底質変動と魚類の餌資源分布に基づく環境配慮工の価値評価と適応型管理への応用

基于沉积物变化和鱼类食物资源分布的环境友好型建筑价值评价及其在适应性管理中的应用

• 批准号: 20H03095
• 负责人: 前田 滋哉
• 金额: $ 11.65万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H03095/
• 关键词: 環境配慮工; 流れ; 路床変動; 植生; 魚類; 魚類保全; 底生動物; 流木; 土砂水理; 数値計算; 付着藻類

農業用排水路は営農活動の基盤施設であると同時に魚類の繁殖，成長，移動経路であるため，生態系に配慮した整備がなされてきた．整備後に土砂の堆積や藻類繁茂等により，魚類の生息環境は変化するが，そのメカニズムが十分に知られていないため，より良い事業の設計が困難である．本研究の目的は農業用排水路の生態環境の核といえる「底質変動」を適切にモデル化することで，物理特性の時空間変化を踏まえた魚巣・魚溜の生態価値を評価することである．今年度は以下の5つの研究を実施した．（１）魚巣と魚溜が設置されている茨城県の幹線農業用排水路とその接続河川である高橋川を主な対象とし，環境DNA定量解析による魚類のDNAコピー数の時空間分布を推定した．4地点で5回の環境DNA調査により，コイ，ボラ等の遊泳魚の出現場所と時期が地点により異なることが明らかになった．（２）同排水路の魚巣での流れと路床変動の2次元数値計算に基づき，魚巣での泥上げ効果減少率を定量化し，泥上げ量を考慮した適切な泥上げ対象魚巣の選定手法を提案する論文を発表した．（３）同排水路の魚巣への堆砂だけでなく，剥離付着藻類の魚巣内土砂上への堆積過程を数値計算で再現するため，3次元流れモデルと流木移動モデルを用い，魚巣への剥離付着藻類供給実験，魚巣外への剥離付着藻類の排出実験を行った．これにより，魚巣内に剥離付着藻類が留まる条件を分析した．（４）魚類の餌資源となる底生動物を調べるため，同排水路にコドラートを2箇所設定し，3回個体数，出現した科と多様性指数を求めた．並行して，排水路の水位，流量，水温，日射量の10分間隔自動観測を継続し，水理環境要因の考察に用いた．（５）同排水路とその下流の高橋川の一体的な水理解析に基づく魚類生息場評価のため，高橋川の2箇所でADCPによる流速，水深観測と2次元流れ計算に着手した．

Agricultural drainage roads are designed to support agricultural activities and fish reproduction, growth and movement, and ecosystem planning. After the preparation, the accumulation of soil and sand, the proliferation of algae, etc., the living environment of fish has changed. The purpose of this study is to evaluate the ecological environment of agricultural drainage channels, and to evaluate the ecological value of fish and water. This year, the following 5 studies have been carried out. (1) Fish and fish are set up in Ibaraki Prefecture, the main drainage line for agricultural use, the river connected to Takahashi River, the main target, the quantitative analysis of environmental DNA, the estimation of the temporal and spatial distribution of fish DNA, the investigation of environmental DNA, the investigation of five circuits, the occurrence place, the time and the place of swimming fish, etc. (2) The calculation of two-dimensional numerical value of flow and bed movement of fish in the same drainage channel is based on the quantification of the reduction rate of mud effect of fish in the same drainage channel, and the selection method of fish in the same drainage channel is proposed. (3) Calculation of numerical value of sand accumulation process in fish pond of the same drainage path, calculation of numerical value of sand accumulation process in fish pond with stripped algae, calculation of numerical value of sand accumulation process in fish pond with stripped algae, calculation of numerical value of Analysis of the conditions under which algae are removed from the fish. (4) Fish bait resources and bottom animals are adjusted according to the same drainage route. The number of fish in the same drainage route is 2. The number of fish in the same drainage route is 3. The diversity index of fish in the same drainage route is calculated. Water level, flow rate, water temperature and solar radiation of drainage channel are automatically measured at intervals of 10 minutes. (5) Hydrological analysis of Takahashi River downstream of the same drainage channel, evaluation of fish habitat, ADCP of Takahashi River two stations, velocity, depth measurement and calculation of two-dimensional flow.

项目成果

魚溜工における土砂動態の水理解析

鱼塘沉积物动力学的水力分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 高橋侑嗣;高舘佳弘;宮本洋子;梶原将大;五十嵐学;高田礼人;佐田祐正・皆川明子
• 通讯作者: 佐田祐正・皆川明子

環境配慮工が導入された農業用水路と河川における流れの数値計算

已采用环保建设的农渠和河流的流量数值计算

• 发表时间: 2023
• 期刊: 応用水文
• 作者: Zi-Ru Jiang;Hayato Masuya;Norikazu Kameyama;Keiko Kuroda;Hisashi Kajimura;稲垣京子・原珠里;吉成香貫花・前田滋哉・福田信二・黒田久雄
• 通讯作者: 吉成香貫花・前田滋哉・福田信二・黒田久雄

EVALUATION METHOD OF DREDGE EFFICIENCY IN FISH NESTS USING HYDRODYNAMIC AND MORPHODYNAMIC MODEL

基于水动力和形态动力模型的鱼巢疏浚效率评价方法

• DOI: 10.2208/jscejhe.78.2_i_1087
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)
• 作者: MAEDA Shigeya;KURODA Hisao
• 通讯作者: KURODA Hisao

Spatiotemporal variation of sedimentation in an agricultural drainage canal with eco-friendly physical structures: a case study

具有生态友好型物理结构的农业排水渠道沉积物时空变化：案例研究

• DOI: 10.1007/s10333-020-00831-6
• 发表时间: 2021
• 期刊: Paddy and Water Environment
• 影响因子: 2.2
• 作者: Maeda;S.;Takagi;S.;Yoshida;K. and Kuroda;H.
• 通讯作者: H.

環境配慮工が導入された農業用排水路における付着藻類の繁茂

采用环保建筑的农业排水渠中附着藻类的生长

• 发表时间: 2020
• 作者: Kiatpakdee Benjaporn;Sato Kota;Otsuka Yayoi;Arashiki Nobuto;Chen Yuqi;Tsumita Takuya;Otsu Wataru;Yamamoto Akito;Kawata Reo;Yamazaki Jumpei;Sugimoto Yoshikazu;Takada Kensuke;Mohandas Narla;Inaba Mutsumi;酒井風花・前田滋哉・黒田久雄
• 通讯作者: 酒井風花・前田滋哉・黒田久雄