| 研究課題/領域番号 |
26450481
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| 研究機関 | 鳥取大学 |
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研究代表者 |
芳賀 弘和 鳥取大学, 農学部, 准教授 (90432161)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 流木 / 流域管理 / 懸濁態 / 栄養塩 / 森林 / 山地河川 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，源流域河川の流量変動と流路内障害物が河川水の懸濁物質濃度に及ぼす影響について明らかにし，懸濁物質の新たな流出負荷量推定モデルを提案することである。特に，「懸濁態栄養塩（窒素とリン）の流出特性」と「代表的な流路内障害物である流木の動態」との関係を明らかにする。申請者は4年前に中国山地中部に試験流域を設け，水文観測と河川地形測量を続けており，この観測体制を強化・活用することで本目的にアプローチする。研究成果は，1）閉鎖性水域の汚濁負荷対策で重要な栄養塩の年流出負荷量の変動パターン，2）水環境保全に配慮した森林管理法，及び3）流木の流出制御法を検討する際に有用な知見となると考えられる。
本研究では，懸濁態の窒素とリンの流出に流木が及ぼす影響を把握するために，流木の除去実験と投入実験を行う必要がある。実験では，コントロール流域と処理流域を設け，「両流域のキャリブレーション（1年目）」，「除去（2年目）」，「投入（3年目）」の順に処理する計画であった。しかしながら，今年度（1年目）は実験予定であった河川の堰堤周辺において豪雨時に生産された土砂の排除に時間を要し，コントロール流域を設けることができなかった。このため，申請時に代替手法として考慮していた単独流域法を用いる計画に変更した。
これにより，今年度は1つの実験区間（幅約1m，長さ約50m）において，詳細な河川地形測量，流木（L>1m）と巨礫（D>0.3m）の分布調査，及びNaClトレーサーの希釈実験を行った。結果として，流木が集合体（organic debris, OD）として土砂を堰上げている箇所において流水の一次滞留が顕著にみられることが，河川水の電気伝導度の変化より定性的に推察できた。このような場所では流速の減少とODによる懸濁物質の濾過作用があることが示唆され，来期以降の流木操作実験の基礎データが得られた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
調査対象とした河川に設置されている量水堰堤の土砂排除に想定外の時間を割くことになったため，研究計画を対象流域法から単独流域法へと変更した。これに伴い，自動採水機による出水時の河川水試料の収集が予定通りには進まず，河川水の栄養塩濃度の解析が遅れることとなった。この他は概ね順調に進んでいると思われる。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後の研究は次の通りに進める予定である。i）水文・気象観測 において，降水量，気温，日射，水温，流量に関する観測体制を維持する。ii）採水と栄養塩濃度の調査において，定期的（2週間に1度程度）に行っている採水を継続するとともに， 自動採水器を用いて出水時の連続採水（1～3時間インターバル）を実施する。また，濁度計による濁度の連続観測を行うとともに，窒素とリンについて溶存態と懸濁態のそれぞれの濃度を分析する。iii）流木のプロファイリングにおいて，流木に個体識別タグ貼付後，流木量，サイズ，位置，腐朽度，材密度，移動距離を計測する。さらに，流木の堆積形態をパターン化，流木による流下物（落葉リターや土砂）の捕捉状況を記録する。iv）河川地形の測量，流路の粗度調査，及び河床に堆積する懸濁物質量調査において，縦断測量，横断測量の実施，流路粗度（マニングの粗度係数）の評価，流木量の異なる複数の地点において河床堆積物コアを採り，河床表層の懸濁物質量を把握する。v）流水の一時滞留時間の評価において，長さ20～30m（流路幅の約30倍）の区間を対象としたNaClトレーサーの希釈実験を行う。区間の上流端から少量のNaCl溶液を一定速度で滴下し，下流端で流水の電気伝導度の変化を測定する。測定結果は，一時滞留過程を組込んだ一次元移流分散モデル（OTIS model；Runkel 1998）を用いて解析する。
来期（2年目）は，夏までに上述の調査と実験を一通り終え，その後，流木を除去する操作を行う予定である。逆に3年目は，流木を導入する操作を行う予定である。これらの操作実験により，本研究の目的が達成されると考えている。
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