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

通过结合使用环境示踪剂建立的多个模型来预测地下水干旱

• 批准号: 22K05894
• 负责人: 土原 健雄
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05894/
• 关键词: 地下水; 渇水; 水田; 環境トレーサー; 水位予測

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。

Nasunogahara粉丝（Tochigi县）在农业目的（第二位于该国）拥有大量的地下水使用，并选择了长期的地下水位观察数据，可作为模型调查地点。在过去20年中，在扇形井中的六口井中观察到的地下水位数据被获取并组织起来，并在这些井中定期收集地下水，并测量了电导率和水温。此外，通过某些井中的自我报告工具进行了连续的观察。分析了收集的地下水，分析了主要离子浓度，氧气氢稳定的同位素比等，它们是环境示踪剂，并且对风扇内的可充电地下水的来源进行了分类。结果，可以发现，即使在同一风扇中，地下流量从河流中渗透和稻田充电的影响取决于地下水水平的观察点。此外，组织了长期的地下水水平观察数据，并表明地下水位在八月至10月左右达到顶峰，然后从冬季到春季下降。这表明，当稻田中的供水处于最大状态时，地下水水平在早期灌溉期下降，从而增加了地下水干旱的风险（干燥和抽水问题）。此外，单个回归分析表明，四月份的平均地下水水平与灌溉季节早期的地下水水平相对应，是目标变化，并且将预先降水的累积降水量用作解释性变化，这表明4月份的地下水水平仅在3到5个月前的降水量，以及累积的降水量的影响。地下水水平可以在一定程度上估计。在这些研究结果中，我们总结了早期灌溉期预测的降雨与地下水位之间的关系，并将其提交给国际杂志。

项目成果

非灌漑期の降水量が那須野ヶ原扇状地の灌漑期地下水位に与える影響の検討

那须野原冲积扇非灌溉期降水对灌溉期地下水位的影响研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 土原健雄;吉本周平;白旗克志;福元雄也;中里裕臣
• 通讯作者: 中里裕臣