環境トレーサーを活用して構築した複数モデルの融合による地下水の渇水予測

農業用地下水利用量が多く（全国二位）、長期間の地下水位観測データが入手可能な那須野ヶ原扇状地（栃木県）をモデル調査地として選定した。扇状地内の6地点の井戸で観測された約20年間の地下水位データを取得して整理を行うとともに、これらの井戸において定期的な地下水の採取、電気伝導度や水温の測定を行った。また一部の井戸においては自記計による連続観測を行った。採取した地下水について環境トレーサーである主要イオン濃度、酸素・水素安定同位体比等の分析を進め、扇状地内の地下水の涵養源の分類を行った。その結果、同じ扇状地内であっても河川からの伏流浸透の影響、水田からの涵養の影響が地下水位の観測地点によって異なることが明らかとなった。また、長期の地下水位観測データを整理し、地下水位は8～10月頃にピークに達した後、冬～春にかけて低下するという明瞭な年周期を有していることを示した。これより、水田の用水量が最大となる灌漑期初期に地下水位が低下し、地下水の渇水（井戸涸れや揚水障害）のリスクが高まることが明らかとなった。さらに、灌漑期初期の地下水位に相当する4月の平均地下水位を目的変数、先行降雨の積算降水量を説明変数とした単回帰分析より、4月の地下水位には3～5ヶ月前の先行降雨が影響すること、灌漑期初期に限れば先行降雨の積算降水量を説明変数とすることで地下水位の推定が一定程度可能であることを示した。これらの研究結果のうち、先行降雨と灌漑期初期の地下水位の関係性についてとりまとめ、国際誌へ投稿した。

農業用地下水利用量が多く（全国二位）、長期間の地下水位観測データが入手可能な那須野ヶ原扇状地（栃木県）をモデル調査地として選定した。扇状地内の6地点の井戸で観測された約20年間の地下水位データを取得して整理を行うとともに、これらの井戸において定期的な地下水の採取、電気伝導度や水温の測定を行った。また一部の井戸においては自記計による連続観測を行った。採取した地下水について環境トレーサーである主要イオン濃度、酸素・水素安定同位体比等の分析を進め、扇状地内の地下水の涵養源の分類を行った。その結果、同じ扇状地内であっても河川からの伏流浸透の影響、水田からの涵養の影響が地下水位の観測地点によって異なることが明らかとなった。また、長期の地下水位観測データを整理し、地下水位は8～10月頃にピークに達した後、冬～春にかけて低下するという明瞭な年周期を有していることを示した。これより、水田の用水量が最大となる灌漑期初期に地下水位が低下し、地下水の渇水（井戸涸れや揚水障害）のリスクが高まることが明らかとなった。さらに、灌漑期初期の地下水位に相当する4月の平均地下水位を目的変数、先行降雨の積算降水量を説明変数とした単回帰分析より、4月の地下水位には3～5ヶ月前の先行降雨が影響すること、灌漑期初期に限れば先行降雨の積算降水量を説明変数とすることで地下水位の推定が一定程度可能であることを示した。これらの研究結果のうち、先行降雨と灌漑期初期の地下水位の関係性についてとりまとめ、国際誌へ投稿した。