[論文レビュー] Environmental flow for Monsoon Rivers in India: The Yamuna River as a case study

Vikram Soni, Shashank Shekhar+1 more|arXiv (Cornell University)|Jun 12, 2013

Hydrology and Sediment Transport Processes参考文献 7被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、デリーのヤムナ川を事例として、インドの河川に特化した環境流量要件を提案する。夏季雨季（7月～9月）の自然流量の50％が堆積物輸送および洪水氾濫帯の地下水補給に不可欠であり、乾期（10月～6月）の自然流量の60％が藻類の増殖を防ぎ、生物多様性を維持するために必要である。

ABSTRACT

We consider the flows of Monsoon Rivers in India that will permit the river to perform all its natural functions. About 80% of the total flow for Indian rivers is during the monsoon and the remaining 20% is during the non monsoon period. By carrying out a case study of the river Yamuna in Delhi we find that at least 50% of the virgin monsoon (July to September) flow is required for the transport of the full spectrum of soil particles in the river sediment. A similar flow is needed for adequate recharge of the floodplain aquifers along river. For the non monsoon period (October to June) about 60% of the virgin flow is necessary to avoid the growth of still water algae and to support river biodiversity.

研究の動機と目的

• インドの夏季雨季支配型河川に科学的根拠に基づく環境流量要件を確立すること。特に、生態的整合性に焦点を当てる。
• 特に低流量期に悪影響を及ぼす水配分の不均衡を是正すること。
• ヤムナ川における主な水文的および生態的機能を維持するための最小流量閾値を数量的に特定すること。
• 堆積物輸送、地下水補給、水生生物多様性と関連づけることで、持続可能な水資源管理を支援すること。
• 他のインドの夏季雨季型河川に適用可能な再現可能な環境流量評価フレームワークを提供すること。

提案手法

• デリーのヤムナ川を事例として、夏季雨季（7月～9月）と乾期（10月～6月）にわたり流量要件を分析した。
• 歴史的流量データを用いて「本来の流量（virgin flow）」を定義した。これは、河川の自然的かつ規制のない流量のパターンを指す。
• 流量と土壌粒子の全スケール輸送との相関関係を用いて、堆積物輸送能力を評価した。
• 夏季雨季中の洪水氾濫帯の地下水補給への流量寄与をモデル化することで、地下水補給可能性を評価した。
• 停滞水の藻類増殖の生態的閾値を分析し、停滞を防ぐために必要な最小流量レベルを同定した。
• 水文的および生態的基準に基づき、流量閾値を応用して環境流量の推奨を導出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ヤムナ川で堆積物の全スケール輸送を維持するために、夏季雨季（7月～9月）に必要な最小流量はどれくらいか？
• RQ2 洪水氾濫帯の地下水補給を効果的に行うために、どの程度の夏季雨季流量が必要か？
• RQ3 静止水に生育する藻類の増殖を防ぐために、乾期（10月～6月）に必要な最小流量はどの程度か？
• RQ4 乾期に河川の生物多様性を維持するために必要な流量レベルはどの程度か？
• RQ5 夏季雨季と乾期の流量要件は、それぞれの生態的および水文的機能においてどのように異なるか？

主な発見

• ヤムナ川において、土壌粒子の全スケール輸送を維持するには、本来の夏季雨季流量（7月～9月）の少なくとも50％が必要である。
• 洪水氾濫帯の地下水補給を適切に確保するには、夏季雨季流量の最低50％が必要である。
• 乾期（10月～6月）においては、静止水に生育する藻類の増殖を防ぐために、本来の流量の60％が必要である。
• 乾期流量を60％に維持することで、河川の生物多様性が維持され、生態的劣化が防がれる。
• 本研究では、夏季雨季と乾期のそれぞれに異なる水文的閾値を同定し、異なる生態的機能を反映している。
• これらの発見は、ヤムナ川のような夏季雨季支配型河川システムにおける環境流量配分の科学的根拠を提供する。