地域環境工学コース

みかんを含む柑橘類は、愛媛県を代表する農作物として知られていますが、その多くは斜面で栽培されています。このような斜面にある柑橘類の樹園地は、2018年の記録的な豪雨で引き起こされた斜面崩壊によって甚大な被害を受けました。大量の雨は斜面の表面を流れる水を増大させるだけでなく、地面に存在する地下水量も増加させます。さらに、地下水の動きも活発になるため、斜面崩壊リスクが上昇します。しかしながら、地下で起こっている現象のため調査が難しく、地下水と斜面崩落との関係性は未解明な部分が多く残されています。そこで、私たちは地下水による斜面崩壊メカニズムを明らかにするため視覚的なアプローチを取り入れつつ研究を進めています。

大きなダムは、地震時にどのような動きをしているかを把握するため、ダムの基礎と天端（一番高いところ）に地震計が設置されています。観測されるデータは地震の加速度であり、それが大きければ、ダムには大きな力が作用することになります。これだけでもダムの挙動を知るうえで非常に貴重なデータですが、Fourier変換やHilbert-Huang変換などの信号処理を行えばダムが揺れやすい地震のタイプが分かります。また、相互相関の一つであるDeconvolution法を用いれば、地震の伝播速度を知ることもできます。 この研究では、様々な信号処理技術を駆使してダム堤体の劣化度を解析し、その健康状態を把握する方法を追求しています。 そこで、全国の主要な河川流域を対象にして、気象条件や流域特性に着目した水害リスク（洪水発生ポテンシャル）の評価を行っています。

堤防の設置には多くの資材や高い技術が必要になってしまい、一部の国や地域では困難です。マングローブ林は熱帯・亜熱帯の河口域に繁茂し、様々な種類の木で構成されています。マングローブ林は海と陸の間に分布することで、波の力を弱め、さらに砂の堆積を促す効果が知られており、海岸防護に活用している地域が存在します。 しかし、木が育つには長い時間が必要になり、根付く前に、波によって流されてしまうことが課題になっています。そこで、マングローブ林を温室で育て、倒伏実験をすることで、地盤と根の間の強度を測定します。強度の傾向を把握することで、木の種類や植林方法などの効率的な防護方法を提案していく予定です。

水環境において、ウイルスや薬剤耐性菌等これまでの衛生指標では表現できない水の安全性確保の研究は遅れています。このような水域の衛生学的安全性を確保するため、水域の病原微生物による汚染実態の把握や下水処理場での挙動把握、新しい下水消毒技術の開発を行っています。

健全な水環境を確保するため、窒素、リン等の一般水質項目とともに、各種の化学物質について、水環境中での濃度をモニタリングし、河川流域や下水処理場における化学物質の挙動を調べています。また、細菌類、藻類、甲殻類等の水生生物を用いたバイオアッセイを組み合わせて、水の健全性を評価しています。

私たちは、水資源を利用するために、河川にダムや堰（せき）などの水利構造物を建設しますが、これらは河川を横断するものであり魚類等の生息場を分断することがあります。そこで、魚類の通り道となる“魚道”（ぎょどう）が設置されています。この魚道は、魚類にとって利用しやすいように適切に設計されることが求められます。例えば、魚道内の流速が魚類の遊泳速度よりも速いと魚類は魚道を遡上することができません。この研究では、実際の魚道で調査を行うだけでなく、コンピュータを用いて魚道内の流況や魚類の遊泳行動をシミュレートし、魚類にとって最適な魚道を追求します。

地球温暖化、異常気象、大気汚染など、大気・水・土環境の変化（ストレス）は、作物（食料）の生育と生産に大きな影響を及ぼします。この研究では、高温環境や高CO2濃度環境で、作物が生理生態学的にどのように応答するか、光合成速度、気孔応答、クロロフィル蛍光誘導過程などを測定し、将来における作物の生育や収量の変化を予測します。また同時に、作物は生育しながら環境に影響を与えます（相互作用）。例えば水田が夏の暑さを和らげるのは、その機能の一つです。上記のような環境変化に対して、この研究では、作物がどのような影響を環境に逆に与えるか、微気象学的に明らかにしていきます。

近年の温暖化に伴って、これまでの想定を超過するような豪雨が頻発し、ダムなどの治水施設の能力を上回る規模の出水によって、甚大な洪水被害が各地で発生しています。前線や台風などによる豪雨の際には、流域に対する雨域のかかり方や移動の仕方によって、河川に流出する水が集中し、中・下流地点で流量が著しく大きくなり、大規模な氾濫につながる可能性があります。 こうした潜在的に起こり得る水害の可能性を、いかに想定し事前に対策を考えるかが、将来の破局的な被害を回避する上で重要になります。 そこで、全国の主要な河川流域を対象にして、気象条件や流域特性に着目した水害リスク（洪水発生ポテンシャル）の評価を行っています。

日本と世界（特に発展途上国）の農村において汚染された水質環境を改善するため、有機物（BOD、COD）、リン、窒素、重金属、内分泌攪乱物質、医薬品、化粧品、農薬、マイクロプラスチック、病原性微生物などの様々な水質汚染物質を除去、分解する水質浄化技術を開発しています。農村向けの水質浄化技術には、汚染物質を効率的に分解、除去するだけではなく、維持管理が簡単で、コストが安い、という条件が強く求められます。そのような技術開発は難しいですが、開発した技術は「下水処理、上水処理、農業用水・農業排水の浄化」といった様々な用途で、世界中で広く利用される可能性が高く、その研究はやりがいがあります。

塩類土壌は、主に世界の乾燥地域に存在し、土の中に多量の塩類を含んでいます。その塩類の起源は、もともと土の中に含まれていたものや、水の流れによって運ばれてきたものなど様々です。内陸では、その塩類が河川や海に排出されずに残ったままになっており、それが水の移動とともに作物を作る土の表面に集まってきてしまいます。多量の塩類を含む土では、浸透圧の関係で作物が水を吸うことができず、成長することができません。そこで、私の研究ではそれら作物の成長を阻害する塩類（ピンチ）を使って食卓塩や塩分に強い作物を栽培する（チャンス）ことで、農業を持続的に発展させていく方法について研究しています。この研究はタイ東北部のコンケン県で実施しています。

近年、中山間地域を中心に人と野生動物が衝突する機会が増え、野生動物に農作物を食べられたり、野生動物に襲われた人が死傷したりする事案が増えてきました。 この問題を解決するため、農家や行政の皆さんと共同で、野生動物による農作物・農地への被害実態、野生動物の生態、農村地域の土地利用、および人が持続的に取り組める野生動物対策を研究しています。その結果から、人の生活圏と野生動物の生息地を適度に分ける「境界空間」を設計し、両者が持続的に共生できる農村空間を創造することが研究の目的です。

近年、都市や農村などを含む空間を、ひとつの連続した「地域」として捉え、その地域が有する固有の資源（川や水路、緑地、農地、伝承文化など）を、持続可能な形で利用管理していくことが望まれています。こうした地域環境は、そこに暮らす人々を含めた多様な地域資源の有機的な関わり合い（システム）によって構成されており、自然発生的には守っていくことができません。地域住民の明確な意志と外部主体との連携、そしてこれらを包含した優れた計画によって創造され、保全されていきます。 「どのような過程で、どのような計画を立てればよいのか？」私たちは、農村地域づくりの計画手法を研究しています。