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2012 年度 実施状況報告書

河川水系のネットワーク構造に着目した気候変動・人間活動の河川環境への影響評価

研究課題

研究課題/領域番号 23510026
研究機関神戸大学

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)

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)
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
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)河川環境の水系ネットワークモデルの精緻化,(2)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) 試験流域である揖保川で現地観測を継続し,流域規模で河川水温の時空間変動特性を詳細に分析した.それより本年度は特に,季節変化・空間変化と遅れ時間をもって河道にはいる横流入水温の数理モデルを検討した.この横流入水温モデルによって,これまでは冬期において過小評価されていた水温の再現性が大きく改善され,あわせて流域規模の河川水温形成における基底流出水温の重要性が示された.
(2) 試験流域である揖保川を具体的な対象として念頭におき,環境インパクトのシナリオ設計を行った.自然環境変化では,IPCC第4次報告書やそれ以降の気候モデルにおける将来の降水量・気温の推定値を統計分析した.社会環境変化では,過去と現在の土地利用データから小流域ごとの土地利用変化をもとめ,それらと河川水温との相関分析を実施した.

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)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,(2)河川水温に関する水系のネットワークモデルの精緻化,(3) 気候変動による自然環境変化のシナリオを設計,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、(1)河川水温の流域変動特性については,昨年度に引き続き現地観測を中心にフィールドワークを重視したため,気象擾乱やダム・井堰の影響,水田利用による影響,降雪・融雪時の水温変化など,より踏み込んだ実証分析までには至っていない.その一方で,(2)水系ネットワークモデルの精緻化では,新しい横流入水温の数理モデルの導入により,水系全体にわたって年間を通して十分な精度で水温分布が推定できるようになり,水系ネットワークモデルが完成された.これらに関しては当初計画どおりの進展をみている.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.

今後の研究の推進方策

最終年度である平成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ことを目指す.
年度末には,本研究計画で得られた成果を纏めることによって水系ネットワークモデルの長所と改善点を示し,本モデルを流域統合管理の主幹解析ツールに発展させるための今後の研究方針をまとめる.

次年度の研究費の使用計画

次年度の研究費は主に,(1)流域観測,(2)データ分析,(3)成果発表,(4)その他経費で構成される.
(1)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数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.(2)データ分析に関する研究費は,本年度購入したワークステーションを用いて,分析結果の保存に必要な消耗品,資料印刷費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,会議費,交通費などを予算計上している.なお,今年度の未執行予算はごく小額であり,次年度予算のいずれかに組み込む予定である.

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] 河川流域の流水水温形成における基底流出水温の影響について2013

    • 著者名/発表者名
      浦野仁志, 宮本仁志, 前羽 洋, 戸田祐嗣
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.69, No.4 ページ: I_1681-I_1686

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 河川水系の複数河道における樹林化傾向の感度分析2013

    • 著者名/発表者名
      木村 諒, 宮本仁志, 利守伸彦
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.69, No.4 ページ: I_1369-I_1374

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 河道内の植生動態モデルにおける樹木の成長・死亡・新規参入2013

    • 著者名/発表者名
      利守伸彦, 宮本仁志, 木村 諒, 阿河一穂, 道奥康治
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: Vol.69, No.4 ページ: I_1363-I_1368

    • 査読あり
  • [学会発表] Analytic Investigation on Main Drivers of Stream Temperature Formation along a Stream Network in a River Basin2012

    • 著者名/発表者名
      Miyamoto, H., Urano, H. and Sugahara, Y.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, Calif., USA
    • 年月日
      20121203-20121207
  • [学会発表] Riparian Vegetation Dynamics in Interaction with Floods in a Stream Network Evaluated by a Stochastic Process Model2012

    • 著者名/発表者名
      Toshimori, N., Miyamoto, H. and Kimura, R.
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, Calif., USA
    • 年月日
      20121203-20121207
  • [学会発表] 河川水系の複数河道における断面形状変化が砂州上の樹木消長機構に及ぼす影響解析2012

    • 著者名/発表者名
      木村 諒, 宮本仁志, 利守伸彦, 盛岡淳二
    • 学会等名
      第67回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20120905-20120907
  • [学会発表] 加古川の河道内樹木観測による植生動態予測モデルの検証2012

    • 著者名/発表者名
      利守伸彦, 木村 諒, 盛岡淳二, 宮本仁志
    • 学会等名
      第67回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20120905-20120907
  • [学会発表] 河川水系のネットワークモデルによる流水水温の流域分布特性の解析2012

    • 著者名/発表者名
      宮本仁志, 前羽洋
    • 学会等名
      第67回土木学会年次学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20120905-07
  • [学会発表] 河川ネットワークモデルを用いた気候変動が流域水温環境に及ぼす影響評価

    • 著者名/発表者名
      前羽 洋, 宮本仁志, 浦野仁志, 萩迫隆弘
    • 学会等名
      平成24年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • 発表場所
      神戸市立工業高等専門学校
  • [学会発表] 流域地先での気候変動予測のための統計的ダウンスケーリングの検討

    • 著者名/発表者名
      森本皓一, 宮本仁志
    • 学会等名
      平成24年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • 発表場所
      神戸市立工業高等専門学校
  • [学会発表] 河道位数モデルを用いた世界の河川流域における自然・社会環境の分布特性評価

    • 著者名/発表者名
      米田誠也, 宮本仁志
    • 学会等名
      平成24年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • 発表場所
      神戸市立工業高等専門学校
  • [学会発表] 井堰が河川水温に及ぼす影響の検討

    • 著者名/発表者名
      萩迫隆弘, 前羽 洋, 浦野仁志, 宮本仁志
    • 学会等名
      平成24年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • 発表場所
      神戸市立工業高等専門学校
  • [学会発表] 河道内樹林の植生動態モデルにおける成長分散の影響評価

    • 著者名/発表者名
      利守伸彦, 木村諒, 盛岡淳二, 宮本仁志
    • 学会等名
      平成24年度土木学会関西支部年次学術講演会
    • 発表場所
      神戸市立工業高等専門学校
  • [学会発表] 河川流域のメタボリズム ~河川水系における樹林化傾向の確率診断~

    • 著者名/発表者名
      宮本仁志
    • 学会等名
      土木学会水工学委員会環境水理部会・河川部会主催ジョインとワークショップ
    • 発表場所
      神戸大学

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公開日: 2014-07-24  

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