琵琶湖東岸地域の西の湖流域 における 物質循環 に関す る研究
油 谷 哲 靖 ・松 野 裕 ・越 智 士 郎 ・八 丁 信 正
(近畿大 学農学 部環境 管理学科)
A study on the material cycle of Nishinoko basin in the east coast of Biwako
Noriyasu ABURATANI, Yutaka MATSUNO, Shiro OCHI, Nobumasa HATCHO
Department of Environmental Management
Faculty of Agriculture, Kinki University
Synopsis
With the expansion and diversification of economic activity, the degradation of water environment has been proceeding in many parts of Japan. Activities to conserve water environment has been implemented, however, improvements have been relatively slow. To establish effective improvement measures, understanding the origin of polluting materials and their flow in water circulation is important.
In this study, analysis was carried out on the material circulation mechanism in Nishinoko lake basin areas on the east coast of Biwa lake by applying "biomass resources utilization and evaluation model", which would contribute to establish environment-friendly material circulation system.
The result of the study shows that total inflow of nitrogen to Nishinoko from its basin was 270 ton /year, about 60% of which came from farmland. The model was verified by comparing the calculated result with the one from DN-DC model and the other from measured nitrogen concentrations in 5 rivers flowing into Nishinoko. Comparisons showed relatively good agreement of results. The model is capable of demonstrating that proper management of farming practice and adoption of environment friendly farming measures could reduce the nitrogen load in the area and improve the conditions of surrounding water environment.
油 谷 哲 靖 ・松 野 裕 ・越 智 士 郎 ・八 丁 信 正
1.は じ め に 2.地 域 の 概 要
