水理解析と最適化理論を融合した魚類生息環境の設計手法

• 研究課題/領域番号: 23780245
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 農業土木学・農村計画学
• 研究機関: 茨城大学 (2012); 京都大学 (2011)
• 研究代表者: 前田 滋哉 茨城大学, 農学部, 准教授 (00346074)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 生態環境 / 最適化 / 水理学 / 数値計算

研究概要

水路における魚類生息環境を効果的に保全するため, 最適化手法を用いた環境設計法の開発を試みた.対象水路区間のアユの産卵場としての適性を,生息場適性指数(HSI)を用いた生息場ポテンシャル(HP)で表した.HP を最大化するように複数のブロックを水路床に配置するため,開水路流のシミュレーションと遺伝的アルゴリズムを用いたシミュレーション-最適化法を開発した.仮想水路区間に本手法を適用し,最適なブロック配置を導いた.

研究成果

• [雑誌論文] Fuzzy comprehensive evaluation of water quality at monitoring points (2013)
  • 著者名/発表者名: Maeda, S., Fujita, T. and Kawachi, T.
  • 雑誌名: Application to Lake Biwa-, Journal of Rainwater Catchment Systems 巻: 18(2) ページ: 1-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fuzzy comprehensive evaluation of water quality at monitoring points -Application to Lake Biwa- (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeya Maeda, Tsunehito Fujita, and Toshihiko Kawachi
  • 雑誌名: Journal of Rainwater Catchment Systems 巻: 18(2)
  • NAID: 110009634907
  • 査読あり
• [雑誌論文] GA-based simulation-optimization approach for designing fish habitat in canal (2012)
  • 著者名/発表者名: Maeda, S
  • 雑誌名: Proceedings of SCIS-ISIS ページ: 89-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization of block placement for ecohydraulic design of fish 9thhabitat in canal (2012)
  • 著者名/発表者名: Maeda, S
  • 雑誌名: Proceedings of international Symposium on Ecohydraulics 2012, 13080_2.pdf, University of Natural Resources and Life Sciences Vienna, Vienna, Austria, September ページ: 17-21
  • URL: http://www.ise2012.boku.ac.at/papers/13080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Optimization model for cropping-plan placement in paddy fields considering agricultural profit and nitrogen load management in Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Chono, S., Maeda, S., Kawachi, T., Imagawa, C., Buma N., Takeuchi, J.
  • 雑誌名: Paddy and Water Environment 巻: (掲載確定) 号: 2 ページ: 113-120
  • DOI: 10.1007/s10333-011-0272-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regional allocation of irrigation water in a rice paddy area with water-saving practices (2011)
  • 著者名/発表者名: Maeda, S., Nagamochi, T., Kawachi, T. and Takeuchi, J.
  • 雑誌名: Irrigation and Drainage Systems 巻: 25 号: 2 ページ: 81-96
  • DOI: 10.1007/s10795-011-9113-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] A hydro-environmental model considering nitrogen dynamics in surface zone for analysis of groundwater nitrate-nitrogen contamination (2011)
  • 著者名/発表者名: Chie Imagawa, Shigeya Maeda 他4名
  • 雑誌名: Journal of Rainwater Catchment Systems 巻: 16(2) ページ: 13-24
  • NAID: 110008661301
  • 査読あり
• [雑誌論文] A hydro-environmental model considering nitrogen dynamics in surface zone for analysis of groundwater nitrate-nitrogen contamination
  • 著者名/発表者名: Imagawa, C., Takeuchi, J., Kawachi, T., Chono, S., Buma, N. and Maeda, S.
  • 雑誌名: Journal of Rainwater Catchment Systems 巻: 16(2) ページ: 13-24
  • NAID: 110008661301
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/110008661301
  • 査読あり
• [学会発表] シミュレーション-最適化法による魚類生息環境の設計支援-アユの産卵場を例として- (2012)
  • 著者名/発表者名: 前田滋哉
  • 学会等名: 第63回農業農村工学会関東支部大会講演会講演要旨集
  • 発表場所: 埼玉県
