アジア都市圏における水問題解決のための適応策に関する研究

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1 アジア都市圏における水問題解決のための適応策に関する研究
２０１０年１１月８日（月） 　　　　　都市環境科学研究科 代　 表：教　 授　河村 　明 分担者：教　 授　小泉 　明 　　　　　 教　 授　梅山 元彦 　　　　　 教　 授　松本 淳 　　　　 教　 授　稲員 とよの 　　　　　准教授　横山 勝英 　　　　　 助　 教　山崎 公子 　　　　　 助　 教　新谷 哲也 　　　　　 助　 教　天口 英雄 　　　　　 助　 教　荒井 康裕 　　 特任准教授　中川直子

2 水循環系の激変による甚大な水問題の発生 特に，アジアの諸都市 激甚な水災害の発生 水問題の解決が都市存続 に関わる最重要課題
森林伐採や人口集中による 急激な都市化の進展 産業の発展と高度化 温室効果ガスの増加による 気候変動の影響を強く受け 激甚な水災害の発生 　・都市水害 　・著しい水域の汚染 　・安全な飲料水へのアクセス不足 　・厳しい水不足 　・地下水障害 　・激しい海岸侵食　などなど 水問題の解決が都市存続 に関わる最重要課題

3 アジア都市圏における水問題解決のための適応策に関する研究
アジア都市圏における様々な水問題の内 ２　安全な飲料水の配水問題 ３　貯水池や河川の水質汚濁問題 １　アジア都市圏の地下水資源問題 水環境問題 ５　海岸侵食問題 ４　都市豪雨洪水災害問題 水災害問題 ☆実践的で応用性の高い適応策や政策シナリオを提示する

4 平成２１年度研究成果一覧 査読付き学術論文：２３編 国際会議論文：　 １７編 講演論文：　　　　　 ３８編 総説など：　　　 ２５編

5 アジア諸都市のための実践的研究と高度人材育成
気候変動による水害や渇水，高潮災害，海岸浸食や，安全な飲料水へのアクセス不足，湖沼・貯水池の水質汚濁などは世界共通の課題 しかし，特にアジア地域は，モンスーンアジアという気候条件や沖積平野を基盤とする土地条件が日本と類似しており，日本が過去において経験した急激な都化問題による水害や水資源の枯渇，水質の悪化，さらに水域生態系への大きな問題，そして，それをある程度機能的に克服した施策，技術の伝承はアジア留学生の育成に大きく貢献 本研究課題各テーマの世界に誇れる水関連技術を背景として，東京都という実フィールドを備えた最先端の研究に携わることは，東京都の先進的事例から学習することが可能となり，人口が過度に集中する都市や，これから急激な発展を向かえるアジア諸都市の「人材育成」に対して極めて有用

6 アジアからの留学生の受入実績・予定 平成２１年度実績
　　１．ベトナム・ハノイ水利大学　Nguyen Hoang Duc（グゥエン・ホァン・ドゥック） 　　　　「ホン・タイビンエスチュアリーの塩水遡上と 　　　　　ハロン湾の水質悪化に関する数値解析」 　　２．韓国・ソウル市立大學校　Min Byung-dae（ミン・ビョン・ディ） 　　　　「浄水プロセス，水質管理，下水汚泥処理に関する研究」 平成２２年度実績 　　１．フィリピン・Woodfields Consultants, Inc. 研究員，フィリピン大学社会人 　　　　 ドクター　Romeo L. Gilbuena, Jr. （ロメオ・ギルブエナ） 　　　　「アジア都市圏の水資源問題」 　　２．韓国・ソウル市立大學校　Kim Min Cheol（キム・ミン・チェル） 　　　　「安全な飲料水の配水問題」 　　３．ベトナム・ベトナム国家大学　Nguyen Kim Cuong（グエン・キム・クゥン） 　　　　「海岸侵食問題」 　　４．ベトナム・ハノイ大学　Nguyen Hoanganh Thi（グエン・ホアンアン・チ） 　　　　「都市豪雨洪水災害問題」 　 平成２３年度予定 　　１．ベトナムなど　「アジア都市圏の水資源問題」 　　２．インドネシアなど　「貯水池や河川の水質汚濁問題」など 　　３．ベトナムなど　「海岸侵食問題」 　　４．タイなど　「都市豪雨洪水災害問題」