琵 琶 湖 で は 昭 和40年 後 半 か ら水 質 汚 染 が 大 き な 問 題 とな り、 窒 素 や リ ンの 汚 染 物 質 の 流 入 に よ る 富 栄 養 化 な ど、 生 物 ・水 環 境 の 劣 化 が 進 展 し て き た。 そ の た め 、 富 栄 養 化 防 止 条 例 に よ る 窒 素 、 リ ン の 規 制 を は じめ と し た 工 場 規 制 や 、 生 活 排 水 の 対 策 な ど の 流 入 負 荷 を 削 減 す る対 策 が 講 じ られ て い る 。 こ れ らの 対 策 に よ っ て 、 一 定 の成 果 は 上 っ た もの の 、 社 会 経 済 活 動 の 拡 大 ・多 様 化 や 地 球 規 模 の 環 境 変 化 の 影 響 に よ り、 十 分 な 効 果 が 上 っ て い る と は い え な い 状 況 で あ る。 有 効 な水 質 改 善 策 を 確 立 す る に は、 汚 染 物 質 の 起 源 と水 を 通 じた 物 質 循 環 メ カ ニ ズ ム を 解 明 す る こ とが 重 要 と な る 。 こ の よ う な 観 点 か ら、 本 研 究 で は 、 そ れ ぞ れ の コ ン パ ー トメ ン ト間 の 物 質 フ ロー が 評 価 で き る バ イ オ マ ス 資 源 循 環 診 断 モ デ ル を 用 い て 、 琵 琶 湖 東 岸 に位 置 す る 西 の 湖 とそ の 周 辺 地 域 に お け る 物 質 循 環 メ カ ニ ズ ム を 分 析 す る こ と に よ り、 環 境 調 和 的 な物 質 循 環 シ ス テ ム の 解 明 に 寄 与 す る こ と を 目的 とす る。
西 の 湖 に流 入 す る主 要 な5流 域 の 区 分 図 を 既 存 の 流 域 界 図 を 参 考 に 、 地 理 情 報 シ ス テ ム(GIS) ソ フ トウ ェ アArc/GISを 用 い て 作 成 し、 そ れ ぞ れ の 流 域 の 土 地 利 用 状 況 をGISに よ り分 類 し た。
そ の 分 類 結 果 と 、 関 係 市 町 の デ ー タお よ び 原 単 位 を 用 い て 、 バ イ オ マ ス 資 源 循 環 診 断 モ デ ル で 、 西 の 湖 に 流 入 す る5つ の 流 域 か らの 物 質 の 流 出 負 荷 量(窒 素 ・リ ン)を 算 定 し た。
2.1研 究 対 象 地 域
研 究 対 象 の琵 琶 湖 東 岸 地 域 に は、 琵 琶 湖 の 数 少 な い 内 湖 と して 西 の 湖 が あ り、 そ こ に は 黒 橋 川 、 蛇 砂 川 、 山 本 川 、 安 土 川 、 お よ び 小 中 排 水 路 が 流 入 し て い る。 小 中 排 水 路 は、 干 拓 地 か ら の農 業 排 水 や 、 生 活 排 水 が 流 れ て い る 。 ま た 、 こ の小 中 排 水 路 は 、 「よ し き りの 池 」 と呼 ば れ る 水 質 保 全 池 に 流 入 し、 こ の 池 で水 質 が 浄 化 さ れ た 後 、 西 の 湖 に 注 ぐ と と も に 、 農 業 用 水 と して も 再 利 用 さ れ て い る。
西 の 湖 に 流 入 し た水 は 、 長 命 寺 川 を 通 っ て 琵 琶 湖 へ と流 れ て い く。 関 係 す る 市 町 は 、 近 江 八 幡 市 、 安 土 町 、 能 登 川 町 、 東 近 江 市 の1部(八 日市 市 、 五 箇 荘 町 、 永 源 寺 町)を 含 む 約60km2の 地 域 で あ る 。 河 川 の 流 れ の 概 略 図 を 図1に 示 す 。
図1調 査対象地域
2.2関 係 市 町 の 土 地 利 用
今 回 の 研 究 で は 衛 星 画 像 を基 本 に 、 水 系 別(蛇 砂 川 、 黒 橋 川 、 山 本 川 、 お よ び 安 土 川 を 含 む 周 辺 流 域)に 流 域 面 積 お よ び 土 地 利 用 区分 を 行 い 、 そ れ を 基 本 と して 流 域 レベ ル の 物 質 循 環 の 状 況 を 明 らか に した 。 衛 星 画 像 を 、 目視 に基 づ き 区分 し た 土 地 利 用 の 状 況 を 表1に 示 す 。