• [学会発表] 広域窒素フローによる霞ヶ浦流域の富栄養化要因の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小沼優介, 安瀬地一作, 前田滋哉,吉田貢士,黒田久雄
  • 学会等名: 第63回農業農村工学会関東支部大会講演会講演要旨集
  • 発表場所: 埼玉県
• [学会発表] Optimization of block placement for ecohydraulic design of fish habitat in canal (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeya Maeda
  • 学会等名: 9th international Symposium on Ecohydraulics 2012
  • 発表場所: University of Natural Resources and Life Sciences Vienna （Austria）
• [学会発表] GA-based simulation-optimization approach for designing fish habitat in canal (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeya Maeda
  • 学会等名: SCIS-ISIS 2012
  • 発表場所: 神戸コンベンションセンター（兵庫県）
• [学会発表] シミュレーション‐最適化法による魚類生息環境の設計支援 ―アユの産卵場を例として― (2012)
  • 著者名/発表者名: 前田滋哉
  • 学会等名: 第63回農業農村工学会関東支部大会講演会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ（埼玉県）
• [学会発表] 広域窒素フローによる霞ヶ浦流域の富栄養化要因の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小沼優介，安瀬地一作，前田滋哉，吉田貢士，黒田久雄
  • 学会等名: 第63回農業農村工学会関東支部大会講演会
  • 発表場所: 大宮ソニックシティ（埼玉県）
• [学会発表] 水路における流れ場を考慮した魚類生息地の最適設計手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田滋哉,河地利彦
  • 学会等名: 農業農村工学会京都支部第68回研究発表会講演要旨集
  • 発表場所: 奈良県
• [学会発表] 確率計画法を用いた排出負荷管理のための転作地最適配置モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 長野峻介, 前田滋哉, 河地利彦
  • 学会等名: 農業農村工学会京都支部第68回研究発表会講演要旨集
  • 発表場所: 奈良県
• [学会発表] 水域における効率的な水質調査のための最適採水時点の決定手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田滋哉,河地利彦
  • 学会等名: 平成23 年度農業農村工学会大会講演会講演要旨集
  • 発表場所: 福岡県
• [学会発表] 収益性の向上と汚濁負荷管理を目的とした作付計画における多目的最適化モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 長野峻介, 前田滋哉, 河地利彦
  • 学会等名: 平成23 年度農業農村工学会大会講演会講演要旨集
  • 発表場所: 福岡県
• [学会発表] 農業用用排水路における魚礁ブロック配置の数値的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田滋哉,河地利彦
  • 学会等名: 雨水資源化システム学会第19回研究発表会講演要旨集
  • 発表場所: 愛媛県
• [学会発表] 灌漑期にシナリオを設定した排出負荷管理のための転作地最適配置モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 長野峻介, 前田滋哉, 河地利彦
  • 学会等名: 雨水資源化システム学会第19回研究発表会講演要旨集
  • 発表場所: 愛媛県
• [学会発表] 複数の水質項目に基づく湖沼水質の総合評価手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田常仁, 前田滋哉, 河地利彦
  • 学会等名: 雨水資源化システム学会第19回研究発表会講演要旨集
  • 発表場所: 愛媛県
• [学会発表] 水域における効率的な水質調査のための最適採水時点の決定手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田滋哉 他1名
  • 学会等名: 平成23年度農業農村工学会大会講演会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス（福岡県）
• [学会発表] 収益性の向上と汚濁負荷管理を目的とした作付計画における多目的最適化モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 長野峻介，前田滋哉 他1名
  • 学会等名: 平成23年度農業農村工学会大会講演会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス（福岡県）
• [学会発表] 農業用用排水路における魚礁ブロック配置の数値的検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田滋哉 他1名
  • 学会等名: 雨水資源化システム学会第19回研究発表会
  • 発表場所: 愛媛大学農学部（愛媛県）
• [学会発表] 灌漑期にシナリオを設定した排出負荷管理のための転作地最適配置モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 長野峻介，前田滋哉 他1名
  • 学会等名: 雨水資源化システム学会第19回研究発表会
  • 発表場所: 愛媛大学農学部（愛媛県）
• [学会発表] 複数の水質項目に基づく湖沼水質の総合評価手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田常仁，前田滋哉 他1名
  • 学会等名: 雨水資源化システム学会第19回研究発表会
  • 発表場所: 愛媛大学農学部（愛媛県）
• [学会発表] 水路における流れ場を考慮した魚類生息地の最適設計手法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田滋哉 他1名
  • 学会等名: 農業農村工学会京都支部第68回研究発表会
  • 発表場所: 奈良県文化会館（奈良県）
• [学会発表] 確率計画法を用いた排出負荷管理のための転作地最適配置モデル (2011)
  • 著者名/発表者名: 長野峻介，前田滋哉 他1名
  • 学会等名: 農業農村工学会京都支部第68回研究発表会
  • 発表場所: 奈良県文化会館（奈良県）