| 研究課題/領域番号 |
23510026
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
宮本 仁志 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50283867)
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| 研究分担者 |
道奥 康治 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40127303)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| キーワード | 流域管理 / 河川環境 / 河川水系ネットワーク / 河道位数 / 流量 / 河川水温 / 生態系 / 水資源 |
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| 研究概要 |
河川は源流から河口に至るまでツリー状のネットワーク構造でつながる。そのため、流域への様々な環境負荷に対して河川環境の応答を理解するには、そのインパクトが水系ネットワーク上でどのように伝播し、河川環境がどの程度変化を受けるのかを評価することが重要となる。研究代表者らはこれまで、河川水系の幾何構造に着目した解析を行い、流域環境の統合管理のための評価手法として河道位数を用いたネットワーク型の解析モデルが非常に有効であることを明らかにしてきた。本研究課題では、これをもとに気候変動や人間活動の複合インパクトが河川環境に及ぼす影響を明らかにする。今年度は、(1)地理情報解析と試験流域での観測結果を用いた河川水系ネットワークモデルの精緻化、(2)気候変動や土地利用変化などの自然・社会環境変化から生み出される環境インパクトのシナリオ設計、の２つの具体的項目に対して、以下のような研究成果を得た。 (1)(1)河道位数・リンクマグニチュードを介して流域面積から河川流況が非常によく予測できる関係式を構築した。精度向上のために、式中には流域の気候・地質・土地利用の影響が考慮されている。(2)試験流域である揖保川で現地観測を実施し、流域規模で河川水温の時空間変動特性を整理した。さらに、河川水系での水温形成機構に関連して、源流・横流入水温、河畔林や山地地形の日射遮蔽効果をモデル化した。 (2)今年度はおもに土地利用・定住人口など社会環境変化に焦点を絞りシナリオを設計した。河道位数を用いて土地利用・人口の流域分布をフラクタル型の等比数列モデルで表現し、社会環境の変化幅を森林－都市軸、農地－水域軸の二軸をもとに定量的に見積った。試験流域の社会環境状態を一級水系の中で相対的に特徴づけた。さらに、自然環境変化のシナリオ設計のために、IPCC第4次報告書での気候モデルにおける将来降水量・気温の推定値を統計分析した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
今年度は当初、(1)河川水系の河道位数化指標を用いた流量推定モデルの構築、(2)試験流域における流域規模での河川水温の時空間変動特性の解明、(3)土地利用・定住人口など社会環境変化のシナリオ設計、の３つを目標に研究を推進してきた。研究実績の概要に記述したように、これらは概ね達成できたと考えている。ただし、(2)の河川水温の流域変動特性については、現地観測を中心にフィールドワークを重視したために、当初予定していた気象擾乱やダム出水時のインパクト、水田利用による影響、降雪・融雪時の水温変化など、より踏み込んだ分析までには至っていない。その一方で、当初は次年度に予定していた、源流・横流入水温、河畔林や山地地形の日射遮蔽効果などのモデル化および、自然環境変化のシナリオ設計に関する初期検討を実施した。これらに関しては当初計画以上の進展をみている。以上より、今年度の総合的な達成度としては、おおむね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成24年度では、まず、今年度に整理した試験流域での観測データを用いて、河川水温の年々変動や気象擾乱による変化、出水時のインパクト、灌漑期の水田利用による変化、降雪・融雪時の水温変動など、流域規模での河川水温の時空間変動特性を実証的に明らかにする。さらに、モデル化された源流・横流入水温や植生日射遮蔽効果を河川水系のネットワークモデルに導入し、河川ネットワーク上の水温形成過程において卓越する影響因子を流域規模で評価する。一方、環境インパクトのシナリオ設計に関しては、平成24年度は気候変動による自然環境変化のシナリオを設計する。気候変動の影響に関するこれまでの検討成果を発展させて、試験流域近郊での将来の気候変動の振幅を統計的に明らかにし、自然環境変化のシナリオを作成する。 平成25年度には、それまでの研究成果をもとにして、河川水系のネットワークモデルを用いて気候変動・人間活動が河川環境へ及ぼす影響を評価する。自然・社会環境変化のシナリオに、ダム・堰などの社会基盤整備の有無を加えた統合シナリオを作成し、再構築された新しい河川水系ネットワークモデルを用いて環境インパクトに対する流量・河川水温の応答を明らかにする。降水量・気温などの気候変化に対する応答はもとより、水田・農耕地などの土地利用変化やダム・堰の有無などが複合的に作用する場合の環境応答を系統だてて評価し、ネットワーク上での各要因の相対的な影響を明らかにする。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
次年度の研究費は主に、(1)観測データ分析、(2)流域観測、(3)成果発表、(4)その他経費で構成される。(1)観測データ分析に関する研究費は、ワークステーションの購入に充てられるが、これは今年度予算計上していたものである。研究実績の概要で記述したように、今年度は河川水温の現地観測などフィールドワークに重点をおいたため詳細なデータ解析まで研究が進捗せず、当該予算は未執行であった。次年度は当初より観測データ分析を実施するため、早期にワークステーションを購入する。(2)流域観測に関する研究費は、試験流域に約30カ所ある観測サイトについて、年間4回の観測計画を円滑に実行するために必要な旅費、消耗品、観測補助・データ整理謝金、などを予算計上している。(3)研究成果発表に関する研究費は、研究成果を国内外の学会にて報告する経費として旅費を、紙上発表するための経費として英語論文校閲費、研究成果発表費用を予算計上している。(4)その他の研究費は、研究実施に必要な論文資料の別刷費、PC関連消耗品費、会議費、印刷費などを予算計上している。
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