hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
GISによるバブル経済崩壊以降の東京・大阪圏の都市空間構造比較に対する学際的研究

本研究は,日本の二大都市圏である東京大都市圏と京阪神大都市圏の社会・空間構造を比較することを目的として行われた.その結果,東京大都市圏全体を見ると,ローカル・コミュニティが有してきた社会文化的特性が脱色され,全方向的に均質な中心対周縁という凝離した空間で序列化する力によって構造化されている実態が明らかになった.また,京阪神大都市圏については,ホワイトカラー,ブルーカラーの居住分化傾向は維持されたままであるものの,80年段階では明瞭であった職業階層による居住圏の同心円構造が不明瞭化してきたことが明らかになった.さらに,東京大都市圏では工業が集積する地域が見られたものの,京阪神大都市圏では東京大都市圏と同程度の工業集積地域は少ないことが示された.本研究は,日本の二大都市圏である東京大都市圏と京阪神大都市圏の社会・空間構造を比較することを目的として行われた.その結果,東京大都市圏全体を見ると,ローカル・コミュニティが有してきた社会文化的特性が脱色され,全方向的に均質な中心対周縁という凝離した空間で序列化する力によって構造化されている実態が明らかになった.また,京阪神大都市圏については,ホワイトカラー,ブルーカラーの居住分化傾向は維持されたままであるものの,80年段階では明瞭であった職業階層による居住圏の同心円構造が不明瞭化してきたことが明らかになった.さらに,東京大都市圏では工業が集積する地域が見られたものの,京阪神大都市圏では東京大都市圏と同程度の工業集積地域は少ないことが示された.1.東京圏の社会・空間構造分析"東京"の空間的範囲を特定することから検討を開始した.分析に用いたデータは,1990・2000年の国勢調査データである.分析および表章の単位は,基準地域メッシュ(1kmメッシュ)を用いた.まず,東京大都市圏を特定するために,南関東に属する12067メッシュを対象として,等質的地域区分の析出を行った.その結果,6つの等質的地域が析出され,そのひとつである「農山漁村地区」以外を東京大都市圏(9747メッシュ)とした.この東京大都市圏を対象範囲とし,1990年および2000年のそれぞれについて等質的地域区分の析出を行った.その結果,a)1975年から90年にかけて明瞭に見られたブルーカラーベルトはホワイトカラー層によって蚕食されその特徴を失いつつあること,b)1990年には特徴的に見られた上層ホワイトカラー専業主婦ベルトも東京大都市圏の中心部を分厚く占領する高密度・上層ホワイトカラー流入地区の一部に埋没するようになったこと,それらの変化によってc)1990年までの東京に見られた東京大都市圏全体に拡がる同心円構造の明確化という方向性が,1990年以降,一層進行していることが示唆された.2.京阪神圏の社会・空間構造分析一方,京阪神圏の分析は,1980・90・2000年国勢調査データに基づきながら,経済のバブル化,グローバル化,脱工業化といった社会変動が生起・本格化する以前の社会・空間構造分析から開始した.対象範囲は,京都市,大阪市,神戸市を「中心市」とし,「中心市」への通勤・通学者率が1.5%以上であり,かつ「中心市」と連接している市町村によって構成される範域とした.データは国勢調査から得,主として職業階層について分析を行った.その結果,1980年段階では明瞭であった職業階層の同心円構造は,この20年の間に不明瞭化したことが示された.1.人文地理学会都市圏研究部会での報告「GISがつなぐ都市社会学と都市地理学」というテーマで開催された人文地理学会都市圏研究部会において,研究代表者である浅川と,研究分担者である高木,研究協力者である堤・妻木が口頭報告を行った.報告のタイトルは「都市社会学における地理的概念」(高木),「社会地図プロジェクトの到達点と課題」(浅川),「職業階層からみた京阪神圏大都市圏の空間構造」(堤・妻木)であった.この研究報告は,昨年度までの研究成果を踏まえ,都市地理学研究者との都市空間をめぐる分野を超えるコラボレーションの重要な機会であった.2.日本都市社会学会でのシンポジウム「都市社会の構造と変動-三大都市圏の社会・空間構造の再編-」というタイトルで日本都市社会学会第24回大会において開催されるシンポジウムにおいて,研究分担者である豊田が報告者を,研究代表者である浅川がシンポジウムの企画と司会を行った.豊田は「社会階層分極化と都市の空間構造というタイトルで,京阪神大都市圏,名古屋大都市圏,東京大都市圏のそれぞれを対象地域とした,社会階層分極化について分析結果を報告した.3.東京大都市圏および京阪神大都市圏の構造比較東京都千代田区を中心として半径70kmに含まれる市区町村(258市区町村)および大阪市中央区を中心として半径70kmに含まれる市区町村(213市区町村)を対象とし,『統計でみる市区町村のすがた(2006)』で公開されているデータを用いて,等質的地域分析を行った.分析手法としてはKS法クラスター分析を用い,計算には東京大学のスーパーコンピュータを用いた.その結果,「人口再生産・工業地域」「複合市街地」「人口再生産・第3次産業地域」「高齢化地域」の4クラスターに分類されることが示された.1.KS法クラスター分析による二大都市圏の構造比較等質的地域分析の手法としては,一般的にクラスター分析が用いられており,SPSSなどの統計解析ソフトでは階層的クラスター分析とK-means法が用いられている。