表1各 流 域 の 土 地 利 用 面 積(上 段ha)と 割 合(下 段)
山本川 安土地 区 小 中地 区 蛇砂川 黒橋川 計
森林 388
41%
150 33%
17 6%
706 18%
135 14%
1396 21%
水域 0
0%
0 0%
0 0%
13 0%
13 1%
27 0%
畑 176
19%
43 9%
82 29%
623 16%
103 11%
1027 16%
水田 242
26%
169 37%
172 61%
1599 40%
321 34%
2504 38%
ヨシ ・河岸 植 生 2
0%
1 0%
1 0%
29 1%
1 0%
35 1%
市街地 136
14%
92 20%
11 4%
993 25%
376 40%
1609 24%
計 945 456 284 3964 949 6597
干 拓 地 で あ る 小 中 地 区 は 、 農 地 の 合 計 が90%
とな り、 営 農 が 流 域 の 物 質 循 環 に 大 き な 影 響 を 与 え る 。 ま た 、 流 域 全 体 で も、 農 地(水 田 、 畑)が 約54%を 占 め て お り、 地 域 の 土 地 利 用 や 環 境 に お け る農 業 が 果 た す 役 割 は 大 き い 。 ま た 、 森 林 の 割 合 は21%で あ り、 耕 地 と合 わ せ る と、75%に 達 して い る 。 ま た 、 市 街 化 地 域 の 比 率 も 約24%
とな っ て お り、 市 街 化 地 域 が 水 田 の 中 に 混 在 した 状 況 と な っ て い る 。
2.3地 域 の 農 業
本 地 域 の 農 業 は 水 田 を 中 心 に 発 展 を 遂 げ て い る 。 水 田農 業 を行 う た め の 水 利 施 設 は 、 国 営 干 拓 事 業2地 区 、 県 営 か ん が い 排 水 事 業 等5地 区 に よ り昭 和17年 か ら平 成12年 に か け て 整 備 さ れ 、 地 域 農 業 の発 展 に大 き く寄 与 し て き た 。 しか し、 都 市 化 の 進 展 に よ り、 都 市 排 水 の 農 業 用 水 へ の混 入 な どの 問題 も発 生 して い る 。
表2に 示 す よ う に、 農 業 は 水 田 が 面 積 的 に も 稲 の 産 出 額 の 面 で も 中 心 で あ る が 、 こ の 他 に 小 麦 、 大 豆 、 野 菜 、 畜 産 に よ る 土 地 利 用 が 行 わ れ て い る 。 水 田 か ら の汚 染 物 質 や 汚 濁 物 質 の排 出 量 削 減 を 行 う必 要 が 高 い と思 わ れ る。 さ ら に 、 こ の地 域 は 都 市 近 郊 で あ る に も か か わ らず 、 畜 産 が 比 較 的 盛 ん に 行 わ れ て お り、 そ の 排 水 処 理 も水 循 環 や 水 質 に 大 き な 影 響 を 及 ぼ す と考 え られ る。 野 菜 栽 培 も 比 較 的 重 要 で あ り、 化 学 肥 料 の 施 用 が 比 較 的 多
い 野 菜 栽 培 に お い て如 何 に排 出 量 を 削 減 し、 水 質 へ の 影 響 を 軽 減 す る か が 課 題 とな る 。 ま た 、 地 域 の 代 表 的 作 付 け パ タ ー ンを 表3に 示 す 。
2.4地 域 の 人 口
農 業 の 他 に 、 地 域 の 水 環 境 に 影 響 を 及 ぼ す 要 因 と し て 、 生 活 排 水 の 流 入 が 考 え ら れ る 。 こ の た め 、 流 域 内 の人 口 を把 握 し、 そ れ に基 づ い た 生 活 排 水 な ど に よ る負 荷 を 算 定 す る必 要 が あ る 。2000 年 の 国 勢 調 査 に 基 づ く、 町 村 別 人 口 と2005年 の 予 測 人 口 、 お よ び 関係 市 町 村 の 流 域 内 の 人 口 を 表 4に 示 す 。
表4関 係市 町の流域 内人 口
2000年 (国 政 調 査)
2005年 予 測
2000年 流 域 内 人 口
