京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第19689号 / 工博第4144号 / 新制||工||1639(附属図書館) / 32725 / 京都大学大学院工学研究科社会基盤工学専攻 / (主査)教授 寶 馨, 教授 立川 康人, 准教授 佐山 敬洋 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第20681号 / 工博第4378号 / 新制||工||1680(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科都市社会工学専攻 / (主査)教授 角 哲也, 准教授 竹門 康弘, 准教授 Sameh Kantoush / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第20920号 / 理博第4372号 / 新制||理||1627(附属図書館) / 京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻 / (主査)教授 松浦 純生, 教授 林 愛明, 准教授 松四 雄騎 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DGAM

No description available.

No description available.

No description available.

Evaluation of an On-Farm Water Storage (OFWS) system as a Best Management Practice (BMP) for nutrient and sediment loading control and irrigation in East Mississippi has shown that the system can effectively reduce sediment and nutrient loading as it was able to capture 46 tons of sediment and 558 kg of phosphorus over the monitoring period. The system was also able to decrease nitrogen loading as shown from the nitrogen concentration in the captured storm runoff events although an accurate estimate could not be made using AnnAGNPS because adequate model input data was not available. The system was able to provide about 63 million gallons of water for irrigation as a result of which increased corn and soybean yield was also obtained in irrigated fields when compared to non-irrigated fields. Water from the storage pond used for irrigation did not have adequate nutrient recycling to reduce commercial fertilizer application.

The natural movement of water is known as the hydrological cycle. Many different factors affect the hydrological cycle and the availability of freshwater. The availability of freshwater is essential for many human activities. Three of the UN SDG’s (Sustainable Development Goals), number 2, 6 and 7, directly or indirectly relate to freshwater supplies. SDG number 2, zero hunger; a part of fulfilling this goal is to have enough available freshwater to irrigate crops. SDG number 6 is about access to clean water and sanitation. It is possible to desalinate saline water, treat unclean water or transport water long distances, but these are often costly and energy demanding processes. Therefore, it is important to manage the freshwater supplies that are available wisely. Access to clean and affordable energy is SDG number 7. One source of clean and affordable energy is hydropower, in order to produce electricity in a hydropower plant, plenty of water and a change in potential energy is needed . To be able to fulfil all these goals, it is important to include all of the perspectives when making policies regarding agriculture, building hydropower plants or making big infrastructure changes. The complex relationships between the different areas of interest can make it complicated to analyse the effects of a change made in any area. The concept of connecting different perspectives is called Nexus. This aim of this thesis was to evaluate different computer-based hydrological modelling tools, and how they can be used for Nexus assessments. This was done by performing a market research, choosing two tools for further assessment, creating evaluation criteria and perform a case study on a watershed in Uganda. The case study results and the evaluation criteria were then compared to an existing model in WEAP. The two selected hydrological modelling tools were MIKE SHE and SWAT. These two modelling tools were evaluated based on specified evaluation criteria. In the case study they modelled the same area in Kamwenge, Uganda. The output of the models was compared and calibrated against observed flow in the river at the outlet of the watershed. The results of the case study were incomplete since the MIKE SHE model was not calibrated successfully. The different models have different strengths. The format of output data and flexibility of the program is superior in MIKE SHE, while SWAT is more intuitive and demands less computer power. Over all SWAT is easier to use and model in for a novice user, while MIKE SHE requires more expertise in order to run a successful model. SWAT is able to model more of the Nexus perspectives and are therefore the preferred model. / Många faktorer påverkar tillgängligheten av sötvatten som är väsentligt för många mänskliga aktiviteter. Tre av FN:s globala hållbarhets mål, nummer 2, 6 och 7 relaterar direkt eller indirekt till tillgång till sötvatten. Mål nummer 2, ingen hunger; en del av att uppfylla detta mål är att det måste finnas vatten för att bevattna grödor. Mål nummer 6, tillgång till rent vatten och sanitet; det är möjligt att rena vatten eller att transportera det längre distanser, men det är ofta energikrävande och kostsamt. Därför är det viktigt att förvalta tillgängliga sötvatten resurser klokt. Hållbar energi för alla är mål nummer 7. En källa till hållbar och ren energi är vattenkraft, för att producera vattenkraft behövs en skillnad i potentiell energi och mycket vatten. För att kunna uppfylla alla dessa mål är det viktigt att inkludera alla perspektiv när man bestämmer policys för jordbruk, bygger vattenkraftverk eller gör andra stora ändringar i infrastrukturen. De komplicerade förhållandena mellan dessa olika intresseområden för vatten kan göra det svårt att förutse hur en förändring i en av dem påverkar de andra. Konceptet att koppla ihop olika perspektiv kallas Nexus. Målet med denna uppsats var att utvärdera olika hydrologiska modelleringsverktyg och hur de kan användas för Nexus bedömning. Det gjordes genom att en marknadsundersökning genomfördes och två modelleringsverktyg valdes ut. De två utvalda modelleringsverktygen var MIKE SHE och SWAT. Dessa två verktyg utvärderades baserat på specificerade kriterier. I fallstudien modellerade båda modelleringsverktygen samma område i Kamwenge, Uganda. De båda modellerna kalibrerades mot observerade utflöden från avrinningsområdet. Resultaten jämfördes med en existerande modell i WEAP. Resultaten från fallstudien är ofullständiga då kalibreringen för MIKE SHE modellen inte lyckades.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第22760号 / 工博第4759号 / 新制||工||1744(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科都市環境工学専攻 / (主査)教授 清水 芳久, 教授 田中 宏明, 教授 米田 稔 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