しかしどちらの手法も最終的にいくつのクラスターを「最適解」として抽出するかのアルゴリズムを持たず,分析者が判断せざるを得ないため,クラスター化の判断が困難となっていた。この問題点を回避することができる手法であるKS法クラスター分析を用いて,東京大都市圏と京阪神大都市圏の二大都市圏の構造比較を試みた。2000年の国勢調査,2001年の事業所・企業統計調査データを用い,東京都千代田区,大阪市中央区から,それぞれ半径70kmに含まれる市区町村(計471市区町村)を対象地域として分析を行った,その結果,東京大都市圏については同じ手法を使用した先行研究と近似した社会地区が析出され,京阪神大都市圏については多核心構造が見出された。2.東京23区における都市密度変化と土地利用転換1990年代の東京23区を対象として,すべての事務所建築物と集合住宅の建物形状データに基づいた定量的分析を行い,都市密度の変化と土地利用転換パターンの地域的特性をマクロな視点から検討した。その結果,事務所建築物および集合住宅ともに,建物数の増加率よりも建物面積や延床面積の増加率が高く,既存建物の解体とともに,新規に建設される建物が著しく大型化あるいは高層化され,東京都心における都市空間の高密度化が進展していたことが示された。また,従来から住宅地としての性格が強かった西部においては,延床面積よりも建物面積の密度り高さが目立ち,低層ながらも多数の集合住宅が立地していることがわかった。一方,東部においては延床面積の密度が急上昇した箇所が散見され,工業用地や密集住宅から高層集合住宅の土地利用転換が多くみられた。本年度が,本研究の最終年度となっているので,これまでの研究成果をまとめ報告書を刊行することが,本年度の主な研究活動であった.本研究の研究成果は,14本の雑誌論文として公開されているが,それらは4群の成果としてまとめることができる.第1の成果は,GISを共通のプラットホームとした都市社会学と都市地理学による共同研究が,概念の相違点などを明らかにしたことにある,第2の成果は,東京大都市圏の空間構造の変容過程の分析から得られた.東京大都市圏全体を見ると,ローカル・コミュニティが有してきた社会文化的特性が脱色され,全方向的に均質な中心対周縁という凝離した空間で序列化する力によって構造化されている実態が明らかになった.それに対して京阪神大都市圏は,大阪,京都,神戸の3都市を核とした構造をもっている点が,東京大都市圏とは大きく異なる.1980年以降の変化を分析した結果,ホワイトカラー,ブルーカラーの居住分化傾向は維持されたままであるものの,80年段階では明瞭であった職業階層による居住圏の同心円構造が不明瞭化してきたことが明らかになった.これが第3の成果である.さらに,二大都市圏を同一基準で社会地区分析にかけた結果,東京大都市圏では工業が集積する地域が見られたものの,京阪神大都市圏では東京大都市圏と同程度の工業集積地域は少ないことが示された.複数の都市圏を同一基準で分析するという方法論の確立が第4の成果である.これらの成果を報告書にまとめた.
化学物質・紫外線曝露に対する細胞特異的反応機構の分子生物学的研究

我々は、化学物質・紫外線による傷害の防御、増悪を支配する組織・細胞反応機構の解明を目指して、クロロホルム曝露時の腎臓、肝臓、大脳の遺伝子転写産物について研究を行なった。マウスに、クロロホルムを腹腔内投与した後3、6時間で屠殺し、各臓器よりRNAを抽出し、RT-PCRを利用してRNAのフィンガープリントを得た(Differential display法)。クロロホルムに曝露された腎臓、曝露されなかった腎臓のRNAのフィンガープリントを経時的に比較検討したところ、クロロホルムによって誘導される2種類の遺伝子転写産物を得た。この誘導された遺伝子転写産物の塩基配列を調べたところ、トロンボスポンジン配列を有するADAMTS-1遺伝子(以下A遺伝子)と内因性レトロウイルス関連遺伝子(以下R遺伝子)産物の塩基配列の一部と同一であった。そこでA、R遺伝子の塩基配列情報に基づいてプライマーを作成し、クロロホルム曝露後の各臓器を用いて定量的RT-PCRを行なったところ、A、R遺伝子産物はともに腎臓でのみ増加を示し、肝臓、大脳では変動しなかった。これらのことは、クロロホルム曝露後の生体反応が組織特異的な側面を有することを示唆している。A遺伝子の発現にはサイトカインが関与していることが報告されており、クロロホルム曝露後の生体反応がサイトカインを介する反応を含んでいることも示唆される。またクロロホルムにより肝臓ではR遺伝子が活性化しなかったのは、四塩化炭素によって肝臓でR遺伝子が活性化するという従来の報告と対照的で、興味深い。本研究の中核となる実験は、化学物質・紫外線曝露によって変動する遺伝子転写産物のスクリーニングである。申請者らは、この実験の基礎となる技術として、Differential display法を採用した。平成8年度の実験成果は、次の通りである。マウスに、トリハロメタンの代表物質であるクロロホルムを腹腔内投与した後3、6時間で屠殺し、各臓器よりRNAを抽出し、RT-PCRを利用してRNAのフィンガープリントを得た(Differential display法)。この誘導された遺伝子転写産物の塩基配列を自動シーケンサーを用いて調べたところ、トロンボスポンジンと齧歯類C型レトロウイルス(プロウイルス)の塩基配列の一部と同一であった。腎臓のトロンボスポンジンはサイトカインで誘導される蛋白であり、クロロホルムによる誘導は、サイトカインを介する二次性のものである可能性がある。またクロロホルムにより何らかの機転が働きプロウイルスが活性化したのは、クロロホルム発癌の機序の解明につながる可能性があり、非常に興味深い。平成9年度は、これらの成果を踏まえて、次のような実験を行う予定である。すなわち、他臓器についても、クロロホルムによって変動する遺伝子転写産物を同定する。また、マウス各臓器に由来する培養細胞をクロロホルムあるいは他のトリハロメタンや紫外線照射を行い、それによって変動する遺伝子転写産物を同定する。これら一連の動物実験、培養細胞実験の結果から、化学物質や紫外線による細胞障害あるいは発癌の機序が次第に明らかになっていくことが期待できる。我々は、生体が化学物質・紫外線に曝露されたときに引き起こされる組織・細胞レベルの変化を、遺伝子転写産物量の変動という観点から検討した。平成8年度の研究で、クロロホルム曝露マウスの腎臓において、ADAMTS-1遺伝子(以下A遺伝子)と内因性レトロウイルス関連遺伝子(以下R遺伝子)の転写産物が増加していることが明らかにした。平成9年度は、これらの遺伝子転写産物を定量するために、GAPDH遺伝子を内部標準として用いるノーザン・ブロット法、RNA protection assay法、定量的RT-PCR法を確立した。次にクロロホルム曝露マウスの各臓器を用いて定量的RT-PCRを行なったところ、A、R遺伝子産物はともに腎臓でのみ増加を示し、肝臓、大脳では量的変動を示さなかった。このことは、クロロホルム曝露に対するA、R遺伝子の活性化は組織特異的であることを示している。

A遺伝子の発現にはサイトカインが関与していることが報告されており、クロロホルム曝露後の生体反応はサイトカインを介する反応を含んでいる可能性が示唆される。またA遺伝子は癌などに付随する悪液質に関与することが知られており、A遺伝子の活性化によってクロロホルム曝露時の全身的反応をある程度説明できるものと思われる。クロロホルムにより肝臓のR遺伝子が活性化しなかったのは、四塩化炭素などにより肝臓のR遺伝子が活性化するという従来の報告と対照的で、興味深い。現在、クロロホルム以外の有機ハロゲン化物に関しても実験を進めている。
社会状況の変化と個人状況の変化が健康と生活習慣に及ぼす影響

