複数の種構成を考慮に入れた水質予測モデルによる富栄養化貯水池のクロロフィルaと栄養塩の動態特性

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A large amount of nitrogen and phosphorus flows into agricultural reservoirs through domestic and agricultural drainage in flat, low-lying agricultural areas. The availability of excess nutrients causes aprofuse growth of phytoplankton, thereby resulting in water bloom, and leading to various water quality problems. Water quality assessment is very important to prevent eutrophication of reservoir, and to elucidate the movement of phytoplankton and circulation of nutrients within the water body. Therefore, a water quality prediction model is the most effective approach for water quality assessment, and an ecosystem model is frequently utilized to analyze and predict the dynamics of water quality. In this study, a one-box ecosystem model considering 4 primary algal groups (green algae, blue- green algae, diatoms/dinoflagellates, and cryptophytes) was constructed for 3 eutrophic reservoirs in the Itoshima Peninsula, located in the western part of Fukuoka City. These reservoirs were utilized for agricultural water resource, and they differed in characteristics each other, such as water depth, storage capacity, and presence of vegetation (floating-leaved plants and emersed plants). Water quality data of chlorophyll-a content of each algal group, TOC, DOC, TN, TP and DO were weekly observed from July to November 2009 to verify the validity of the ecosystem model. As a result, the variations of water quality related to eutrophication could be evaluated and predicted by this model differed in the water characteristics. Further, the seasonal change in chlorophyll-a concentrations of each algal group in relation to the temporal variations of environmental factors of water temperature, solar radiation and nutrients concentrations, could be quantitatively estimated by this model. Seasonal characteristics that enable proliferation of each algal group under the condition of nutrients limitation could be determined by focusing on the biochemical variable of DIN and DIP calculated from the numerical simulation results.富栄養化水域の水環境保全に資することを目的として、水域スケールや植生などの水域特性の異なる3つの農業用貯水池を対象に、生態系モデルによる水環境解析を行なった。藻類の種構成とその季節的消長の観点から水域内部の窒素・リンの循環過程を定量的に評価するために、同モデルでは植物プランクトンとして緑藻類、藍藻類、渦鞭毛藻/珪藻類、クリプト藻類の4種を考慮した。また、藻類綱の増殖の制御因子となる環境要因とを関連付けて、水域ごとのDIN、DIPの変動特性に着目し、栄養塩の動態特性を検討した。平川池と大久保池に関しては、リンの供給・消費量および全変動量の季節変化は類似の傾向を示した。すなわち、夏季の全変動量の低下は、リン制限の緩和によって緑藻類が増殖し、光合成による消費量が増加したことに起因した。一方、両池の秋季での増大は、緑藻類の水温・リンの制御が強まったことにより消費量が減少したためである。1号調整池においては、優占的に存在した緑藻類と藍藻類の影響を大きく受けた。すなわち、全変動量の夏季での低下と秋季での増加は、これらの増殖と消長に伴う摂取量の増加と減少に起因し、いずれもリンによる制御因子の影響が大きい。なお、10月中旬でのリン消費量の増加は、渦鞭毛藻/珪藻類とクリプト藻類に対する水温および光の制限緩和に伴うこれらの増殖に起因する。
2010-10-29

複数の種構成を考慮に入れた水質予測モデルによる富栄養化貯水池のクロロフィルaと栄養塩の動態特性

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