Transcript シルダリア川下流域沿岸部における潜在的作物要水量の推定

シルダリア川下流域における
消費水量の推定
Estimation of Consumptive Use in the
Lower Syr Darya River Basin
鳥取大学農学部
猪迫耕二・北村義信・山本定博・田熊勝利
アラル海の縮小
From Micklin (1993) in Geotimes p.16
研究の位置付け
戦略的創造研究推進事業（CREST）
「人口急増地域の持続的な流域水政策シナリオ－モンスーン・ア
ジア地域等における地球規模水循環変動への対応戦略」
アジアにおける人口急増地域の地理的条件，水文条件および水
循環や水利用の経過の特性を明確にして，総合的・系統的な水
循環システムの分析に基づく最適な水管理のための政策シナリオ
を提示し，政策決定のための支援ツールを整備する．
鳥取大学チーム：水不足地域担当
水不足と下流域の深刻な水土環境の劣化に直面しているシルダ
リア川流域を対象として，水需給の実態，流域関係国の水政策，
水環境の現状掌握・将来動向の評価を行い，水・環境問題解決の
ための将来像と改善対策を明らかにし，同流域の水政策シナリオ
を提案する．
研究の背景
（シルダリア川下流域の場合）
アラル海の分断が政策決定の基礎
4カ国（キルギスタン，タジキスタン，ウズベキスタン，カザ
フスタン）間の河川共同管理システムの機能不全
→ 河川管理は各国独自の政策で対処
これらを基本条件としたときの水管理シナリオを検討
研究の背景と目的
現実的な水管理目標：小アラル海の水環境の維持
*ベルグ海峡にコカラクダムを建設
*流入水量の確保 →
シルダリア川流域の53％を占める下流域（乾燥地
帯を流下）における水利用計画の見直し
シルダリア川の取水量の80～90%が農業利用→
農業要水量の再設定
要水量算定の基礎量として水ストレス・塩ストレスの
影響を加味した消費水量の推定
対象流域の概況
全長2210ｋｍ
シルダリア川：天山山脈～小アラル海 流域面積40.28万km２
NASA World Wind 1.3.11
Aral'sk
Aral'sk
Betpak-Dala
Obs.1
sk
Kazalinnsk
Kazali
45
Sea
Aral Sea
Aral
SSyy
rr-D
aarr
Dzusaly
Dzusaly
''ya
水田輪作地域 Kzyl-Orda
綿花単作地域
Ciilili
Cii
Acisaj
Acisaj
42ß30
輪作形態
米－アルファルファ－小麦
Nukus
米－アルファルファ－コーン
Turkestan
Turkestan
Dzhambul
Dzhambul
Cimkent
Cimkent
UZBEKISTAN
UZBEKISTAN
Urgench
Urgench
Cardara
Cardara
''yaa
D
Daarr
muu-Am
60
62ß30
65
oz.Aydarkul'
oz.Aydarkul'
調査対象地域
67ß30
TASHKENT
TASHKENT
70
シルダリア川のEC
Cardara
Cardara～
Turkestan
シャメーノフ農園（Kzyl-Orda郊外）
水田
水路からの漏水と塩類集積
Kazalinsk
水稲作による地下水位の
上昇を輪作で制御する．
輪作体系
水稲－アルファルファ－
小麦や水稲－アルファル
ファ－ひまわり（または
Maize）
ウォーターロギング
（イエルタイ～～カラオジャック水路合流点）
Kazalinsk
～小アラル海
道路側の塩湖
小アラル海近傍の
Syr Darya川（宿営地側）
ボートでの小アラル海
水質調査
アラル海の底とベルグ海峡の渡し船
現地での微気象測定
最高気温３５℃
（日によって40℃を超える）
4
8
12 16
Time (hour)
20
24
40
80
30
60
40
20
20
4
8
12 16
Time (hour)
20
24
4
8
12 16
Time (hour)
20
24
12
–1
Wind speed (m s )
10
0
相対湿度20～70％
作物蒸発散量は大きくなる
8
4
0
0
RH (%)
–2
Radiation (W m )
0
o
全天日射量は１０００Wm-2
（瞬間値では1200Wm-2）
を超える．
1200
1000
800
600
400
200
0
Temp ( C)
小アラル近傍の気象環境
2005/7/3
（46º06’N, 60º51’)
使用した気象データソース
（財）気象業務支援センター 発行
世界気象資料の内容
月平均気圧，月平均気温，月平均最高気温，
月平均最低気温，月平均相対湿度，月平均水蒸
気圧，月平均雲量，月合計降水量，月平均風速
純放射量はChangの式，Blackの式などを利用して推定
消費水量の推定法
FAO No.56 Penman-Monteith 法
１．各都市の基準蒸発散量（ETo）の推定
(1) Aral’sk (2) Kazalinsk (3) Dzusaly (4) Kzyl-Orda (5) Ciili
(6) Acidaj (7) Turkstan (8) Cimkent (9) Cardara
２．各都市の作物蒸発散量（ETｃ）の推定
(1) rice (2) cotton (3) alfalfa (4) wheat (5) maize
SMDモデルによる灌漑シミュレーション
SMDi+1 = SMDi + CUi – Ii – Pi + Gi