本研究では「経済不況といった社会状況の変化によって健康や生活習慣は変化するのか、その影響は個人属性(雇用状況、教育歴、婚姻状況等)によって変わるのか」という点について明らかにするために、2005年に開始され、現在でも調査が継続されている厚生労働省による中高年者縦断調査のパネルデータを用いて、2005年以降の社会状況の変化(2008年の世界的不況、2011年の東日本大震災等)の影響および調査期間中の個人属性(雇用状況、教育歴、婚姻状況等)が健康や生活習慣にどのように影響しているのかを検討する。初年度である2018年度は、厚生労働省より中高年者縦断調査のデータを入手し、解析のためにデータを整備した。当初2018年度中には、1中高年者縦断調査のデータ入手:関連政省令の定めにそって、中高年者縦断調査を実施している厚生労働省にデータ入手の申請を行い、データを入手し、2データ構造の把握と基本特性の算出:解析のためにデータ構造を把握し、基本特性を算出するという予定であったが、代表者の2018年度後半の研究機関異動により、基本特性の算出までには至っていない。使用する中高年者縦断調査のデータ入手についてはすでに完了しており、解析のための整備もほぼ終了しているため、基本特性を算出し、2019年度に予定していた1個人属性による影響分析:社会状況の変化前の個人属性による健康、生活習慣の変化を算出し、個人属性による健康、生活習慣への影響を一般化線形モデルで解析、2時系列データの把握:2005年の第1回調査から各調査回の個人の属性変化および健康、生活習慣の変化を算出し、社会状況の変化そのものによる健康、生活習慣への影響を一般化線形モデルで解析、を引き続き進めていく予定である。当初購入を予定していた、高度な計算を行うパーソナルコンピューターを購入しなかったため。本年度は統計解析のため、高度な計算を行うパーソナルコンピューターを購入する予定である。
高効率水質浄化を指向した多孔性錯体結晶の精密形態制御と濃縮型光触媒反応

エレクトロスプレーによって生じるフェムトリットルオーダーの超微小液滴を反応場とする新規合成法(フェムトリアクター法)を用いたZIFs結晶(Zeolitic Imidazolate Frameworks)の形態制御を試み、吸着機能と光触媒機能が高度に両立されたZIFs結晶の創製を目指す。また水環境中に存在する希薄な有害汚染物質をZIFs結晶の吸着作用によって濃縮し、さらに光触媒作用によって効率的に分解することを目的とした、新しい水処理システムの設計指針を速度論的観点から確立する。
入国管理をめぐる外国籍移住女性への統治実践の研究―日比の在留資格「興行」言説から

本研究は、在留資格「興行」の制度化と繰り返される規制をめぐる日比間の言説に注目し、それらがフィリピン人移住女性のセクシュアリティをいかに規定しながら、女性たちの移動と就労に影響を及ぼしてきたのかを、言説分析とインタビュー調査で明らかにし、受入れ・送出し側双方による女性の移動・就労の統治実践の理論化を目指す。具体的には受入れ側・日本の法務省出入国管理局、招聘業界、NGO、マスメディアと、送出し側・フィリピンの行政機関、マスメディア、NGOの言説に注目し、それらが「興行」による女性の出稼ぎとそれを支える諸制度をいかに問題化してきたのか、日比間の言説編成がどのように関与し合ってきたのかを考察する。
下顎骨形態に関与する成長ホルモン受容体遺伝子多型と顎整形的矯正装置効果との関連

申請者は、過去の研究で、日本人集団及び韓国人集団において、成長ホルモン受容体遺伝子のSNPsであるC422, P561Tと下顎骨高さとの関連を確証した。一方、歯科矯正治療は、歯牙移動の他に顎整形的効果を促すことが可能である。歯科矯正治療において、上顎前突症の患者に対しアクチバトール(顎整形機能的矯正装置)が選択されることが多い。アクチバトールは主に下顎頭に作用し、下顎骨の成長促進を促す装置である。申請者は矯正臨床において、アクチバトールの治療効果に個々の患者による相違を経験している。そこで、申請者は成長ホルモン受容体遺伝子のSNPsとアクチバトールの治療効果に関連がある否かを検討するために、成長ホルモン受容体遺伝子のSNPsの解析を行うこととした。研究計画を以下に示す。1.サンプルの収集(1)サンプルの条件(1)昭和大学歯科病院矯正歯科に通院するアクチバトールを既に使用した10歳以上の患者。(2)研究協力を患者本人とその保護者に依頼し、文書による同意を得たもの。(3)末端肥大症などの全身疾患、口蓋裂などの先天性疾患、意思の疎通が困難な患者は除く。(2)サンプル数80名(男子40名、女子40名)(3)サンプル採取方法Buccal Swabによる頬粘膜細胞の採取(ブラシ4本)。アクチバトール使用前後に側面X線規格写真の撮影。2. DNAの抽出通法に従う頬粘膜細胞からのDNAの抽出3.成長ホルモン受容体遺伝子の観察領域の増幅抽出したDNAの観察領域をPCR法にて増幅し、シークエンサーにてSNPsの検出を行う。4.検出したSNPsと顎整形機能的矯正装置の治療効果との関連の検討5.学会発表・論文投稿本研究により、SNPsと顎整形機能的矯正装置の治療効果との関連の有無の結果が明らかとなり次第、学会発表もしくは論文の投稿を行う予定である。
蛋白質の1分子動態計測法に最適化した半導体X線検出器の開発

