集水域の灌漑地拡大の影響を考慮した水・熱収支解析によるアラル海の経年的縮小の再現
アラル海流域では，ソ連期から始まる大規模な灌漑計画の結果として，アラル海の縮小に象徴される深刻な水不足が発生した。下流地域では，数百万人に影響を与えると言われる渇水被害に加え，露出した過去の海底から塩分や有害物質を含んだ砂が舞い上がることによって健康被害が発生し，アラル海の縮小自体も流域環境を悪化させる大きな要素となっている。 当流域においては持続可能な灌漑計画の作成・実現が急務であり，そのための科学的基礎情報として水資源量・水需要量の推定が必要である。既存の研究では，統計的な手法や簡便な物理的手法が中心であったが，気候変動や国間のコンフリクト等が問題視される中で対象も複雑化しており，流域の水...
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| Published in | 環境科学会誌 Vol. 26; no. 2; pp. 180 - 190 |
|---|---|
| Main Authors | , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
社団法人 環境科学会
2013
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0915-0048 1884-5029 |
| DOI | 10.11353/sesj.26.180 |
Cover
| Abstract | アラル海流域では，ソ連期から始まる大規模な灌漑計画の結果として，アラル海の縮小に象徴される深刻な水不足が発生した。下流地域では，数百万人に影響を与えると言われる渇水被害に加え，露出した過去の海底から塩分や有害物質を含んだ砂が舞い上がることによって健康被害が発生し，アラル海の縮小自体も流域環境を悪化させる大きな要素となっている。 当流域においては持続可能な灌漑計画の作成・実現が急務であり，そのための科学的基礎情報として水資源量・水需要量の推定が必要である。既存の研究では，統計的な手法や簡便な物理的手法が中心であったが，気候変動や国間のコンフリクト等が問題視される中で対象も複雑化しており，流域の水循環を包括的に解明することが求められてきている。 そこで本研究は，アラル海流域の水循環を表現する物理モデルの構築を目指し，その一環として陸面過程モデルSiBUCを用いた流域の水資源量・水需要量の推定と，その結果を用いたアラル海縮小の再現を行った。その際には，灌漑地の拡大やアラル海の縮小に伴う大規模な土地被覆の変化を考慮するとともに，他流域と比較して低いことが知られている灌漑効率を正確に推定するため，損失の内容に応じて適用効率・運搬効率に分類し別々に推定を行うなど，過去の灌漑計画に伴う流域全体の水収支の経年変化を再現した。 次に，この流域全体の水収支からアラル海への流入量を計算し，地形データに基づいてアラル海の縮小の再現を行った。アラル海面積などの統計データを用いた検証の結果，非常に精度良くアラル海面積・水量の経年変化を再現できていることが分かった。以上により，物理モデルを用いた流域の水循環解析が可能であることが確認され，今後の水循環解析に向けて大きな知見と成果を得ることができた。 |
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| AbstractList | アラル海流域では，ソ連期から始まる大規模な灌漑計画の結果として，アラル海の縮小に象徴される深刻な水不足が発生した。下流地域では，数百万人に影響を与えると言われる渇水被害に加え，露出した過去の海底から塩分や有害物質を含んだ砂が舞い上がることによって健康被害が発生し，アラル海の縮小自体も流域環境を悪化させる大きな要素となっている。 当流域においては持続可能な灌漑計画の作成・実現が急務であり，そのための科学的基礎情報として水資源量・水需要量の推定が必要である。既存の研究では，統計的な手法や簡便な物理的手法が中心であったが，気候変動や国間のコンフリクト等が問題視される中で対象も複雑化しており，流域の水循環を包括的に解明することが求められてきている。 そこで本研究は，アラル海流域の水循環を表現する物理モデルの構築を目指し，その一環として陸面過程モデルSiBUCを用いた流域の水資源量・水需要量の推定と，その結果を用いたアラル海縮小の再現を行った。その際には，灌漑地の拡大やアラル海の縮小に伴う大規模な土地被覆の変化を考慮するとともに，他流域と比較して低いことが知られている灌漑効率を正確に推定するため，損失の内容に応じて適用効率・運搬効率に分類し別々に推定を行うなど，過去の灌漑計画に伴う流域全体の水収支の経年変化を再現した。 次に，この流域全体の水収支からアラル海への流入量を計算し，地形データに基づいてアラル海の縮小の再現を行った。アラル海面積などの統計データを用いた検証の結果，非常に精度良くアラル海面積・水量の経年変化を再現できていることが分かった。以上により，物理モデルを用いた流域の水循環解析が可能であることが確認され，今後の水循環解析に向けて大きな知見と成果を得ることができた。 |
| Author | 小尻, 利治 浜口, 俊雄 田中, 賢治 峠, 嘉哉 |
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| DOI | 10.11353/sesj.26.180 |
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| PublicationTitle | 環境科学会誌 |
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| Publisher | 社団法人 環境科学会 |
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| References | 4 ) Glantz M.H. (2005) Water, climate, and development issues in the Amu Darya Basin, Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 10: 23-50. 1 ) Cretaux J.F., Kouraev A.V., Papa F., Bergé-Nguyen M., Cazenave A., Aladin N. and Plotnikov I.S. (2005) Evolution of Sea Level of the Big Aral Sea from Satellite Altimetry and Its Implications for Water Balance, Journal of Great Lakes Res., LEGOS. 