京都大学大学院農学研究科の宇波耕一准教授とムタ大学農学部(ヨルダン)のOsama Mohawesh教授による国際研究チームは、ヨルダンの乾燥地域において、洪水を灌漑用水に変えるシステムを試験的に設置し、運用を開始した。

 中東や北アフリカをはじめとした世界の乾燥地域においては、外来河川や化石地下水へ依存しすぎており、塩類集積といった問題も顕在化している。一方で、突発的洪水による被害が拡大している現実もあり、これらの問題に対処するための灌漑システムが求められていた。

 今回、同チームは砂漠の洪水を収集して貯水池に蓄え、その水を灌漑用水へと変換するシステムを提案し、さらにそのプロトタイプを実際にヨルダンの乾燥地域に構築した。日本のため池などの小規模貯水池では、経験値にもとづいてルールカーブ(取水制限を行う管理目標水位)が設定されていることが多い。本研究の貯水池では、ある種の偏微分方程式の概念を利用して、厳密な数学的根拠にもとづいて貯水池のルールカーブの管理を最適化した。この数理的概念の利用により、ポンプの運転/停止の切り替えのような動きについても最適運用戦略を取り扱うことが可能となった。

 動的計画法にもとづいて貯水池の最適管理法を導く方法論は古くから知られていたが、砂漠の洪水を灌漑用水に変えるための貯水池に実際に適用して検証した例は本研究が世界初の例である。

論文情報:【Stochastic Environmental Research and Risk Assessment】A unique value function for an optimal control problem of irrigation water intake from a reservoir harvesting flash floods

京都大学

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大学ジャーナルオンライン編集部

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