農業水利システムを活用した水質浄化 （独）農工研 水環境保全研究室 吉永育生・馮延文・長谷部均・人見忠良・白谷栄作 撮影：人見忠良 水利システムにおける 水質浄化 希釈 水路における水質浄化 （沈降，吸着，水生植物） 循環利用による排出負荷の低減 水田における水質浄化 水質浄化効果の検証 2002年の現地調査結果より 小流域の流出入水の比較 定性的な比較 特徴 循環かんがい，高い窒素濃度 Main pump station Dike Kokai River Main road Circular irrigation area 500m 36º8’N 140º0’ E 調査地区の概要 流域面積 63.9ha 水田 い） 山林 畑 宅地 36.5ha（うち8.9haは循環かんが 13.1ha 11.6ha 2.7ha（24戸） 5.0 T-N (mg/L) 4.0 3.0 2.0 1.0 0.0 19Apr 3May 17May 31May 14Jun 28Jun 12Jul 26Jul 9Aug 23Aug Kokai river Pump station 地区への流入水と流出水の比較 定性的な比較（１） 流域からの排水の水質濃度は ほぼ一定（1～2mg/L） 流入水質濃度が低いと，効果 も低くなる 水田の水利用に応じて，効果 も変化する 4. 4. 00 40 3. 3. 00 30 2. 2. 00 20 1. 1. 00 10 0. 0. 00 0 19Apr 19Apr 3May 3May 17May 17May 31May 31May Kokai river Kokai river 14Jun 14Jun 28Jun Pump station 12Jul 12Jul 26Jul 26Jul 9Aug 9Aug water depth (mm) 50 T-N T-N (mg/L) (mg/L) 5. 5. 00 23Aug 23Aug Pump Inletstation water volume NO3-N+NO2-N (mg/L) (mg/L) 4.0 1.0 3.0 0.0 2.0 19Apr -1.0 3May 17May 31May 14Jun 28Jun 12Jul 26Jul 9Aug 23Aug 1.0 -2.0 0.0 -3.19Apr 0 3May 17May 31May Kokai river 14Jun NOx 28Jun T-N 12Jul 26Jul 9Aug Pump station 地区への流入水と流出水の比較 23Aug 定性的な比較（２） 硝酸態窒素が減少 かんがい水量が少ない時期が 効果が大きい 表面流出が少ない，滞留時間 が長い 窒素 19.1 10.0 8.0 6.0 4.0 2.0 0.0 19Apr 3M ay 17M ay 31M ay 14Jun 28Jun 12Jul 26Jul 9Aug 23Aug irrigation w ater surface w ater of the field 水田のかんがい水と表層水のT-N濃度 施肥後の窒素の低下速度 dC C h dt 1 y = e-0.310 x R2 = 0.97 0.8 低下速度 C/C0 0.6 0.4 0.015 m･day-1 （5.66 m･y-1 ） 0.2 0 0 2 4 days 6 8 水質浄化効果の活用 流域内の滞留時間を長くする 流域レベル 循環かんがい 圃場レベル 節水かんがい 流入水の濃度が高い方が効果が 発揮される 撮影：人見忠良 40 0.63 0.3 30 0.2 20 0.1 10 0.0 0 19Apr 3May 17May 31May Kokai river 14Jun 28Jun 12Jul Pump station 26Jul 9Aug 40 0.12 PO4-P (mg/L) 23Aug Inlet water volume 0.14 30 0.10 0.08 20 0.06 0.04 10 0.02 0.00 19Apr water depth (mm) 0.50 0 3May 17May 31May Kokai river 14Jun 28Jun Pump station 12Jul 26Jul 9Aug Inlet water volume 地区への流入水と流出水の比較 23Aug water depth (mm) T-P (mg/L) 0.4 6.0 4.0 2.0 0.0 A pr19 M ay3 M ay17 M ay31 Jun14 Jun28 Jul12 Jul26 A ug9 A ug23 N O x-N T -N N H 4-N 田面水の窒素濃度
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