13) M.G. Horst, S.S. Shamutalov, L.S. Pereira, J.M. Gonçalves (2005) Field assessment of the water saving potential with furrow irrigation in Fergana, Aral Sea basin, Agricultural Water Management, Vol.77, 210-231. 21) Y. Kitamura, O. Kozan, K. Sunada and S. Oishi (2007) Water Problems in Central Asia, Journal of Disaster Research Vol.2 No.3. 11) P. Micklin (2000), Managing Water in Central Asia. London: The Royal Institute of International Affairs, Central Asian and Caucasian Prospects. 15) Hirabayashi Y, Kanae S, Motoya K, Masuda K, Doll P. (2008), A 59-year (1948-2006) global near-surface meteorological data set for land surface models, Hydrological Research Letters 2: pp36-40, pp65-69. 8 ) Kitoh A, Ose T, Kurihara K, Kusunoki S, Sugi M, KAKUSHIN Team-3 Modeling Group. (2009) Projection of changes in future weather extremes using super-high-resolution global and regional atmospheric models in the KAKUSHIN Program: Results of preliminary experiments. Hydrological Research Letters 3: 49-53. 10) Kenji Tanaka (2004) Development of the new land surface scheme SiBUC commonly applicable to basin water management and numerical weather prediction model doctoral dissertation, Kyoto University. 7) T. Siegfried, T. Bernauer, R.Guiennet, S. Sellars, A.W. Robertson, J. Mankin, P. Bauer-Gottwein and A. Yakovlev (2012) Will climate change exacerbate water stress in Central Asia?, Climate Change, Vo.112, 881-899. 6 ) Raskin P., Hansen E., Zhu Z. and IWRA M. (1992) Simulation of water supply and demand in the Aral Sea Region, Water International, vol.17, 55-67. 19) FAO, FAOSTAT, http://faostat.fao.org, (accessed 2010-1-10). 2 ) Elhance, A.P. (1997), Conflict and Cooperation Over Water in the Aral Sea Basin, Studies in Conflict and Terrorism, 20: 207-218, Social Science Research Council. 14) GEF agency of the IFAS (2002) Aral Sea Basin Program report. 5 ) P. Micklin (2007) The Aral Sea Disaster, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 35: 47-72, Western Michigan University. 20) 田島正廣（2009）バーチャルウォーターからリアルウォーターへ（その2）トルクメニスタンの水資源問題, 多自然研究 No.167. 3 ) JICA 及び外務省（2009）中央アジア地域「中央アジアの電力・水資源に関する地域連携に関する委託調査」報告書. 17) World Bank (2008) Project information document (PID) concept stage. 12) T.A. Howell (2002) Irrigation Efficiency, Lal, R. Editor. Marcel Dekker, Inc., New York, NY. Encyclopedia of Soil Science., 736-741. 16) Ca water info, http://www.cawater-info.net/index_e.htm, (accessed 2011-12-5 18) H.P.Nachtnebel (2006) Final Report of CR2 and CR3, INTAS Project 0511 REBASOWS. 9 ) Sellers P. J., Y. Mintz, Y.C. Sud and A. Dalcher (1986) A simple biosphere model (SiB) for use within general circulation models. J. Atmos. Sci., vol.43, 505-531. |
