2013 Fiscal Year Research-status Report
河川環境と生態系保全のための水文学的水温管理手法の研究
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23560606
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
木内 豪 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (00355835)
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| Keywords | 河川水温 / 多摩川 / 水・熱収支解析 / 都市温排水 / 水面と河床の水・熱交換 |
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| Research Abstract |
水温は水圏の生態系と水質形成にとって最も基本的かつ重要な要素である。河川水温に関しては、近年、大気と水面の熱輸送などの物理的メカニズム解明が進展してきたが、今後世界的に都市の拡大や人口増加、温暖化の進行が予想される中で、多様な人間活動が水
温にどのような影響を及ぼすのかについての総合的な研究は行われていない。そこで、本研究では、人間活動の影響による河川水温上昇が顕著な多摩川を対象に、その温度環境の実態や温度場の形成要因の解明、さらには適正な水環境を取り戻すための管理手法・対策の評価を行う。
平成25年度には、一次元の河道流れと熱輸送のシミュレーションモデルを多摩川中・下流域における通年の水温解析に適用し、人間活動の影響や地下水と河川水の相互作用が水温形成に与える影響を解析した。解析では、本研究において計測した2011年7月～2013年3月までの多摩川本川河道内における気温、湿度、風速、日射量等のデータと2012年8月と2013年2月に実施した現地集中観測のデータを用いた。
本モデルの適用性の検討結果から、河床温度および地下水の涵養量あるいは流出量を実測データ等に基づき適切に与えるとともに、それ以外のモデルパラメータは通年で同一に設定することで、年間を通じて、実測の水温を良好に再現できることが確認された。本モデルを用いて下水処理水の放流が水温に及ぼす影響を定量化した結果、下水処理水は夏期の最高水温の上昇を抑制している一方で、他の季節では水温を増大させる大きな要因となっていることが示された。同様に地下水の影響を調べた結果、河川水と地下水の相互作用が水温上昇の抑制に寄与していることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成25年度には、分布物理型モデルの適用を行う予定であったが、研究を進めて行く過程で、河道内における熱輸送現象の非一様性に関する検討や、河川と地下水の相互作用に関する検討をさらに進める必要が生じたため、その分、分布物理型モデルの適用が遅れることとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度においては、流域スケールの水循環・水温解析モデルの適用・検証と水文学的水温管理手法の検討を行う。これまでの研究の結果、多摩川の水温形成に影響を及ぼしている要因としては、大気・河川間の熱輸送に加えて、上流域の貯水池からの放流やその下流における取水、中流域の下水処理水の放流、河川・河床間の水・熱交換の影響が大きいことから、モデル解析に基づき、これらの影響度評価を行う。将来にわたって良好な水温環境を維持するための方策として、多摩川流域における水循環の健全化による地下水保全や、下水処理水の放流時温度低減策の導入等による水温制御効果を明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成25年度には、分布物理型モデルの適用を行うとともに、国際会議での発表を行う予定であったが、河道内における熱輸送現象の非一様性に関する検討および河川と地下水の相互作用に関する検討を行う必要が生じ、計画を変更したため、未使用額が生じた。
分布物理型モデルの適用と国際会議での発表を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てる。
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