SMD: 土壌水分欠損量（全有効水分量からの土壌水分減少量）
I : 灌漑水量
P : 降水量（ここでは０）
G : 重力排水量（土壌によって一定値を使用）
検討対象作物の栽培日数と作物係数
Crop coefficient, Kc
米（180日），綿花（195日），アルファルファ（永年），小麦（130日），
コーン（140日）
1.2
0.6
0
1.2
0.6
0
1.2
0.6
0
1.2
0.6
0
1.2
0.6
0
0
Rice
Cotton
Alfalfa
Wheat
Maize
60
120
180
240
Calender days (d)
300
360
消費水量の推定法
CU  Rf SMDKS ETc
b
ECe  ECt 
Ks  1 
100K y
Ks：:塩ストレス係数
Ky：収量反応係数（ここでは1.0）
b：ECの増加量当たりの収量減少率
ECe：土壌水のEC（飽和抽出水）
ECt ：収量減が発生するECの閾値
土壌データ
Kzyl-Orda(シルト質埴土)，Turkestan(シルト質壌土）の農地土壌
4
10
Suction (cm)
(a)
(b)
(c)
2
10
0
10
0
0.2
0.4
0
0.2 0.4
0
0.2
3 –3
Water content (m m )
0.4
Soil1（a)
Soil2(b)
Soil3 (c)
飽和透水係数 (cm s-1)
7.4ｘ10-5
2.0ｘ10-5
4.2ｘ10-4
有効水分量
0.132
0.133
0.236
ECe (dS m-1)
2.44
6.61
1.39
灌漑シミュレーションのシナリオ
１回の灌水量
畑：TRAM
水田：飽和水分量の20％（水田TRAM）
＋湛水深（30cm）
灌漑法
畑：定時定量灌漑
水田：随時定量灌漑
（水田TRAM＋減水深が消費されたら灌漑）
間断日数
TRAM/全生育期間の平均蒸発散量
ETo (mm/d)
ETo (mm/d)
ETo (mm/d)
各都市の基準蒸発散量
10
8 (1)
6
4
2
0
10
8 (4)
6
4
2
0
10
8 (7)
6
4
2
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1
Month
(2)
(3)
(5)
(6)
(8)
(9)
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Month
Month
(1) Aral’sk (2) Kazalinsk (3) Dzusaly (4) Kzyl-Orda (5) Ciili
(6) Acidaj (7) Turkstan (8) Cimkent (9) Cardara
作物蒸発散量
(mm)
都市
Aral’sk
Kazalinsk
Dzusaly
Kzyl-Orda
Ciili
Acisaj
Rice
1229
1170
1372
1364
1335
1284
Cotton
1084
1034
1199
1194
1177
1114
Alfalfa
930
897
1043
1037
1017
961
Turkestan
Cimkent
1358
1284
1188
1115
1038
961
701
662
721
666
Cardara
1449
1258
1086
752
764
Wheat Maize
648
664
629
668
703
730
712
740
715
758
643
641
総消費水量
(mm)
Soil 1
Aral'sk
Kzyl-Orda
Turkstan
Cardara
Rice Cotton Alfalfa Wheat Maize
1229 1084
903
647
608
1364 1194 1007
712
677
1358 1188 1007
701
660
1449 1258 1055
751
700
Soil 2
Rice Cotton Alfalfa Wheat Maize
Aral'sk
698
1084
617
619
274
Kzyl-Orda 775
1194
688
681
305
Turkstan 771
1188
689
670
297
Cardara
823
1258
721
720
315
Soil 3
Aral'sk
Kzyl-Orda
Turkstan
Cardara
Rice Cotton Alfalfa Wheat Maize
1112 1026
930
613
606
1335 1130 1037
654
697
1288 1118 1017
642
672
1384 1205 1086
712
709
水ストレスの発生状況
Soil (b)
600
SMD (mm)
400
200
SMDmax
SMDt
0
–200
0
SMDmin
60
120
Soil (c)
600
180
240
Calender days (d)
300
360
300
360
SMDmax
SMD (mm)
400
SMDt
200
0
–200
0
SMDmin
60
120
180
240
Calender days (d)
おわりに
水ストレスは適切な灌漑スケジューリングで回
避できる．
塩ストレスが消費水量に与える影響は大きい．
塩ストレスが大きい圃場で作物蒸発散量に相
当する量を灌水すると過剰灌漑となり，さらに
塩害が助長される恐れがある．
消費水量と作物蒸発散量との差をリーチング
水量として利用するなどの有効利用を計る必
要がある．