霞ケ浦流域における流域水質管理計画の計画策定支援システムの作成

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12760159
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 加藤 亮 茨城大学, 農学部, 助手 (10302332)
• キーワード: 流域水質管理 / シミュレーション / 畑地施肥 / 水質タンクモデル / 窒素負荷 / データベース / GIS

研究概要

霞ケ浦流入河川では高い全窒素濃度が測定され、畑地を中心とする面源が大きな原因であるといわれている。本研究でも畑地面積の卓越する霞ケ浦(北浦)流入河川の山田川で水質測定を行ったが、5-12月で平均5.87(mg・1^<-1>)と高濃度だった。そこで、霞ケ浦流域水質管理の計画策定支援のため、窒素排出源データベースに基づく流域水質予測モデルの構築を目指した。データベースの項目は下水処理の形態別人口、畜産頭数、土地利用面積、畑作物種、作物ごとの施肥量など100以上に渡る。データは1980年から2000年で収集し、市町村単位及び流入河川流域単位で入力した。人口、畜産という点源と水田、畑地、宅地、森林等の面源に原単位を用い、流域内の窒素負荷を算定した。結果をGISにより解析し、霞ケ浦流域内の窒素負荷の空間分布を把握した。これより、流域水質管理計画の策定支援システムの基盤が構築できた。しかし、原単位法の弱点として、流域内の窒素負荷蓄積量の影響を表現できないことも明らかとなった。そこで、さらに山田川を対象とした水質予測モデルを構築し、霞ケ浦流域全体に適用した。モデルは土地利用別水質タンク法をもとに、入力データとして前述のデータベースを使用できるよう改良した。特に、畑地での施肥量や作物吸収量を忠実に再現できるのが改善点である。これより、畑地土壌中に蓄積された施肥由来窒素の、河川の全窒素濃度への影響を表現できるようになった。このモデルから、山田川の流量と窒素負荷量の月変動のシミュレーションを行った。シミュレーションに基づく予測から、施肥削減の効果を検討したが、削減効果が表れるのは10年以上先になるという結果であった。また霞ケ浦流域全体に同様の検討を行っている。本モデルはGISとの親和性を持っているので、詳細な立地条件を加味した水質改善対策の立案においても、有用な予測を例示することが期待される。

研究成果

• [文献書誌] 加藤 亮, 黒田久雄, 中曽根英雄: "GISを用いた霞ケ浦の流域水質管理のための窒素負荷の変動の分析"農業土木学会大会講演会要旨集. 94-95 (2000)
• [文献書誌] 加藤 亮, 黒田久雄, 中曽根英雄: "霞ケ浦流域における窒素排出負荷抑制のためのGISの適用"システム農学会春季シンポジウム要旨集. 16-別1. 66-67 (2000)
• [文献書誌] T.Kato, H.Kuroda, H.Nakasone: "Construction of the GIS Database System For The Planning of A Watershed Management in KASUMIGAURA Basin"The XIV Memorial CIGR World Congress. 14. 197-197 (2000)
• [文献書誌] Tasuku KATO, Ysunori KIFUNE, Hisao KURODA, Hideo NAKASONE: "GIS Analysis of The Spatial Distribution and Annual Change About Nitrogen Outflow Pollutant Load in KASUMIGAURA Basin"9^<th> International Conference on the Conservation and Management of Lakes. 9・5. 329-332 (2001)
• [文献書誌] 中川久美子, 加藤亮, 黒田久雄, 中曽根英雄: "流域管理のための作物別施肥量を考慮した水質タンクモデル(その1)"農業土木学会大会講演会要旨集. (2002)
• [文献書誌] 加藤亮, 中川久美子, 黒田久雄, 中曽根英雄: "流域管理のための作物別施肥量を考慮した水質タンクモデル(その2)"農業土木学会大会講演会要旨集. (2002)