水の安定同位体比を用いた水田農業が流域水循環に果たす役割の定量的評価

利用水的稳定同位素比定量评价稻田农业在流域水循环中的作用

• 批准号: 21H02308
• 负责人: 中桐 貴生
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Osaka Metropolitan University (2022-2023)Osaka Prefecture University (2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02308/
• 关键词: 酸素・水素安定同位体比; 水田農業; 流域水循環; 定量評価; 水の酸素・水素同位体比; 流量観測; 水質分析; 水田還元水; 流域水循環モデル; 解析雨量; 千種川; 斐伊川; 球磨川; 水の酸素・水素安定同位体比; 静的・動的分別追跡モデル構築; 流域水収支モデル構築; 水田からの用水還元

千種川および斐伊川において，当初の予定通り，ほぼ月1回の頻度で現地調査を行うことができ，解析に必要なデータ（水の酸素・水素安定同位体比，水温，pH，DO，EC，ORP，COD，TOC，TN，TP，主要イオン，12種の微量元素）を取得することができた。ただし，球磨川については，月単位での降水採取と水田地域における不定期な現地調査に留まった。また，千種川においては，現地調査時に5箇所の河川合流点において，合流前後における流量観測を行い，複数の水質項目を用いた検討を通じて，水の酸素・水素安定同位体比が実際の河川における流量比の推定に利用できることを明らかにした。さらに，今回得られたデータを用いて，河川流下過程における水の安定同位体比の変化特性から，河川水における水田還元水の割合の定量推定を行ったところ，その割合は計算を行ったどの流域・地点においても灌漑期に多く，非灌漑期に少なくなるという傾向が明確に現れ，また数値的にはこれまでに得られていた結果と矛盾しない結果となった。昨年度までに千種川流域を対象に開発した流域水循環モデルに「解析雨量」が適用できるよう改良を行った。これまでのモデルでは，降雨量として，千種川流域近傍における4～5地点の雨量計データの重み付き平均値を与えていたが，解析雨量を用いて流域内における雨量の空間分布特性を調べたところ，対象流域の上流部と下流部では年降水量で600mm以上の違いがあることが明らかとなり，モデルによる流出計算に解析雨量を適用できるようにしたことで，各地点における河川流量の変動特性をより実態を反映した形で再現ないし推定できるようになることが期待された。また，千種川以外の流域でも適用できるよう汎用化を行うための整理を行った。

The frequency of field investigation is determined at the beginning, and the necessary information (water acid·water stable isotope ratio, water temperature, pH, DO, EC, ORP, COD, TOC, TN, TP, main elements, 12 trace elements) is obtained. The rainfall in the paddy field is measured at irregular intervals. In addition, there are thousands of rivers. During the on-site investigation, flow measurements were carried out at the confluence points of five rivers, before and after the confluence, and a number of water quality items were used for evaluation and discussion. It is now clear that the acid-water stability isotope ratio of water can be used to estimate the actual flow ratio of rivers. In this paper, we find that the variation characteristics of stable isotope ratio of water in river flow process are different, and the quantitative estimation of water separation in paddy field is different, and the calculation of water separation is different. The result is a contradiction. In the past year, the "analysis rainfall" has been applied to the development of river basin water cycle. The rainfall amount is adjusted according to the spatial distribution characteristics of rainfall at 4~5 locations near the Qianzhong River Basin, and the annual rainfall amount is more than 600mm at the upper and lower reaches of the basin. The calculation of runoff analysis rainfall is applicable to all locations, and the dynamic characteristics of river flow are reflected in the actual shape and estimated. The river basin outside the thousand kinds of rivers is suitable for use.

项目成果

球磨川上流域の用水路における流下過程の水質変化

球磨河上游灌渠流动过程中水质变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 中田達;吉瀬弘人;島崎昌彦;山口莉歩，濱 武英，小杉緑子，中村公人，勝山正則
• 通讯作者: 山口莉歩，濱 武英，小杉緑子，中村公人，勝山正則

Quantitative assessment of impact of return flow from paddy fields on river regime using a distributed rainfall-runoff model

利用分布式降雨径流模型定量评估稻田回流对河势的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Takao Nakagiri;Hiroki Maekawa;Haruhiko Horino;Shinji Sakurai
• 通讯作者: Shinji Sakurai

酸素・水素安定同位体比を用いた河川浸透水の影響評価―天井川に離接する宍道湖西岸水田地区を事例として―

利用氧/氢稳定同位素比评估河流渗流影响 - 以邻近天下川的宍道湖西岸稻田地区为例 -

• 发表时间: 2022
• 作者: 田中里奈，濱 武英，佐藤健司，脇田梨左，中村公人;佐野倫子，粉川美踏，北村豊;谷川智穂・中塚雅也;吉岡有美，重近真奈美，橋口亜由未
• 通讯作者: 吉岡有美，重近真奈美，橋口亜由未

水田からの還元水を考慮した分布型流出モデルの検討

考虑稻田回水的分布式径流模型研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 近藤沙樹，粉川美踏，北村豊;金田 隆希・関 雄太郎・岩田 直人・古海 誓一;伊庭治彦;前川洋貴，中桐貴生，堀野治彦，櫻井伸治
• 通讯作者: 前川洋貴，中桐貴生，堀野治彦，櫻井伸治

同位体環境学がえがく世界ー地域の水循環に田んぼが果たす役割の評価ーの項

同位素环境科学描绘的世界：稻田在区域水循环中所发挥的作用的评估。

• 发表时间: 2022
• 作者: M. Koch M. Osugi;K. Fujisawa and A. Murakami;中桐貴生
• 通讯作者: 中桐貴生