2019 Fiscal Year Annual Research Report
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
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17H03310
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
中屋 眞司 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (70313830)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅崎 健夫 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (50193933)
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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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 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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| Outline of Annual Research Achievements |
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/沈殿の抑制が進むことが分かった。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スキャンを実施した。
さらに、陸域地下水が実際の海域環境へ与える影響の評価のため、観測によって得られた地形と湧水量をもとに潮汐による海底湧水の湧出後の拡がり方の特徴を数値計算を用いて検討した。その結果、栄養塩を多く含んだ海底湧水は干潮時にサンゴ被度の低い北東方向へ拡がり、鉛直方向へも拡がることが分かった。海底湧水がサンゴの回復へ影響を与えている可能性があると推定される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
シミュレーションの考察をした結果、当初の想定に反し、満潮から下げ潮流速シミュレーションの計算結果は既存観測データと比べて過少なものになっていた。外礁以遠の海流や波、風の影響が予想外に大きいと考えられ、研究遂行上、既存観測データと計算結果の一致が不可欠なため、観測潮位や計算領域の再検討をし、シミュレーションを再実施した。
その結果、海底湧水経由で陸域の地下水中の栄養塩が海域へ流出する影響を海底地形計測データをもとに与論島周辺海域モデルを作って数値シミュレーションし、リーフ内のサンゴ礁への影響について検討できたから。
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| Strategy for Future Research Activity |
海底湧水経由で陸域の地下水中の栄養塩が海域へ流出する影響を海底地形の変動を考慮するため、シンプルな与論島周辺海域モデルを作って数値シミュレーションし、リーフ内のサンゴ礁への影響について検討する。また、陸域の石灰岩帯水層の地下水流動を検討するための琉球石灰岩の空隙構造モデルについてX線CTスキャン解析結果を分析し、その特性を評価する。
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