2005年 流 域 内 人 口
近江八幡市 68,366 69,204 21,542 21,806 八 日 市 市 44,351 45,415 21,598 22,116
安 ± 町 12,303 12,305 11,989 11,991
永 源 寺 町 6,326 6,157 2,677 2,605
五 箇 荘 町 11,735 12,275 1,544 1,615
能 登 川 町 22,705 22,860 2,395 2,411
計 165,786 168,216 61,745 62,545
こ こ で 、2005年 の 関 係 市 町 村 の 流 域 人 口 は 、 2000年 の 国 勢 調 査 に 基 づ く流 域 内 人 口 の 集 落 別 人 口 を も と に 各 市 町 村 の2005人 口 予 測 の 伸 び 率 を 適 用 して 算 出 し た。
3.バ イ オ マス 資源 循 環利 用 診 断 モ デル の適用
表2町 村 別 農 業 の 概 要(2005年 農 業 セ ンサ ス)
栽培 面積 (ha)
近江八幡市 安±町 東近江市
水 稲2,350 小 麦724 大 豆274 野 菜112
水 稲796 小 麦173 大 豆115 野 菜70
水 稲5,860 小 麦1,410 大 豆630 野 菜388
畜 産 (頭数 、羽)
肉 用 牛2,970 採 卵 鶏17千
乳 牛400
肉 用 牛3,130 豚2,370 採 卵 鶏82千
肉 用 牛2,200 豚2,750
採 卵 鶏llO千
農 業産 出額 比 率(%)
米54 肉用牛16 野菜9
米33 肉用 牛30 野 菜7
米59 野菜9 肉用牛5
3.1バ イ オ マ ス 資 源 循 環 利 用 診 断 モ デ ル と は バ イ オ マ ス資 源 循 環 利 用 診 断 モ デ ル は 、 地 域 に お け る 有 機 性 資 源 循 環 の 解 析 を 行 う た め の 任 意 の 地 域 で の 物 質 循 環 を シ ミ ュ レー トす る も の で 、
「地 域 に お け る 窒 素 フ ロ ー の 推 定 方 法 の 確 立 と こ れ に よ る 環 境 負 荷 の 評 価 」(松 本 、2000)を プ ロ トタ イ プ と して 、 改 良 を 加 え られ た も の で あ る 。 特 徴 と して 、1)基 本 空 間 単 位 は 「市 町 村 」、 解 析
土 曲 玄
口MIHJ〒1⊥uい'ノJ」 冑 ノ 曳yQ一 ノ'ノ 以'L、'山 ノエ 、」 ノ」巴
表3作 付 けパ ター ン
1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月
稲作 元 肥 ・播 種 田植 え 追肥 穂肥 一 収穫
小麦 一 追肥 追肥 一 一 収穫 元肥 播種 追肥
大豆 元肥 播種 一 一 一 収穫
一39一
油 谷 哲 靖 ・松 野 裕 ・越 智 士 郎 ・八 丁 信 正
設 」、 「水 域 」、 「人 間 の 居 住 空 間 」、 「食 品 加 工 ・ マ ー ケ ッ ト」、 「再 資 源 化 施 設 」、 等 を 基 本 コ ン パ ー トメ ン ト と して 設 定 す る。3)統 計 デ ー タ を 最 大 限 に 活 用 す る 。4)原 単 位 、 窒 素 量 換 算 係 数 な ど の 入 力 済 み デ フ ォ ル ト値 を 参 考 に しな が ら、
地 域 に あ っ た 数 値 を 入 力 で き る 。5)フ ロ ー 図 を ビ ジ ュ ア ル に 表 示 す る こ とが で き る。6)モ デ ル の 利 用 マ ニ ュ ア ル が 準 備 さ れ て い る。7)年 単 位 お よ び 月 毎 の 各 コ ン パ ー ト メ ン ト別 の 流 入 ・流 出 ・収 支 を グ ラ フ 表 示 で き る、 が 挙 げ られ る。
3.2モ デル の 基 本 概 念
