沿岸地下水の積極的・持続的利用のための人工涵養及び窒素浄化法の開発

本研究では、水不足の問題を抱える瀬戸内や島嶼部において、持続的な地下水の利用、特に渇水時の地下水利用及び質的な保全を念頭において、人工涵養手法の開発及び揚水操作による地下水汚染浄化手法の開発を目的として、研究を遂行した。特に、香川県丸亀平野、広島県生口島、大阪平野で集中観測を行った。成果は以下のとおりである。(1)平野部において深層地下水の水圧低下に伴う浅層地下水の深層への局部的な涵養を引き起こしていることが確認された。これに対し、従来からの浅層地下水の利用法である、旧河道の下流側にトレンチを掘り、そこから湧出した地下水を導水し農業利用する方法(出水)は、河川-地下水相互作用を活用したものであり、持続的利用に対し有効であることが示された。(2)一般的な施肥による水田への平均的な窒素負荷量は80kg/haであるが、例えば、硝酸性窒素濃度が6mg/Lの地下水を用いて年間潅水量である14000m^3/haを供給すると、窒素負荷量は年間84kg/haとなり、通常の施肥量に匹敵することになる。すなわち、地下水の硝酸性窒素濃度が6mg/L以上であれば、施肥は不要となる。(3)物質収支と地形依存の地下水流出量を加味した水収支法により、削減が可能な肥料量の空間分布や地下水利用可能量などをメッシュごとに推定し、地下水の濃度に応じて、肥料をほぼ100%削減できるエリアが存在することを確認した。(4)果樹園が多く分布する島嶼部においては、大量の窒素肥料が施用されているが、当概地域の散水はほとんど地下水に依存しているため、前述の議論を適用すれば、海岸から300m上流においては、250kg/ha/yearの窒素肥料の半分程度、500m上流では全て削減可能になると考えられる。しかし、源流域付近は濃度が低く、また下流側は脱窒の影響で濃度が減衰しており、現位置システムは適用できない。すなわち、中流域からの導水が必要であり、流域一帯となった肥料削減システムネットワークの構築によって、より効率的な利用が可能になる。

本研究では、水不足の問題を抱える瀬戸内や島嶼部において、持続的な地下水の利用、特に渇水時の地下水利用及び質的な保全を念頭において、人工涵養手法の開発及び揚水操作による地下水汚染浄化手法の開発を目的として、研究を遂行した。特に、香川県丸亀平野、広島県生口島、大阪平野で集中観測を行った。成果は以下のとおりである。(1)平野部において深層地下水の水圧低下に伴う浅層地下水の深層への局部的な涵養を引き起こしていることが確認された。これに対し、従来からの浅層地下水の利用法である、旧河道の下流側にトレンチを掘り、そこから湧出した地下水を導水し農業利用する方法(出水)は、河川-地下水相互作用を活用したものであり、持続的利用に対し有効であることが示された。(2)一般的な施肥による水田への平均的な窒素負荷量は80kg/haであるが、例えば、硝酸性窒素濃度が6mg/Lの地下水を用いて年間潅水量である14000m^3/haを供給すると、窒素負荷量は年間84kg/haとなり、通常の施肥量に匹敵することになる。すなわち、地下水の硝酸性窒素濃度が6mg/L以上であれば、施肥は不要となる。(3)物質収支と地形依存の地下水流出量を加味した水収支法により、削減が可能な肥料量の空間分布や地下水利用可能量などをメッシュごとに推定し、地下水の濃度に応じて、肥料をほぼ100%削減できるエリアが存在することを確認した。(4)果樹園が多く分布する島嶼部においては、大量の窒素肥料が施用されているが、当概地域の散水はほとんど地下水に依存しているため、前述の議論を適用すれば、海岸から300m上流においては、250kg/ha/yearの窒素肥料の半分程度、500m上流では全て削減可能になると考えられる。しかし、源流域付近は濃度が低く、また下流側は脱窒の影響で濃度が減衰しており、現位置システムは適用できない。すなわち、中流域からの導水が必要であり、流域一帯となった肥料削減システムネットワークの構築によって、より効率的な利用が可能になる。