研究では森里川海にわたる流域~沿岸生態系の再生のため、MDF(Multi Dimensional Fingerprint)を用いて、効果的に汚染物質の起源を追跡する環境動態解析手法を構築することを目的としている。道東を代表する流域を対象に希土類元素や蛍光性溶存有機物の分析を行い、植生や土地利用に応じた汚染源の特定と管理モデルを開発した。その結果、流域内の物質の流出・輸送特性を明らかにし、森里川海をつなぐ流域管理に貢献できる新たな環境動態解析手法の学術的基礎が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的意義は、流域から沿岸生態系に至る物質の動態を詳細に解明し、希土類元素や蛍光性溶存有機物などのマーカーを用いて汚染源を特定する手法を確立したことにある。この手法は、異なる植生や土地利用に対応した汚染源の追跡と管理を可能にし、環境動態解析の新たな枠組みを提供した。社会的意義としては、劣化する沿岸生態系の再生と持続可能な循環型社会の構築に寄与する点が挙げられる。本研究で得られた知見は、流域管理や水質改善策の実施において有用であり、流域圏の環境保全と生物多様性の向上にも貢献するものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Pollution source analysis of the Kurhiso River basin using rare earth elements2023

    • 著者名/発表者名
      Syraz B. M. Alijaafar, Katsuaki Komai, Tatsuki Igusa
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans

      巻: 37

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Determining the source of suspended sediment at the downstream end of the river basin using structural equation modelling2022

    • 著者名/発表者名
      Selline Mutiso, Tatsuya Hirami, Keisuke Nakayama, Katsuaki Komai, Kenichiro Kobayashi
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers Ser B1 (Hydraulic Engineering)

      巻: 78

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] オホーツク沿岸潟湖における汽水環境の維持機構と水理条件への応答特性2021

    • 著者名/発表者名
      駒井克昭, 篠原健人, 内田悠介, 園田武, 松田烈至
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_595-I_600

    • DOI

      10.2208/jscejoe.77.2_I_595

    • NAID

      130008094208

    • ISSN
      2185-4688
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 回転式粘度計を用いた底泥の限界せん断応力の推定2021

    • 著者名/発表者名
      中下慎也,KIM Kyeongmin,今村悠希,日比野忠史
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 77(2)

    • NAID

      130008113258

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 釧路川における面源負荷量の推定モデルの検証2024

    • 著者名/発表者名
      灘宏太,駒井克昭,藤原早芙
    • 学会等名
      令和5年度土木学会北海道支部年次学術研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 釧路川流域河川水の希土類元素濃度の経年変化2024

    • 著者名/発表者名
      伊草達貴,駒井克昭,伊東勘多
    • 学会等名
      令和5年度土木学会北海道支部年次学術研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 常呂川小河川における希土類元素の定量分析2024

    • 著者名/発表者名
      伊東勘多,駒井克昭,伊草達貴
    • 学会等名
      令和5年度土木学会北海道支部年次学術研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 釧路湿原の植生を地下水位と衛星データから分類できるか?2024

    • 著者名/発表者名
      藤原早芙,駒井克昭,灘宏太
    • 学会等名
      令和5年度土木学会北海道支部年次学術研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 釧路川流域における希土類元素を用いた水の挙動解析と経年変化2023

    • 著者名/発表者名
      伊草達貴,Syiraz binti Mohd Ali Jaafar,伊東勘多,駒井克昭
    • 学会等名
      水文・水資源学会 日本水文科学会2023年度研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 知床東岸河川における水中の重元素の半定量分析と特性評価2023

    • 著者名/発表者名
      伊草達貴,駒井克昭
    • 学会等名
      水文・水資源学会 日本水文科学会2023年度研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Chemical profiling and identification of river waters at the east of Shiretoko Peninsula using heavy elements2022

    • 著者名/発表者名
      Katsuaki Komai, Tatsuki Igusa, Syraz B. M. Alijaafar
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2022 -Online
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Chemical Profiling and Identification of Terrestrial Water and Biological Samples Using Rare Earth Elements2021

    • 著者名/発表者名
      K. Komai, T. Kataoka, A. Terada, K. Nakayama, Y. Oyama
    • 学会等名
      The Water and Environment Technology Conference 2021-online
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 釧路川流域における有色溶存機物質を用いた面源負荷の特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      内田悠介, 駒井克昭
    • 学会等名
      令和3年度土木学会北海道支部年次技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 釧路川支川における流出解析による面源負荷特性の比較2021

    • 著者名/発表者名
      灘宏太, 駒井克昭, 中山恵介, 中下慎也
    • 学会等名
      令和3年度土木学会北海道支部年次技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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