X線1分子動態計測法は、蛋白質に金ナノ結晶を観測プローブとして取り付け、放射光白色X線を観測光として照射して、蛋白質の構造変化を金ナノ結晶からの回折点の運動として計測する1分子計測法である。従来の観測器では1ピクセルのサイズが大きく、大きな運動を追跡しきれない場合があるため、ピクセルサイズを小さくできる半導体検出器技術(SOI)を用いたセンサーが1分子動態観測システムに利用可能かどうかを検証した。X線1分子動態計測法に適合する半導体X線検出器(SOI)の開発を行うことを目標にSOI技術を用いた半導体X線検出器の受光部の開発標準品(512x832ピクセル)を連携研究者である新井康夫教授(高エネルギー加速器研究機構)よりご提供いただき、センサー部の感度についての試験データをSPring8で取得した。カメラ長の調整のための治具を作製し、センサーとサンプル位置との距離の調整を行った。また、標準試料を用いた回折点の計測を行い、背景のノイズとのS/Nの測定を行った。初年度はSOIセンサーの放射光施設での評価が課題であった。センサーをビームラインで評価するためのセットアップを行うことに成功し、初期のX線回折データ、ノイズデータの取得に成功した。また、、新たなセンサボードの評価に向けた基礎データを集めることができた。以上のことから研究は順調に進展していると判断している。X線1分子動態計測法は、金ナノ結晶を観測プローブとしてイオンチャネル蛋白質に固定し、放射光白色X線を観測光としてチャネル分子の構造変化を金結晶からの回折点の運動として動画記録する。蛋白質の運動を追跡できる観測範囲はX線のスペクトル範囲と観測器の観測可能領域サイズ、および観測器のピクセルサイズによって規定される。X線のスペクトル範囲については、白色X線集光ミラーを放射光施設に導入することで解決した。残る課題は、広い範囲を計測できる観測器の開発である。現在、既製品として利用可能な検器は受光面積が小さい(解像度が悪いピクセルサイズ:80ミクロン170ミクロン)ため、大きな構造変化を追跡しきれない問題があった。半導体X線検出器(SOI)センサーはピクセルサイズが17ミクロンと小さいため、X線1分子動態計測法に適合する検出器の開発を行うことを目標に、SOI技術を用いた半導体X線検出器の受光部の開発標準品(512x832ピクセル)を連携研究者である新井康夫教授(高エネルギー加速器研究機構)よりご提供いただき、センサー部の特性についての試験データをSPring8で取得した。また、ダブルセンサーチップ仕様のセンサユニットについてもその利用可能性を試験した。標準試料を用いて回折点の計測を行い、センサー感度は回折点を計測可能であることを確認した。また、標準試料を回折計によって回転させ、回折点に寄与するX線のエネルギーを変化させてSOIセンサーが持つエネルギー分光特性の利用可能性についても検討した。その結果、回折点はスポットとして計測され、背景ノイズとの区別には問題なかったものの、エネルギー分光特性については十分な検出・解析性能を示すことはできなかった。昨年度取得した、SOIセンサを用いたX線回折データと背景ノイズデータから、センサ面積を広くする2センサボードを開発して評価する予定である。生物物理学・生理学SOIセンサーの回路基板への固定方法を変更して新たな基板を作製する予定であったが、設計業者との納期・価格の折り合いがつかなかったため、次年度に改めて方針を検討することとした。SOIセンサーまわりの回路基板開発について引き続き可能性を探っていく。また、既存基板を組み合わせて、より手法に特化した検出システムを構築することも併せて検討する。
生命現象における流動ダイナミクス

近年,心臓血管病手術時における左心循環用補助人工心臓ポンプの臨床応用化が注目されている.本研究では,東京大学医学部および東北大学加齢医学研究所と共同で,振動流型人工心臓に中空系を利用した酸素供給機構を付加する一体型人工心肺装置を新たに開発した.この装置における酸素付加特性に関して,流体力学的な側面から詳細な研究と最適設計法の確立が望まれ,本研究では,ポンプ内の血流と酸素の物質拡散特性について,流れ関数-渦度法と移流拡散方程式を用いた数値解析法により考察した.振動流型人工心臓ポンプでは,半径14mmの振動管全体が左右に振動することにより,出入口に取り付けたゴム製の袋が変形し血流を吐出する.血流は,定常流成分に振動成分が加わった平均流速0.0108(m/s)の振動流である.振動管の中央部に設置された中空糸表面から血液へ酸素の付与を行う.解析では,血流が軸対称であると仮定し,血液はNewton流体とした.円柱座標系における無次元化した軸対称・非圧縮性Newton流体のNavier-Stokes方程式を用いた.また,酸素濃度の時間変化を解析するため,非定常移流拡散方程式を用いた.中空糸から血液に供給される酸素量の評価は,中空糸表面における平均の酸素付加を表すSherwood数Shを用いて評価した.Re数を変化させSh数を求めた結果,Re数が増加するにっれ,Sh数が大きくなっており,酸素の伝達率がRe数の増加と共に向上していることが明らかになった.さらに,酸素付加量に関し,昨年度,設計・製作した新型人工心肺と牛血を用いた実験を行い,本数値シミュレーションと良い一致を見た.一方,MEMS技術を利用してマイクロチャネル流路を製作し,バイオ流体研究の標準プラットホームを模索している.ここでは効率的な液輸送システム,細胞カプセル技術等を実験的に考案・検討して,国際会議等で成果発表を行った.振動流型人工心臓は,直円管の振動と,その先端に備えたバルブ機構のみであるから,単三電池程度の大きさに小型化し,体内に埋め込むことができる.各臓器の上流にこの人工心臓を埋め込めば、これらの血流を最適制御することが可能である.これは,各臓器の機能を最大限引き出し、遠い将来,人類の平均寿命を延ばす可能性がある.また,血流の主な働きは,酸素および二酸化炭素の運搬能,免疫機能,そして凝固機能等があげられるが,おそらく,これらは,人間の体温付近で,その性能が最大になるように長い年月をかけて人類が進化してきたはずである.そこには,物質伝達特性の血流温度に対するピーク等,移動現象としての特異現象が存在する可能性がある.本研究では、このように流体力学的視点から、生命現象を俯瞰することが主目的である。現在,振動流型人工心臓の振動管内に人工肺用の中空糸を挿入し,ポンプ機能と酸素付加機能の両方を実現させるべく,新型実験装置を製作中であり,所定の成果達成に向けて努力している.溶血や血栓発生に関する,ナノスケールレベルのバイオ流体力学的研究にも着手している.すなわち、韓国のKorea大学人工臓器研究センターのDr.Chagmo Hwang氏を招聘し、人工心臓における血栓生成を防ぐ新生体適合性材料(ヘパリンコーティング)とその製造工程におけるヘパリン分子の流動ダイナミクス解析プログラムの試作を行った。来年度以降、本シミュレーション結果と実験結果を対比して、実用に供するバイオ・ナノマテリアル科学と流体科学の学際的学問体系を確立していきたいと考えている。我々は,血液流の循環に関し,生体のもつ機能を効果的に解析するための独創技術と,その機器に関する知識と運転ノウハウを有している.すなわち,密接な医工連携の下,血液の振動流成分を自由に制御することができる人工心臓を長年開発してきた実績がある.その振動流型人工心臓は,直円管の振動と,その先端に備えたバルブ機構のみであるから,単三電池程度の大きさに小型化し,体内に埋め込むことができる.各臓器の上流にこの人工心臓を埋め込めば、これらの血流を最適制御することが可能である.これは,各臓器の機能を最大限引き出し、遠い将来,人類の平均寿命を延ばす可能性がある.本研究では血流の物質伝達特性に関する生命機能に,理論流体力学の立場から迫ることを目的としている.2年目である平成17年度の主な成果は,東京大学医学部に協力を依頼して,従来の人工心臓へ中空糸による心肺機能を付加し,酸素濃度を計測しながら牛血流を吐出できる装置系を構築し,専門学会で紹介したことである.計測の困難さと,牛血の個体差によるデータのばらつきに起因して,現在のところ,振動流が物質伝達特性に及ぼす影響を解明しきれていないが,今後,さらに装置を工夫したり,コンピュータシミュレーションを導入するなどして,新型の人工心臓を完成させたいと考えている.なお,報告者は,平成17年10月付けで東北大学から大阪大学へ転任し,幸いにも教授職を得た.実験設備の移転,整備等に時間を割かれているが,研究室スタッフのご助力も得て,研究計画の遂行に今のどころ問題は生じてない.最終年度は研究環境を整備し,流動ダイナミクスの視点から生命機能に関する有益な知識を獲得したいと考えている.近年,心臓血管病手術時における左心循環用補助人工心臓ポンプの臨床応用化が注目されている.

