地球規模での水循環・水利用を考慮した流域水管理モデルの策定

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14595004
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 小尻 利治 京都大学, 防災研究所, 教授 (00026353)
• 研究分担者: 田中 賢治 京都大学, 防災研究所, 助手 (30283625) ; 福島 武彦 広島大学, 工学部, 教授 (90124354) ; 友杉 邦雄 京都大学, 防災研究所, 助教授 (50027265)
• キーワード: 地球温暖化 / 世界水動態 / システムダイナミックス / 環境ホルモン / 分布型流出モデル / 総合流域管理 / ファジィ評価過程

研究概要

研究最終年度であり流域水管理モデルのとりまとめを行った。
(1)地球規模水資源システムダイナミックの定式化:アプリケーションソフト-ステラと微分方程式系の従来モデルでの比較を行う。世界を主要な大陸・流域で現し、気候・人間活動と水利用の関係を組み込む水資源システムダイナミックスを提案する。
(2)GCMと人間-水利用系の相互作用の定式化:流域開発・都市化などによる気候変動へのフィードバックを関数化し地球規模モデルへの構成要素とする。またGCMの情報を入手・分析し流域スケールでの分布型入力とする。
(3)水量・水質・生態系を考慮した流域シミュレーション:化学物質としてノニルフェノールを取り上げ河川流出・生物体内蓄積過程を考慮した生存モデルを提案する。地球温暖化の影響としての水質変化・化学物質動態変化を表現しうるモデルを要求し、気候変動下での生存可能性を求める。
(4)都市・農地での水利用・排水過程を考慮した水循環モデル:水循環系をベースに、水質・水量・生態系より見た流域管理方法の提案を行う。さらに最適化手法を導入して流域内のシステム設計、管理方針の提案を図り健全かつ持続可能な水循環系を明らかにする。
(3)に関しては分布型流出モデルとしてHydro-BEAMを開発し水量・水質・環境ホルモン・生態系でのシミュレーションを可能とした。(4)はファジイ理論とHydro-BEAMをベースとして水量・水質・景観・親水性を考慮した総合流域管理手順の提案を行った。(2)はHydro-BEAMをベースに置きGCM出力を用いて2100年の温暖化状態での流域特性の把握を行った。(1)に関しては前年度に閉鎖地域(日本の本州)を対象にモデル化の可能性を検討しており、その成果を利用して今年度は地球規模での適用を図った。地球規模での問題として細分化することによる計算機への負担が急激に増加することがあげられ、ここでは大陸を1ユニットとする大陸間での水動態解析を行った。

研究成果

• [文献書誌] Noriatsu Ozaki, Takehiko Fukushima, Hideo Harasawa, Toshiharu Kojiri, Katsunori Kawashima, Miyuki Ono: "Statistical analysis on the effects of air temperature fluctuations on river qualities"Hydrol.Process. 17. 2837-2853 (2003)
• [文献書誌] Paulo Chaves, Toshiharu Kojiri, Yosuke Yamashiki: "Optimization of storage reservoir considering water quantity and quality"Hydrol.Process. 17. 2769-2793 (2003)
• [文献書誌] Kojiri, T., Tokai, A., Yoshikawa H.: "Basin-wide environmental quality assessment based on distributed runoff model"XXX IAHR Congress. Theme B. 231-238 (2003)
• [文献書誌] Kojiri, T., Teramura, T: "Integrated river basin environment assessment and planning through hybrid simulation processes"XI IWRA World Water Congress. (CD-ROM). (2003)
• [文献書誌] Paulo CHAVES, Toshiharu KOJIRI: "Multi-objective Storage Reservoir Operation under Uncertainty"Annuals of Disas.Prev.Res.Inst., Kyoto Univ.. 46 B. 899-918 (2003)
• [文献書誌] 朴珍赫, 小尻利治, 友杉邦雄: "流域環境評価のためのGISベース分布型流出モデルの展開"水文・水資源学会誌. 第16巻,第5号. 541-555 (2003)
• [文献書誌] 小尻利治: "気候変動と水資源について(I),(II),(III),(IV),(V)"水利科学. 70 (2003)