| 研究課題/領域番号 |
17H03310
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
中屋 眞司 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (70313830)
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| 研究分担者 |
豊田 政史 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (60324232)
中屋 晴恵 (益田晴恵) 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (70183944)
安元 純 琉球大学, 農学部, 助教 (70432870)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 琉球石灰岩 / 島嶼 / 淡水資源 / 海底湧水 / 栄養塩 / リーフ / 溶解 / 二酸化炭素 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、島嶼系の石灰岩帯水層に焦点を当てる。全体構想として「島嶼系石灰岩層の水資源のサステナブル利用に向けた総合的環境影響評価」を目的に、本年度は1)島嶼の琉球石灰岩に淡水リザーバー を形成した時のリザーバーの塩淡水境界挙動を追える数理モデル化、2)島嶼の石灰岩帯水層の人工的反復水循環利用による沿岸域リーフの水質・サンゴ礁生態系に対する影響評価とその評価モデルの構築、を実施した。
島嶼の陸水については、琉球石灰岩帯水層中のバクテリア活動について調査・分析（水質と水中のATPの解析）した。その結果、琉球石灰岩に作られた井戸について、水中のバクテリア活性が高いほど、琉球石灰岩の溶解/沈殿の抑制と水和反応が進み、pHが低下することが分かった。これは、亜熱帯地域の活発なバクテリア活動により発生した二酸化炭素が琉球石灰岩の溶解/沈殿挙動と水和反応をコントロールしていると考えられる。また、淡水貯留と塩淡水境界挙動を支配する琉球石灰岩の空隙構造について、X線CTスキャンにより明らかにした。その結果、琉球石灰岩の空隙構造はその体積と表面積の両方がフラクタル構造をしていることが分かった。したがって、空隙構造のフラクタル性に基づき数値モデルを作成することが可能になり、種々の条件で琉球石灰岩を淡水リザーバーとするシミュレーション研究につながると考えられる。さらに、沖縄サンゴ礁海域特有の流れ場に関する基礎特性解明のため、与論島東岸を基にした簡単なモデル海域で、数値実験を実施した。その結果、外礁地形が海水の流れ場に与える影響が大きいことがわかった。また、平均海面が上昇しても、礁池における潮汐の影響のみに起因する残差流に大きな変化がないことがわかった。しかしながら、礁池における流速の絶対値は小さくなることからサンゴ礁海域におけるサンゴの成育環境が将来的に変化していく可能性があると推定される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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