本研究では,東京大学医学部および東北大学加齢医学研究所と共同で,振動流型人工心臓に中空系を利用した酸素供給機構を付加する一体型人工心肺装置を新たに開発した.この装置における酸素付加特性に関して,流体力学的な側面から詳細な研究と最適設計法の確立が望まれ,本研究では,ポンプ内の血流と酸素の物質拡散特性について,流れ関数-渦度法と移流拡散方程式を用いた数値解析法により考察した.振動流型人工心臓ポンプでは,半径14mmの振動管全体が左右に振動することにより,出入口に取り付けたゴム製の袋が変形し血流を吐出する.血流は,定常流成分に振動成分が加わった平均流速0.0108(m/s)の振動流である.振動管の中央部に設置された中空糸表面から血液へ酸素の付与を行う.解析では,血流が軸対称であると仮定し,血液はNewton流体とした.円柱座標系における無次元化した軸対称・非圧縮性Newton流体のNavier-Stokes方程式を用いた.また,酸素濃度の時間変化を解析するため,非定常移流拡散方程式を用いた.中空糸から血液に供給される酸素量の評価は,中空糸表面における平均の酸素付加を表すSherwood数Shを用いて評価した.Re数を変化させSh数を求めた結果,Re数が増加するにっれ,Sh数が大きくなっており,酸素の伝達率がRe数の増加と共に向上していることが明らかになった.さらに,酸素付加量に関し,昨年度,設計・製作した新型人工心肺と牛血を用いた実験を行い,本数値シミュレーションと良い一致を見た.一方,MEMS技術を利用してマイクロチャネル流路を製作し,バイオ流体研究の標準プラットホームを模索している.ここでは効率的な液輸送システム,細胞カプセル技術等を実験的に考案・検討して,国際会議等で成果発表を行った.
品質・食味がばらつく福島県内地域の米と除染水田産米の貯蔵物質蓄積構造の解明

福島県は「米どころ」といわれているが、地域により品質・食味に「ばらつき」がある。本研究では「ばらつき」のある米の品質と食味の要因を土壌環境や栽培方法により明確化し、高度平準化の栽培改善方法を明らかにする。また、除染水田の玄米で、デンプンやタンパク質、脂質等の貯蔵物質の蓄積構造を作物形態学的解析手法で明らかにする。そして、もし異常構造がある場合には原因を明示する。一方、異常構造がない場合には、そのエビデンスを福島県や地域社会、国内・外に広く披瀝し、風評被害を克服し、米どころ福島の復権の一助とする。
生前贈与と死因処分(高齢化社会での遺産承継に関する法技術)

1.本研究の課題は、主にドイツ法と日本法の比較研究という手法を用いて、高齢化社会の下での財産承継の法的な手段を検討することであった。かつ、その際に、遺産承継の前倒しという視点から、生前処分も含めた財産移転と死因(後)処分との対比から問題を検討することであった。そういった観点からは、生前処分と死因処分の可能性(以下の、2.)、(将来の)被相続人の処分の自由を制限する遺留分に関する検討(3.)、および、そういった問題の生じる背景の事情の検討(4.)が中心的なテーマとなる。2.特に、日本法と対比してのドイツ法の予防法学も含めた特徴は、一方で信託制度を有しないにも関わらず、民法典が信託的な財産移転のための手段を用意し、かつ、予防法学が発展している点にある。かつ、生前処分、死因処分を併せた遺産承継の手段の多様な発展であった。以上の傾向に即して問題を考えるなら、信託制度の活用と発展が日本法でも要請されることになる。3.このようなドイツ法の下では、遺留分の回避とその存在論が多く論じられることになる。ただし、現時点の評価は、法定相続(とそれに基礎を置く遺留分)は、社会の最少単位である家族の結合を保障しており、重要な役割を果たしており、これを単純に改廃するわけにはいかないというものであった。4.ただし、先に見た相続慣行の方向性の背景は、(a)配偶者相続権の強化、(b)企業承継の特定相続化、(c)対価的相続であり、(a)(c)は、職業引退後の生活が長期化する高齢社会を背景としている。(b)の要請が正面に出てくるのも、相続年齢の高齢化、遺族の扶養という相続制度の目的の後退の副産物であろう。1.本年度は、予防法学も含めたドイツでの生前処分・死因処分の限界を画している遺留分に関する議論を中心として研究した。ただし、その前提として、現在盛行している生前処分・死因処分についても整理・検討しておいた。具体的には、1970年代始めから、非嫡出子の相続権の承認とともに、配偶者相続権の強化が説かれ、法定相続のあり方が議論された。ところが、その後に、高齢社会の進展と、生前処分・死因処分の増加によって、議論の中心は遺留分に移ってきた。まず、1990年の東ドイツの統合を契機とした、配偶者相続が手厚く、子の遺留分を要扶養性に依存させる東ドイツ法を参照しての議論である。さらに、最近では、遺留分の基本法適合性をめぐって論議されており、その圧巻が2002年のドイツ法曹大会での議論である。以上に関しては、後掲の論文(最近三〇年間の遺留分をめぐるドイツの法改正論議(1)(2)(3))を公刊した((4)(5完結)も脱稿済み)。2.その他には、ドイツの相続法の代表的な教科書(ライナー・フランク「相続法」(第2版)2003年・ベック社)の翻訳を進めている。その目的は、ドイツ相続法の全体系の中での近年の遺産承継の措置の位置づけが重要だと考えるからである。3.以上を基礎として、来年度は予防法学上の措置の検討を進めたい。現在までに相当程度の研究の進展があるのは、先取りした相続という生前の遺産の処分である。1.本年度は、ドイツにおける遺留分に関する研究に続いて、ドイツの死因処分と生前処分、および、持続代理・死因代理に関する取引慣行を検討した。まず、遺留分については、「最近30年間の遺留分をめぐるドイツの法改正論議(4)(5・完)」を公刊した。つぎに、死因処分については、障害者遺言、人的会社の後継者条項を中心に遺言自由の限界を検討した。

