総説　REVIEW

湖沼・貯水池の環境評価モデル

天野　邦彦

（独）土木研究所　水環境研究グループ　河川生態チーム　〒305-8516　つくば市南原１-６

Kunihiko AMANO: Environmental evaluation models for lakes and reservoirs. Ecol. Civil. Eng. 10(2), 199-208, 2007.

River Restoration Team, Water Environment Group, Public Works Research Institute, 1-6 Minamihara Tsukuba 305-8516, Japan

Abstract: I have briefly reviewed the research progress made in practical environmental evaluation models for lakes and reservoirs since 1970's and summarized the relation between practical demand and model modification. Vertically one dimensional models for the prediction of water temperature in reservoirs were developed during the first stage of the model development. Practical demand for the appropriate management of dam reservoirs stimulated the development of these models. Also developed were turbidity models for reservoirs during this stage. As ecological modeling, eutrophication models were developed to assess the water quality control plan. Since practical models must be operated to predict for the period of years, complexity of the models have been determined by the capacity of computer at the time of development. Thus, though model structure of eutrophication models have been similar, division of components have been progressed following the development of computers. Recent practical water quality models for lakes and reservoirs contain a number of parameters of which values must be determined arbitrarily. The number of these parameters are increasing. I pointed out it is important to develop the appropriate method to determine parameter values during model calibration to take advantage of the recent detailed models. Also, acquisition of precise field data for input data is important. For the future direction of practical environmental models for lakes and reservoirs, I emphasized the necessity of the development of the structurally dynamic ecological model to deal with the environmental change of large degree, coupling of water quality model and sediment model, and the development of habitat model to better assess the environmental impact of human activities.

Key words: ecosystem, environmental model, lake, reservoir, water quality

摘要

　湖沼・貯水池の環境評価モデルとして，主に1970年代より本格化してきた湖沼・貯水池水質・生態系モデルの変遷について振り返り，これらモデルが，貯水池の流入水温と放流水温との変化の緩和，濁水放流の長期化の緩和対策策定のためや湖沼・貯水池における富栄養化対策策定のために開発されてきた経緯について記した．実際の施策の基礎資料として利用される実用化モデルという特性から，計算対象期間は短くても一年間程度となるため，開発時点での電子計算機の処理能力にモデル構造の精粗が規定されてきたと考えられる．低次生態系を対象とした水質・生態系モデルについては，初期のものから現在のものまで，基本的なモデル構造には大きな変化はないものの，より分画が詳細になると共に，元素の動態を分画した形態ごと個別に定量的に表現するモデルへと発展してきていることを記した．このようなモデルの発展により，より定量的に正確を期した評価が可能となる一方，詳細なモデルの威力を十分発揮させるために，同定が必要なパラメータ数増大への対応や流入負荷の算定など計算入力条件の精度向上といった点が実用モデルの利用において重要な課題となっていることを記した．また，モデル構造にも関わる課題として，環境条件が大きく変化するような場合の予測を行うためのモデル開発，底泥の役割を動的に解析するモデル開発，生物生息場の環境評価を行うモデル開発を挙げた．下水道整備などによる流入水質改善事業については，まだ完全ではないものの相当の進展がなされて来ている．このため今後の湖沼・貯水池の環境管理における生態モデルの利用は，水質改善が進行する中での環境変化を予測したり，生物生息場としての湖沼・貯水池管理を適切に行うための手法策定に用いられることが増加すると考えられる．このような方向性の中で，課題を指摘すると共に，試みられている事例について述べた．

2006年８月24日受付，2007年７月17日受理
e-mail: amano@pwri.go.jp