この モ デ ル は 、 発 生 ・生 産 量 、 フ ロ ー 量 、 バ ラ ン ス 量 、 お よ び賦 存 量 で構 成 さ れ て い る 。 こ の バ ラ ンス 量 と賦 存 量 の 和 が計 算 結 果 と して 得 ら れ る ス ト ッ ク 量(現 存 量)と な る。 地 区 の 中 で 、 ス トッ ク が 生 じ る 農 地 や 畜 産 、 人 間 、 水 域 な ど は コ ンパ ー トメ ン トと称 して い る 。 発 生 ・生 産 量 や フ ロ ー 量 は 、 基 本 的 に原 単 位 と統 計 デ ー タか ら求 め 、 バ ラ ンス 量 は 流 入 量 と流 出 量 の 収 支 計 算 で 表 さ れ る。 そ れ ぞ れ の コ ン パ ー トメ ン トに お け る バ ラ ンス と、 コ ン パ ー トメ ン ト間 の 関 係 を 相 互 に 連 結 した も の で あ る 。 モ デ ル の 基 本 概 念 を 循 環 モ デ ル に 組 み 込 ん だ の が 図2で あ る。
か ら の 物 質(窒 素)の 流 入 量 を 算 定 した 。 本 研 究 で の 関 係 市 町 村 に お け る物 質 循 環 モ デ ル の 構 築 お よ び推 定 は 、 基 本 的 に 二 次 資 料 か ら得 ら れ る デ ー タ を用 い た。 負 荷 量 の 推 定 は 、 原 単 位 法 お よ び 文 献 値 を 元 に行 っ た。
3.3琵 琶 湖 東 岸 地 域 に お け る 窒 素 フ ロ ー バ イ オ マ ス 資 源 循 環 利 用 診 断 モ デ ル を 対 象 の5 つ の 流 域 に 適 用 し、 窒 素 の 循 環 に つ い て 検 討 し た 。 流 域 延 長 の 長 い 蛇 砂 川 で は 、 集 落 排 水 や 浄 化 槽 の 処 理 水 が 河 川 経 由 で 西 の 湖 に 流 入 す る 形 と な っ て い る。 ま た、 水 田 か ら の 流 出 の う ち 、 溶 脱 、 浸 透 分 に つ い て も 、 最 終 的 に西 の 湖 に流 入 す る と した 。 地 下 水 の流 動 につ い て は 、 一 部 は 他 の 流 域 や 琵 琶 湖 に 直 接 流 入 す る 部 分 も あ る と思 わ れ る が 、 今 後 の検 討 が 必 要 で あ る 。 同 様 に 、 水 田 以 外 の 農 地 か らの 溶 脱 、 浸 透 に つ い て も同 様 の 処 理 を 行 っ た 。
水 田 の 流 出量 お よ び 西 の 湖(生 活 排 水 、 森 林 か らの 流 出 、 畜 産 の 処 理 水 の 流 入 を 含 む)へ の 月 別 流 入 量 を 図3に 示 す 。
図3流 域 別 の水 田 か らの 窒 素 流 出 量(月 別)
図2循 環モデルの基本概念 図
この モ デ ル は 、 有 機 性 資 源 の 有 効 利 用 を 目 的 と して 作 成 さ れ た も の で あ り、 必 ず し も流 域 レ ベ ル の 資 源 循 環 が 主 目的 で は な い 。 しか し、 図2に 示 す よ う に 、 水 に 関 連 した 物 質 の 動 態 も 明 らか に す る こ とが 可 能 で あ り、 この モ デ ル を 、 西 の 湖 に 流 入 す る5つ の 河 川 流 域 に適 用 し、 そ れ ぞ れ の 流 域
図3に 示 す よ う に水 田 か らの 窒 素 流 出 量(98t) は 、 水 田面 積 に 対 応 した 値 と な っ て い る。6月 が 追 肥 の 時 期 で あ り、 窒 素 流 出 量 と して 最 も 多 い 月 に な っ て い る。 ま た 、 降 雨 の 多 い7か ら9月 に か け て も 比 較 的 流 失 が 多 くな っ て い る 。 一 方 、 畑 地 か らの 流 出 量(88t)は 、 作 付 け 時 期 お よ び 降 雨 量 に対 応 し た形 で 、 増 大 して い る。 ま た 、 畑 か ら の 全 体 の 流 出 量 は 水 田 とほ ぼ 同 量 と な っ て お り、