生前処分については、配偶者間の出捐の他に、持続代理・死因代理に関する取引慣行の具体的な問題と、その必要性を明らかにした。さらに、相続の先取りについて、簡単な検討を行った(以上の業績の一部は、1月に脱稿。他の共同執筆者とともに、日本評論社より出版の予定。ただし、題名は未定)。2.それ以外の仕事としては、ライナー・フランク「相続法(第3版)」(ベック社・2005年)の翻訳を完結した。昨年3月に第3版が出版されたため、第2版の翻訳から対象を切り替えた。ただし、単独で出版するか、他で仕事を進めていた者と共同にするかを検討中。今ひとつ、生前処分の一環である貯蓄型生命保険の検討の一環として、ヴァイヤース・ヴァント「保険契約法」(ルフターハント・2002年)を翻訳した。3.さらに、ハンス・F・ツァハー著・新井誠編訳「ドイツ社会法の構造と展開」の序文(11頁)、および、44頁-166頁を翻訳した。以上は相続と社会法の関係の検討のための作業の一環である。4.以上の他に、税法の側面から問題を検討するために贈与相続税法と所得税法と相続慣行の関係について検討中である。具体的には、1.で記した生前処分、特に相続の前倒しと死因処分との比較の際に、この問題は特に重要な意味を持つ。1.本年は、研究成果のまとめの年に当たり、ドイツに関しては従前の研究を総括する内容の検討を行った。具体的には、ドイツの相続制度のみならず、高齢化社会を背景として発展している相続慣行、特に、予防法学的な措置の検討である。すなわち、ベルリン式遺言とそれに付される遺留分条項、ないしは、ヤストロフ条項、再婚条項など、あるいは、先取りした相続による遺産の承継、現実の相続契約の利用方法とそれに付される付款などである。これによって、現在のドイツでの相続慣行の動向をより鮮明に明らかにすることができたと考えている。そこでの、方向性を要約すれば、配偶者相続権の強化、企業承継を目的とする特定相続の実現のための予防法学、対価的な相続慣行とそのための信託的な財産譲渡である(相続契約、先取りした相続)。さらに、高齢社会での生存保障の手段の一環としての、保険契約に関しても一定の検討を行った。2.以上のドイツ法の動向と同時に、わが国の課題も併せ考察した。その際に本来は、わが国での信託法の改正の動向を十分に考慮した検討を行うべきであろうが、現段階では仮定的な問題の考察にならざるを得ないために、この部分に力点を置くことはできなかった。そこで、反対に、ドイツ法とは違って、民法典が遺産に関する契約、信託的な財産移転を禁じているわが国の法制度の特質を、本研究の視点から明らかにするために、わが国の相続財産の性質を最もよく表現する遺産の移転、特に、債権の相続を中心に考察を加えた。3.以上のように、本年の研究は、ドイツ法に関しては、最終年度のまとめにふさわしい検討が行えたが、日本法に関しては、検討の端緒をつけたに止まった。
褥瘡予防ケア向上のための皮膚血流評価ツールの開発

冷却刺激時の温度応答を用いて皮膚血流量を推定する本手法の血流評価ツールとしての妥当性を検証した。本研究では、健康高齢者に比べ患者の方が推定血流値は低く、圧迫を受けやすい部位がより低い値を示すことが明らかとなった。本手法による推定血流値と皮膚の虚血状態との関係については、今後さらに検討する必要があることが明らかとなった。褥瘡発生は圧迫力(圧縮力)、剪断力、低栄養状態などが原因とされており、機械的外力によって骨突出部上の軟部組織血流が遮断された虚血性壊死と考えられている。褥瘡は悪化に伴い、治療における時間、労力、費用いずれも増加する傾向にあるため、予防、早期発見、早期処置が極めて重要となる。しかしながら、個人の圧迫力に対する皮膚耐久性の違いにより、褥瘡は発生したりしなかったりするため、経験の少ない看護師でも客観的に褥瘡発生を判断できる手法が強く要望されている。現在、非侵襲的に皮膚血流の状態を評価できるものにレーザー血流計があるが、機器の大きさや取り扱いの慎重さから、臨床のベッドサイドで使用することは難しい。これらのことから、看護師がベッドサイドで使用できる皮膚血流評価ツールを開発したいと考えた。本研究においては、冷却刺激時の温度応答により皮膚血流量を推定する手法の血流評価ツールとしての妥当性を検証した。本手法は、本研究に先立って開発した円柱座標系における新たな局所皮膚領域生体熱移動解析数理モデルを使用した血液循環評価システムを用いるものである。本研究では、健康高齢者および入院中の長期臥床患者を対象に、褥瘡好発部位における推定血流値を求めた。その結果、健康高齢者に比べ、患者の方が推定血流値は低く、圧迫を受けやすい部位がより低い値を示すことが明らかとなった。褥瘡の初期症状であるI度褥瘡の判断は目視による発赤観察等によるものであり、直接的に皮膚の血流を評価するものではない。そこで、血流が熱移動の調節に主導的な役割を果たしていることに着目し、皮膚に冷却刺激を加えた際の皮膚表面温度応答から推定される皮膚組織血流量により、皮膚血流を評価できるツールを考案した。本研究では、これまでの研究によって明らかにできていない、血流が破綻した状態と一致する推定血流量値を確立することを目的とする。本年度は、健康者を対象とし、褥瘡好発部位で、冷却刺激時の皮膚表面温度を測定し、推定血流量値を求めた。その結果、仙骨部および踵における推定血流量値の分布が明らかとなった。また、部位による違いがあることが確認されたが、測定時の状況による影響が否定されなかったことから、今後検討していく必要性があきらかとなった。さらに、測定に使用した温度センサーおよび冷却刺激装置に関して、その精度および再現性についての課題が認められた。本手法で用いている熱刺激方法では、その再現性が測定時の状況により影響されることが確認されたため、手法における熱刺激方法及びセンサー構造に関し検討が必要であると考えられた。本年度の研究実施により、目的としていたデータ収集は行えている。また、本手法の課題が明確となったことで、より精度の高い測定が可能になったと考える。本年度の結果から明らかとなった課題を検討し、手法の改善をはかるとともに、本研究が目的とする血流が破綻した状態と一致する推定血流量値を明らかとするための臨床データを収集していく。本手法の改良を検討し、その測定精度を確認する。その後、一般病院に入院中で虚血と判断される皮膚所見を持つ患者を対象とし、虚血と判断された皮膚と周囲の健常皮膚において、それぞれ冷却刺激を用いた皮膚表面温度による推定血流量を比較し、血流破綻と判断された状態に一致する推定血流量値を明らかにする。測定結果により、本年度の推定血流量値との比較および、虚血と判断された皮膚と周辺健常皮膚の推定血流量値を比較する。
温熱環境適応が知的生産性に与える影響