7 ベトナム・ハノイ市における 地下水資源の水文地質学的評価
テーマ１　アジア都市圏の地下水資源問題 ベトナム・ハノイ市における 地下水資源の水文地質学的評価 ２０１０年１１月８日（月）

8 ベトナム・ハノイ市の地下水資源問題 ＝ 現状の課題 ＝ 生活用水のほとんどを 地下水に頼っている 過剰汲み上げ等による ・地盤沈下
＝　現状の課題　＝ 生活用水のほとんどを 　地下水に頼っている 過剰汲み上げ等による 　・急激な地下水位低下 　・井戸枯れ 　・地盤沈下 　・地下水汚染 Pumping rate (m3/day) Decline of groundwater level 8

9 ハノイ市の時空間地下水資源データの収集とGISデータベース化
最終目的 ハノイ市の時空間地下水資源データの収集とGISデータベース化 地下帯水層の空間分布同定 地下水位データの時空間解析 地下水汲み上げ量による 地下水流動シミュレーション 総合的な地下水資源 管理技術の構築・提案 9

10 解析対象領域 紅河 濁度が高くしかも汚染されている 生活用水のほと んどを地下水に 頼っている ハノイ市 ベトナムの首都
面積 920 km2 人口 約400万人 年平均降水量 約1550ミリでその70-80%は5月から 10月の雨期に降る ハノイ市の90%は標高10ｍ程度の洪水氾濫域にある 紅河 濁度が高くしかも汚染されている 生活用水のほと んどを地下水に 頼っている 解析対象領域 10

11 国家水文地質データベースプロジェクト 地下水解析の妥当性・信頼性は 入手データの量と質に深く依存する
これまでベトナムでは地下の水文地質学的データはまばらで良く整備されていなかった． そこで，お金と時間をかけた “国家水文地質データベースプロジェクトが2002年から始まる．60万USドルと３年かけて，GIS化したデータベースを整備 11

12 本研究では， 各帯水層の地表境界，層厚，深さなどの水文地質学的構造を初めて明らかにした．
用いたデータ かつてない２４０ものボーリングデータを 用いて 本研究では， 各帯水層の地表境界，層厚，深さなどの水文地質学的構造を初めて明らかにした． 用いたボーリングデータの空間分布 12

13 地表面帯水層の水文地質学的分布 完新世不圧帯水層 (HUA) 最上層の帯水層でハノイ市の地表面のおよそ５５％を占める
完新世-更新世不透水層 (HPA) 主にHUAの下層にあり,ハノイ市地表面のおよそ25％を占める 中生代岩盤（MB） ハノイ市地表面のおよそ20％を占め，北部の山岳部を構成する 更新世被圧帯水層 （PCA） 地表にはほとんど現れていない地下の被圧帯水層 地表面の水文地質構造 13

14 ハノイ市の地下帯水層構造 ハノイ市は，中生代から第三紀にかけて形成された岩盤の上に，
Hydrological cross-sections along A-A’, B-B’, C-C’ lines as shown in Fig. 2. ハノイ市は，中生代から第三紀にかけて形成された岩盤の上に， 最大１００ｍの第四紀地層(HUA, HPA, PCA) で構成されており， 地下水は表層の完新世不圧帯水層（HUA）および地下の特に更新世被圧帯水層（PCA）に存在する． 古第三期層（NWL）や中生代破砕帯（MFZ）にもある程度の地下水が存在する． ハノイ市の同定された地下帯水層構造 14

15 帯水層厚の分布 HUA PCA 北から南にかけて厚くなって おり，平均１５ｍ程度で最大約 ３５ｍの層厚で，３０ｍ以上の 地域が３ヶ所存在する． 分布傾向はHUAとよく似てお り，層厚はHUAよりも厚く平均 ３５ｍ程度で最大約５０ｍの層 厚で，４０ｍ以上の地域が３ヶ 所存在する． 15

16 更新世被圧帯水層（PCA） はハノイ市の地下 約８０％を占めており，最も高い地下水ポテン シャルを保持している
主な結論 ハノイ市における地下水関連GISデータよりボーリングデータを抽出し，地下帯水層構造を同定した結果， 更新世被圧帯水層（PCA） はハノイ市の地下 約８０％を占めており，最も高い地下水ポテン シャルを保持している 完新世不圧帯水層 （HUA）はハノイ市の南に広く分布しており，高い地下水ポテンシャルを保持している 古第三期層（NWL）と 中生代破砕帯（MFZ） はその地域の生活用水供給としてのみの小規模な地下水資源である