面 積 的 に は 半 分 に 満 た な い 畑 地 か ら の 流 出 の 影 響 が 大 き い こ とが 明 ら か で あ る 。
5つ の 流 域 全 体 か ら の 、 窒 素 の 西 の 湖 へ の 全 流 域 の 流 入 量 を 表5お よ び 、 図4に 示 す 。 窒 素 は 水
表5月 別 西 の 湖 へ の 窒 素 流 入 量(t/月)
流域 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 合計
蛇 砂 川 12.4 9.0 15.3 7.8 9.6 30.4 19.0 18.1 20.5 15.8 6.0 15.3 179.2
黒 橋 川 2.4 2.1 2.7 2.0 2.3 5.6 3.8 3.8 4.0 2.7 1.7 2.7 35.7 安 土 川 0.7 0.5 0.9 0.5 0.6 2.3 1.4 1.3 1.5 1.0 0.4 0.8 11.8 山 本 川 1.7 1.3 2.2 1.3 1.5 4.6 2.9 2.9 3.3 2.3 1.0 1.9 26.9 小中地区 1.7 0.9 1.6 0.8 0.9 2.8 1.8 1.7 2.0 1.8 0.6 1.5 17.6
計 18.5 13.8 22.7 12.3 14.9 45.7 28.9 27.7 31.2 23.6 9.7 22.2 271.2
1ha当 た りの 窒 素 流 出 量 を 計 算 す る と小 中 排 水 路 が0.06t/haと 最 も 多 く、 続 い て 蛇 砂 流 域(0.05t/
ha)黒 橋 流 域(0.04t/ha)の 順 とな って い る。
次 に 、 水 域(西 の湖)へ の 窒 素 の各 流 入 割 合 を 図5に 示 す 。 図5か ら、 農 地 排 水 か ら の 窒 素 流 入 が 黒 橋 流 域 を 除 く流 域 に お い て50%以 上 を 占 め て い る こ とが わ か る。 ま た、 生 活 排 水 か らの 流 入 も大 き な 割 合 を 占 め て お り、 環 境 負 荷 低 減 を 考 え る 上 で 、 農 地 へ の 肥 料 投 入 量 の 削 減 や 、 排 水 処 理 施 設 の 変 更 な どが 有 効 と考 え られ る 。
4.モ デ ル の 検 証
図5土 地 利 用 別 ・流 域 別 窒 素 の流 入 割 合
田 か ら の 流 入 が 多 くな る6‑9月 お よ び 畑 地 か ら の 流 入 が 大 き い10月 が全 体 的 に は大 き な 値 とな っ て い る。 こ こ で、 流 域 全 体 か ら の 西 の 湖 へ の窒 素 流 入 量 は 、 約270ト ン とな っ た。 ま た 、 河 川 ご と で は 蛇 砂 川 、 黒 橋 川 、 山 本 川 、 小 中 の排 水 路 、 安 土 川 の 順 に な っ て お り、 各 流 域 面 積 に対 応 した 形 とな っ て い る。 そ れ ぞ れ の 流 域 の 窒 素 流 出 量 か ら
モ デ ル を 用 い た 結 果 か ら 算 出 さ れ た 値 と DNDCモ デ ル の 分 析 結 果 を 比 較 す る と と も に 、 水 質 の 実 測 デ ー タか ら、 モ デ ル の 有 効 「生の検 証 を 行 っ た 。
4.1DNDCモ デ ル
農 地 に お け る 物 質 収 支 を 把 握 す る た め に 、 本 調 査 で は 物 質 動 態 モ デ ル を 使 用 し た。 特 に 情 報 が 少 な い 窒 素 に つ い て は 、 これ らを 日単 位 で 解 析 で き
表6DNDCモ デ ル と循 環 モ デ ル との 比 較
DNDCモ デ ル 算 出 地 各 流 域 か らの 窒 素 流 出量(t/年)
流域 蛇 砂川 黒橋川 安土 川 山本川 小中排水路 計
水 田 53.8 12.8 5.4 21.9 10.2 104.1
畑 77.7 10.8 5.7 8.1 5.8 108.1
計 131.5 23.6 11.1 30.0 16.0 212.2
循 環 モデル 算 出値 各流 域か らの窒素 流 出量(t/年)