| References_xml | – reference: 3 ) JICA 及び外務省（2009）中央アジア地域「中央アジアの電力・水資源に関する地域連携に関する委託調査」報告書. – reference: 20) 田島正廣（2009）バーチャルウォーターからリアルウォーターへ（その2）トルクメニスタンの水資源問題, 多自然研究 No.167. – reference: 5 ) P. Micklin (2007) The Aral Sea Disaster, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 35: 47-72, Western Michigan University. – reference: 19) FAO, FAOSTAT, http://faostat.fao.org, (accessed 2010-1-10). – reference: 11) P. Micklin (2000), Managing Water in Central Asia. London: The Royal Institute of International Affairs, Central Asian and Caucasian Prospects. – reference: 17) World Bank (2008) Project information document (PID) concept stage. – reference: 2 ) Elhance, A.P. (1997), Conflict and Cooperation Over Water in the Aral Sea Basin, Studies in Conflict and Terrorism, 20: 207-218, Social Science Research Council. – reference: 8 ) Kitoh A, Ose T, Kurihara K, Kusunoki S, Sugi M, KAKUSHIN Team-3 Modeling Group. (2009) Projection of changes in future weather extremes using super-high-resolution global and regional atmospheric models in the KAKUSHIN Program: Results of preliminary experiments. Hydrological Research Letters 3: 49-53. – reference: 13) M.G. Horst, S.S. Shamutalov, L.S. Pereira, J.M. Gonçalves (2005) Field assessment of the water saving potential with furrow irrigation in Fergana, Aral Sea basin, Agricultural Water Management, Vol.77, 210-231. – reference: 21) Y. Kitamura, O. Kozan, K. Sunada and S. Oishi (2007) Water Problems in Central Asia, Journal of Disaster Research Vol.2 No.3. – reference: 15) Hirabayashi Y, Kanae S, Motoya K, Masuda K, Doll P. (2008), A 59-year (1948-2006) global near-surface meteorological data set for land surface models, Hydrological Research Letters 2: pp36-40, pp65-69. – reference: 10) Kenji Tanaka (2004) Development of the new land surface scheme SiBUC commonly applicable to basin water management and numerical weather prediction model doctoral dissertation, Kyoto University. – reference: 4 ) Glantz M.H. (2005) Water, climate, and development issues in the Amu Darya Basin, Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, 10: 23-50. – reference: 6 ) Raskin P., Hansen E., Zhu Z. and IWRA M. (1992) Simulation of water supply and demand in the Aral Sea Region, Water International, vol.17, 55-67. – reference: 16) Ca water info, http://www.cawater-info.net/index_e.htm, (accessed 2011-12-5) – reference: 1 ) Cretaux J.F., Kouraev A.V., Papa F., Bergé-Nguyen M., Cazenave A., Aladin N. and Plotnikov I.S. (2005) Evolution of Sea Level of the Big Aral Sea from Satellite Altimetry and Its Implications for Water Balance, Journal of Great Lakes Res., LEGOS. – reference: 14) GEF agency of the IFAS (2002) Aral Sea Basin Program report. – reference: 18) H.P.Nachtnebel (2006) Final Report of CR2 and CR3, INTAS Project 0511 REBASOWS. – reference: 7) T. Siegfried, T. Bernauer, R.Guiennet, S. Sellars, A.W. Robertson, J. Mankin, P. Bauer-Gottwein and A. Yakovlev (2012) Will climate change exacerbate water stress in Central Asia?, Climate Change, Vo.112, 881-899. – reference: 9 ) Sellers P. J., Y. Mintz, Y.C. Sud and A. Dalcher (1986) A simple biosphere model (SiB) for use within general circulation models. J. Atmos. Sci., vol.43, 505-531. – reference: 12) T.A. Howell (2002) Irrigation Efficiency, Lal, R. Editor. Marcel Dekker, Inc., New York, NY. Encyclopedia of Soil Science., 736-741. |
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