17 テーマ４　都市豪雨洪水災害問題 ベトナムにおける降雨特性の解明 ２０１０年１１月８日（月）

18 気候変動および都市化の進行に伴う豪雨洪水災害の激化・都市型洪水の頻発
テーマ４　都市豪雨洪水災害問題 　降水量他長期気候資料の　　　整備 平均的季節変化の解明 豪雨発生の長期変化傾向・前駆現象の解明 都市型豪雨・洪水災害の発生状況の解明 都市型豪雨の発生予測手法の構築・提案 ＝　現状の課題　＝ 気候変動および都市化の進行に伴う豪雨洪水災害の激化・都市型洪水の頻発 未曾有の大洪水被害を受けた世界遺産フエ 1999年11月3日 水没した首都ハノイ 2008年10月31日

19 中部ベトナムの降水量の季節変化 夏のアジアモンスーン季には降水量が少ない 10月～11月が降水量のピーク 12月～1月は降水量が減少
図．中部ベトナムTramyにおける半旬平均降水量の年変化。水平な線は年間均等に降雨があった場合の平均半旬降水量(Pm)を示す。 夏のアジアモンスーン季には降水量が少ない 10月～11月が降水量のピーク 12月～1月は降水量が減少 図．インドシナ半島における北東モンスーン季(9/28-12/31)の季節平均降水量の分布

20 降水日と強雨日の季節進行 ⇒強雨の発生が降水量に大きく寄与. (a)月降水量
←10月と11月の降水量の約60%は、日降水量100mm以上の強雨によってもたらされている. (b)強雨日出現率 ⇒強雨の発生が降水量に大きく寄与. ⇒強雨の発生をもたらす大気場の特徴を調査 ⇒強雨の発生場は主に3種類のパターンに分類可能 (c)降水日出現率 図 ～1998年のTramyにおける(a)月降水量、 (b)日降水量100mm以上の出現率. ←12月～2月にかけては降水日数が減少する.

21 強雨日における風系パターンの出現頻度 表. 強雨日における風系場パターンの出現頻度 1月～4月には強雨日はほとんど出現しない.
日降水量100mm以上を観測した日を強雨日と定義 ・Pattern1: Domain1熱帯低気圧の中心.（台風接近） ・Pattern2: Domain2熱帯低気圧の中心、Domain3に東風. ・Pattern3: Domain1 + Domain2に熱帯低気圧の中心がなく、かつDomain3内に東風（北東モンスーン） 表. 強雨日における風系場パターンの出現頻度 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC Total Pattern1 4 5 2 3 12 23 54 Pattern2 38 26 11 78 Pattern3 1 17 49 18 86 Others 6 15 79 80 30 223 1月～4月には強雨日はほとんど出現しない. 5月～8月にも強雨発生は少なく、9月から増加しはじめ、大部分が熱帯低気圧の接近による． 10月は強雨日の約80%に熱帯低気圧が存在. 11月・12月は強雨日の約60%が北東モンスーンに関係.

22 テーマ４　都市豪雨洪水災害問題 １．近年洪水が多発しているベトナムにおける長期間の日単位での降水量観測データを入手し、洪水の原因となる豪雨の発生原因について解析した． ２．中部ベトナムでは降水量が10・11月に降雨が多くなる季節変化を示し、しかも大半の降水量が、日降水量100ミリを超す豪雨によっていることを解明した．これらの特徴は他のアジアモンスーン地域にはみられない、ベトナム特有の降雨特性である． ３．豪雨をもたらす広域的な大気場の特徴は、主に以下の3つのパターンに集約できることを解明した。①熱帯低気圧の接近、②熱帯低気圧からの風と北東モンスーン気流の両方の影響③北東モンスーン気流。 これらのパターンの出現頻度が季節的に変化していくことがわかった。 ４．今後は今回豪雨が頻発していることがわかった中部ベトナムに関して、強雨発生の予測手法および、より詳細な地域特性と大都市ダナンやハノイ、ホーチミンにおける降水についての研究を進める。