本研究の概要は、室内温熱環境を対象とし、温熱環境適応(温熱環境に適応する際の行動や心理反応)が知的生産性に与える影響を明らかにすることである。近年、環境負荷の軽減を行うとともに、オフィスや家庭における居住者の快適性、知的生産性をいかに保つかが重要な課題となっている。本研究では、1)日常生活における温熱環境適応範囲の把握、2)温熱環境適応が知的生産性に与える影響に関する被験者実験、3)温熱環境適応の観点からの既往研究データの再解析、4)温熱環境と持続可能なライフスタイルに関する教材開発を行う。
高齢者の視環境問題に関する研究 -加齢に伴う色彩誤認の評価と日常生活行動下での視環境問題の検討-

加齢に伴う身体機能低下により、高齢者は日常生活において様々な困難に直面することも多く、事故の発生率も極めて高い。加齢による視力低下や黄変化といった視覚機能の問題も、非常に重要な問題の1つである。このうち、黄変化による色彩誤認の問題は未だ研究が進んでいないのが現状であり、特に、色順応を考慮した心理物理量としての黄変化を扱った研究はほとんどない。つまり問題は、(1)建築・都市空間において、高齢者が日常直面する視覚機能低下に伴う問題が系統的に調査されていないことと、(2)加齢に伴う黄変化による色彩識別能力の低下の特性を、実際の高齢者の評価を通して、モデル化されていないことである。これら2つのを解明することが本研究の目的である。建築・都市空間において、高齢者が日常直面する視覚機能低下に伴う問題について、日常生活下における高齢者の視機能低下に伴う問題点について、高齢者を対象にインタビュー調査を行い、その問題を系統的に分類・整理した。また、加齢に伴う黄変化による色彩識別能力の低下特性のモデル化については、100色相配列検査器(日本色彩研究所製ND-100Hue test)を用いた被験者実験と、色票を用いた2色間の心理物理的距離を測定する被験者実験を行い、100色相テストの分析指標として、新たに混同量Cとn値という指標を考案し、その有効性を示した。また、全般的な傾向として、若者は色相と彩度を頼りに色を識別しているのに対し、高齢者は明度と彩度を頼りに識別していることなどを示した。50代以降、B(青)周辺の色相とR(赤)周辺の色相で加齢とともに識別能力が低下すること、G(緑)周辺の色相やP(紫)周辺の色相はそれほど識別能力は低下せず、70代であっても20代とそれほど大きくは変わらないこと、個人差が大きく、中には20代とそれほど違わない高齢者が存在することなどを示した。加齢に伴い目の水晶体が黄変化し、視細胞の密度が低下する。この現象は医学的に調査され、眼の波長透過率特性などのデータは既に得られている。しかし、実際には、生理的なメカニズムとして色順応現象が生じていると考えられ、単に加齢による波長透過率特性の変化を物理的に評価するのでは、黄変化を過度に評価することになり、適切ではない。心理物理量としての黄変化評価のためには、実際の被験者を用いた評価を行う必要がある。そこで、本年度は、まず日常生活下における高齢者の視機能低下に伴う問題点について少人数の高齢者を対象に予備調査を行い、そのデータを参考に心理物理的な黄変化特性をモデル化することを目的として、100色相配列検査器(日本色彩研究所製ND-100Hue test)を用いた被験者実験と、色票を用いた2色間の心理物理的距離を測定する被験者実験を行った。その結果、得られた成果をまとめると以下の通りである。・100色相テストの分析指標として、新たに混同量Cとn値という指標を考案し、その有効性を示した。・50代以降、B(青)周辺の色相とR(赤)周辺の色相で加齢とともに識別能力が低下する。・G(緑)周辺の色相やP(紫)周辺の色相はそれほど識別能力は低下せず、70代であっても20代とそれほど大きくは変わらない。・個人差が大きく、中には20代とそれほど違わない高齢者が存在する。・全般的な傾向として、若者は色相と彩度を頼りに色を識別しているのに対し、高齢者は明度と志度を頼りに識別していることが推測された。

50代以降、B(青)周辺の色相とR(赤)周辺の色相で加齢とともに識別能力が低下すること、G(緑)周辺の色相やP(紫)周辺の色相はそれほど識別能力は低下せず、70代であっても20代とそれほど大きくは変わらないこと、個人差が大きく、中には20代とそれほど違わない高齢者が存在することなどを示した。
水量・水質の再現性を両立させるための流出負荷量モデルの多目的最適化に関する研究