流域 蛇 砂川 黒橋川 安土 川 山本川 小中排水路 計
水 田 64.5 11.4 5.7 10.7 5.7 98.0
畑 62.3 5.9 3.3 6.9 6.9 85.3
計 126.8 17.3 9.0 17.6 12.6 183.3
一41一
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るDNDCモ デ ル を 用 い て 、 各 流 域 の 農 地 か ら の 流 出 量 を 計 算 し た 。 そ れ に 基 づ き 、DNDCモ デ ル で 算 出 さ れ た各 流 域 か らの 窒 素 流 出量 と、 バ イ オ マ ス 資 源 循 環 利 用 診 断 モ デ ル に よ り算 出 した 値
とを 比 較 した 。 そ の 結 果 を 表6に 示 す 。
こ こ で 、DNDCモ デ ル は 、 水 田 で は 山 本 川 と 小 中 排 水 路 に お い て、 ま た 、 畑 で は 黒 橋 、 安 土 川 に お い て、 流 出 量 が 循 環 モ デ ル の 約2倍 の 値 と な っ て い る も の の 、 全 体 的 に は 、 ほ ぼ 同 じ値 を 示 して い る。 今 後 の 精 査 に よ り、 モ デ ル の 違 い に よ る 流 出 結 果 の 差 異 を 明 らか にす る 必 要 が あ る。
4.2実 測 値 とモ デル 値 と の 比 較 4.2.1水 質 の 調 査 結 果
各 流 域 に お い て6月 か ら水 質 ・流 量 の 調 査 ・分 析 を お こ な っ た。 調 査 地 点 は西 の 湖 に 流 入 す る5 つ の 河 川 の 流 入 口 、 西 の 湖 か ら 出 る流 出 口 の6ポ イ ン ト と した 。 水 質 の 全 窒 素 濃 度 の 分 析 結 果 を 基 に 、 河 川 流 量 を 用 い て 窒 素 の 月 別 負 荷 量(t/月) を 算 定 した 。 実 測 結 果 を モ デ ル 値 と比 較 し た結 果 を 表7に 示 す 。
表 の 空 欄 は 、 欠 測 値 に よ り計 算 が で き な か っ た た め で あ る 。 窒 素 負 荷 量 は 、 安 土 川 、 山 本 川 以 外 は 循 環 モ デ ル が 過 大 に算 定 さ れ て い る。 山 本 川 で は 、 実 測 値 が 高 い 数 値 を示 し て い るが 、 これ は 河 川 の 断 面 積 が ほ か の 河 川 よ りも 大 き く、 流 量 測 定 の 精 度 が 必 ず しも 高 くな い た め に 生 じた 誤 差 で あ
図7月 別窒素負荷量の実測値 とモデル値
る と考 え られ る 。
西 の 湖 に 流 入 す る5つ の 河 川 の 全 窒 素 負 荷 量 の 合 計 値 を 、 実 測 値 とモ デ ル 値 で 比 較 した 図 を 図7 に 示 す 。
モ デ ル 値 が 実 測 値 を 上 回 る結 果 とな っ た が 、 実 測 値 とモ デ ル 値 に は 、0.97とい う相 関 が 得 られ た 。 個 別 の 流 域 で は 、 ぼ らつ き が 見 ら れ る も の の 、 西 の 湖 流 域 全 体 と し て は 、 ほ ぼ 同 じパ タ ー ン を 示 す 結 果 とな っ た。 しか し、 水 質 調 査 の 期 間 が 短 く少 な か っ た こ と と、 こ の 地 域 は 水 田 の 割 合 が 高 く、
時 期 と して 重 要 な4月 か ら の デ ー タ を 取 ら な か っ た た め 、 十 分 な 検 証 と は 言 え な い 。 今 後 、 継 続 的 、 か つ 頻 度 の 高 い 測 定 に よ り、 実 測 値 の精 度 を 高 め 有 効 性 の検 証 を行 う こ とが 必 要 で あ る。
5.お わ り に