本研究は,河川水質モデルにおいて水量・水質の再現性を両立させるパラメータ同定法の確立を目指している.まずタンクモデルの最適化を対象として,多目的最適化手法の一つである妥協計画法の適応性について検討した.次いで,長短期流出両用モデルに流出成分別のLQ式ないしCQ式を組み合わせたモデルを用いて,奈良県五條市の山林小流域を対象としてナトリウムイオンの流出負荷量及び水質濃度の推定を行った.流出モデル定数及びLQ式ないしCQ式の決定には,妥協計画法を適用した.その結果,妥協計画法によれば,河川流量と流出負荷量の再現性,あるいは,河川流量と水質濃度の再現性を両立させたモデル定数が求められることが分かった.奈良県・五條山林小流域において,雨量観測及び三角堰による流量観測を継続するとともに,フローインジェクションポテンショメトリー(FIP)オンサイト水質観測システムによる高頻度・長期水質観測データの収集を実施して,今後の解析に用いるデータを蓄積した.同観測システムによって,ナトリウムイオン,カリウムイオン,塩化物イオンが15分間隔で連続的に観測された.さらに,長短期流出両用モデルに流出成分別のべき乗型LQ式を組み合わせた流出負荷量モデルを用いて,五條山林小流域におけるナトリウムイオンの流出負荷量を推定した.決定すべきパラメータは,流出モデルが14個,LQ式については4つの流出成分に対して2個ずつの8個である.これら22個のパラメータは,SCE-UA法を用いて,河川流量及び流出負荷量の再現誤差(RMSE)が小さくなるように決定した.パラメータの同定手順には,次の3通りを検討した.1河川流量の再現誤差を最小化して流出モデルのパラメータ14個を決定した後,流出負荷量の再現誤差を最小化してLQ式のパラメータ8個を同定する.2流出負荷量の再現誤差を最小化して,全パラメータ22個を同定する.3河川流量と流出負荷量の再現誤差を両立させる解を妥協計画法で同定する.各手順で得られたモデルによる河川流量,流出負荷量の再現性を比較したところ,次のような結果を得た.RMSEの値でみると,1は河川流量の再現性が良いが,流出負荷量の再現性が悪く,2は逆に河川流量の再現性が悪いが,流出負荷量の再現性は良い.妥協計画法による3は,河川流量の再現性は1よりやや劣る程度,流出負荷量の再現性は2よりやや劣る程度となっており,3によれば両者の再現性のバランスが取れたモデルが得られることが分かった.すなわち,妥協計画法によれば,河川流量と流出負荷量の再現性を両立させたモデルが得られることが示された.奈良県五條市の山林小試験流域において,雨量観測及び流量観測を継続するとともに,FIPオンサイト水質観測システムによる高頻度かつ連続的な水質観測を実施した.また,長短期流出両用モデル(LST-II)をベースとした河川水質モデルを開発した.前年度は,両用モデルに流出成分別のLQ式を組み合わせた流出負荷量モデルを検討したが,今年度は,両用モデルに流出成分別のCQ式を組み合わせた水質濃度モデルも併せて検討した.決定すべきパラメータは,流出モデルが14個,LQ式(ないしCQ式)が4つの流出成分に対してそれぞれ2個で8個,合計で22個である.これらのパラメータの決定には,以下の13に示す方法を検討した.なお,誤差評価関数にはRMSEを採用し,その最小化にはSCE-UA法を用いた.1河川流量の再現誤差を最小化して流出モデルのパラメータ14個を決定した後,流出負荷量の再現誤差を最小化してLQ式のパラメータ8個を決定する.2流出負荷量の再現誤差を最小化して全パラメータ22個を決定する.3前述の1と2の結果を利用して,妥協計画法によって河川流量と流出負荷量の再現性を両立させた解を求める.なお,水質濃度モデルの場合は,上記説明における流出負荷量を水質濃度に,LQ式をCQ式に読み替える.検討対象とする水質項目は,ナトリウムイオン,カリウムイオン,塩化物イオンで,それぞれについて13のモデルを決定した.13で得た各モデルによる河川流量及び河川水質(流出負荷量ないし水質濃度)の再現性を検討したところ,河川流量の再現性は1が最良,2が最悪,河川水質の再現性は1が最悪,2が最良となった.それらに対して,3の妥協計画法によるモデルでは,河川流量の再現性は1より若干劣る程度,河川水質の再現性は2より若干劣る程度となり,3によれば河川流量と河川水質の再現性を両立させたモデルが得られることが示された.本研究は,河川水質モデルにおいて水量・水質の再現性を両立させるパラメータ同定法の確立を目指している.まずタンクモデルの最適化を対象として,多目的最適化手法の一つである妥協計画法の適応性について検討した.次いで,長短期流出両用モデルに流出成分別のLQ式ないしCQ式を組み合わせたモデルを用いて,奈良県五條市の山林小流域を対象としてナトリウムイオンの流出負荷量及び水質濃度の推定を行った.流出モデル定数及びLQ式ないしCQ式の決定には,妥協計画法を適用した.その結果,妥協計画法によれば,河川流量と流出負荷量の再現性,あるいは,河川流量と水質濃度の再現性を両立させたモデル定数が求められることが分かった.流出負荷量モデルの多目的最適化に先立って,代表的な長期流出モデルであるタンクモデルを対象として,妥協計画法による多目的最適化を検討した.これまでの研究では,直列4段タンクモデルの最適化に際し,妥協計画法によって高水・低水の再現性を両立させたモデル定数を効率よく探索することに成功している.

これは,高水重視,低水重視の誤差評価関数をそれぞれ最小化して求められる理想解を目的関数空間上に設定した後,理想解との距離が最小になるような解を探索して,これを妥協解とする手法であるが,その適用事例は,永源寺ダム流域の1流域にとどまっていた.そこで,大迫ダム流域と青蓮寺ダム流域においても同様の解析を実施し,妥協計画法の適応性と得られた解の一貫性について検討した.その結果,高水重視,低水重視の誤差評価関数をそれぞれ単独で最小化したとき,大迫ダム流域と青蓮寺ダム流域においては,探索試行毎の結果にばらつきが生じたが,双方を両立させた妥協解においては,目的関数,パラメータともに試行毎のばらつきが生じにくいことが示された.この結果からは,妥協計画法を適用すれば,高水・低水の再現性を両立させるだけでなく,一貫した解が得やすくなることが示唆された.一方,本研究の主たる対象流域である奈良県・五條吉野山林小流域において,雨量観測及び三角堰による流量観測を継続するとともに,フローインジェクションポテンショメトリー(FIP)オンサイト水質観測システムによる高頻度・長期水質観測データの収集を実施して,今後の解析に用いるデータを蓄積した.同観測システムによって,ナトリウムイオン,カリウムイオン,塩化物イオンが15分間隔で連続的に観測されたが,これらのデータに基づいて,年間総負荷量の区間推定を実施するための統計モデルと,そのモデルを適用する際に必要な水質観測頻度が検討された.平成24年度の研究実施計画では,奈良県・五條吉野山林小流域における雨量・流量観測とオンサイト水質観測システムによる渓流水質データの収集,流出負荷量を推定するための水質タンクモデルを作成し,妥協計画法などの多目的最適化によって水量と水質の再現性を両立させるためのパラメータを決定することが予定されていた.研究実績の概要で述べた通り,平成24年度は,長短期流出両用モデルに流出成分別LQ式を組み合わせた流出負荷量モデルを用いて,五條山林小流域におけるナトリウムイオンの流出負荷量を推定した.その際,合計22個のパラメータを同定する手法として,河川流量と流出負荷量の再現誤差を最小化する3通りの手順が検討され,多目的最適化手法の一つである妥協計画法によれば,河川流量と流出負荷量の再現性を両立させたモデルが得られることが示された.なお,流出負荷量モデルについては,水質成分の流出・蓄積過程を組み込んだ中曽根・中村(1991)の水質タンクモデルも検討することになっていたが,これについては検討に至っていない.しかしながら,本研究の主目的は,流出負荷量モデルの構造に関する検討よりも,水量と水質の再現性を両立させるためのパラメータの多目的最適化にあり,その点から見れば,平成24年度は大きな進捗があったことから,「おおむね順調に進展している」と評価した.なお,平成23年度の研究では,直列4段タンクモデルを対象として,妥協計画法による高水と低水の再現性を両立させた多目的最適化を実施し,妥協計画法の適応性を明らかにすることに力点が置かれていたため,平成24年度の研究発表は,平成23年度の研究成果が主体であって,流出負荷量の推定に関するものが含まれていない.河川流量と流出負荷量の再現性を両立させたモデルに関する研究成果については,平成25年9月の農業農村工学会大会講演会などで発表する予定である.