本 研 究 で は 、 バ イ オ マ ス 資 源 循 環 利 用 診 断 モ デ ル を 用 い て 、 琵 琶 湖 東 岸 地 域 の 西 の 湖 に お け る水 環 境 へ の 窒 素 負 荷 の 算 定 を 試 み た 。 西 の 湖 に は5 つ の 流 入 す る河 川 が あ り、 そ れ ぞ れ の 河 川 流 域 ご
と の 土 地 利 用 状 況 を 、 衛 星 画 像 を 利 用 し て 把 握 し た。
物 質 循 環 の分 析 に お い て は 、 そ れ ぞ れ の流 域 内 部 で の 水 環 境 へ の 窒 素 負 荷 の 流 出 源 と して 、 水 田 、 そ の 他 の 農 地(畑)、 森 林 、 市 街 地 、 畜 産 地 域 な どを 設 定 し、 汚 染 源 か らの 排 出 が 最 終 的 に 河 川 を 通 じて 西 の 湖 に流 入 す る プ ロ セ ス を 、 一 定 の フ ロー で 表 した モ デ ル を 策 定 し た(資 源 循 環 モ デ ル の 適 用)。 こ れ に よ り、 窒 素 の 流 入 状 況 を 月 ご
と に 明 ら か に す る こ と が で き た 。 ま た 、DNDC に よ る 流 出 シ ミ ュ レ ー シ ョン を 用 い 、 水 田 、 畑 か
らの 窒 素 の 流 出 量 を算 出 した 。 そ の 結 果 と、 資 源 循 環 モ デ ル の結 果 を比 較 す る と、 ほ ぼ 同 様 の も の
表7水 質 の 実 測 値 と循 環 モ デ ル 値 の 負 荷 量(窒 素)の 比 較(t/月)
とな り、 モ デ ル の 有 効 性 に 対 す る 一 定 の 検 証 に な っ た も の と考 え る 。
モ デ ル の 算 定 結 果 で は 、 年 間 西 の 湖 に 流 入 す る 窒 素 量 は お よ そ270tと な っ た。 ま た 、 農 地(水 田 、 畑)の 西 の湖 へ の 窒 素 負 荷 に 対 す る 寄 与 度 は 約60%と な っ た 。 こ の こ と か ら、 窒 素 は 農 地 か らの 排 出量 を 軽 減 す る こ とが 効 果 的 で あ る と思 わ れ る 。
適 用 モ デ ル の有 効 性 検 証 の た め 、 流 入 河 川 の 流 量 お よ び水 質 の測 定 を 河 川 の 末 端 で 行 い 、 そ の 実 測 値 とモ デ ル の 算 定 値 との 比 較 を 行 っ た 。5月 か ら10月 に お い て 測 定 した 流 量 、 水 質 か ら算 出 し た 負 荷 量 と モ デ ル 値 と を 比 較 す る と、0.97と い う 相 関 を 得 た 。 しか し、 水 質 の 分 析 ・調 査 の 期 間 や 時 期 の 問題 が あ り、 今 後 、 継 続 的 、 か つ 頻 度 の 高 い 測 定 に よ り、 実 測 値 の 精 度 を 高 め 、 有 効 性 の 検 証 を 行 う こ とが 必 要 で あ る 。
バ イ オ マ ス 資 源 循 環 利 用 診 断 モ デ ル を よ り再 現 性 の 高 い モ デ ル に す る に は 、 対 象 地 域 の 汚 濁 負 荷 量 を 細 か く実 測 す る 必 要 が あ る 。 ま た 、 モ デ ル の 算 定 値 は 、 基 本 的 に 原 単 位 で 計 算 し て お り、 原 単 位 は 全 国 の デ ー タ を 平 均 し た も の で あ る の で 、 そ の 対 象 と な る 地 域 の 詳 細 な デ ー タ を 取 得 す る こ と に よ り、 一 層 再 現 性 の 高 い モ デ ル に な る と 考 え る 。
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stat.gojp1GISPlaza!index.html:内 湖 の 特 性 と 保 全 の 方 向 性 に つ い て 琵 琶 湖 研 究 所 所 報 第20号http:〃www.1beri.jp!root加105seika!
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