Water is ubiquitous on our planet and constitutes a vital part of ecosystems. It supports the life of all beings on the earth while simultaneously evokes water-related issues such as water shortage, water contamination. As UN advocates, a globally shared blueprint for available clean water is depicted in Sustainable Development Goals (SDGs). However, there still exists a gap between current water management situations and our sustainable goals Modelling based on Hydro-Meteorological Data provides a way to understand regional hydrological processes and monitor environmental chemistry changes, especially for anthropogenic pollution. Furthermore, hydrological models make it possible to predict changes in water quantity and quality, under the context of climate change. The study area of this project is located in the Kringlan catchment, Norrström basins, occupying an area of 54.5 km2. The local discharges merge into Rastälven river and flow to the east, eventually discharging into the Baltic Sea. This project builds up a water balance model based on the meteorological data in the time frame from 2011 to 2012. The water balance model is calibrated to accurately simulate realistic hydrological components interactions, during each process, various parameters have been tested and adjusted to improve model robustness. Meanwhile, the project tries to strike a balance between the complexity of the model and amount of time it takes to run the model. The calibrated model is also validated to ensure model performance using statistical analysis. Additionally, a particle tracking model for the saturated zone is developed on the basis of the water balance model. Chloride is chosen as the trace element due to its feature of unreactive in ecological systems. The model results could also provide a value to groundwater age estimation. Suggested by previous researches targeting the area, leakage from vegetation and forest soil in this catchment have contributed to imbalances in local Cl- budgets. An internal source of chloride from soil leaching is specified in the model at the same time with an external source from stream discharge. The coupled modelling through the application of MIKE SHE software and calibration process help us to understand dynamic processes of hydrological modelling and chloride particle transport in the Kringlan catchment. A future improvement to consider is extending the current model boundary to a larger area and introducing more reference data. It is also possible to establish a fully integrated solute transport model to investigate Chloride transport in the catchment. / Vatten ersätter en viktig del av ekosystemet men det framkallar vattenrelaterade problem som vattenbrist och vattenförorening samtidigt. Emellertid finns det fortfarande ett gap mellan nuvarande vattenhanteringssituationer och våra hållbara mål. Modellering baserad på meteorologiska data erbjuder en möjlighet att förstå regionala hydrologiska processer och övervaka förändringar av miljömässiga kemikalier, särskilt för antropogena föroreningar. Dessutom finns det en hög potential för att förutse förändringar i vattenmängd och kvalitet med hydrologiska modeller, i samband med klimatförändringar. Studieområdet ligger i Kringlans upptagningsområde som ett av Norrström basins, med en yta på 54,5 km2. De lokala utsläppen sammanfogas i Rastälven och strömmar österut, så småningom mynnar i Östersjön. Detta projekt bygger upp en vattenbalansmodell baserad på meteorologiska data inom tidsramen från 2011 till 2012. Vattenbalansmodellen är kalibrerad för att exakt simulera realistiska hydrologiska komponentinteraktioner. För att förbättra modellens robusthet har olika parametrar testats och anpassats under varje process. Samtidigt försöker projektet att hitta en balans mellan modellens komplexitet och hur lång tid det tar att driva modellen. En partikelspårningsmodell för den mättade zonen har utvecklats med utgångspunkt i vattenbalansmodellen. Klorid används som spårämne eftersom det är inert i ekologiska system. Modellsresultaten kan också ge ett värde för grundvattenberäkningen. Tidigare undersökningar inriktade på området föreslår att läckage från vegetation och skogsmark i detta avrinningsområde har bidragit till obalanser i lokala Cl- budgetar. Med hjälp av MIKE SHE modellen har vi undersökt dynamisk process för hydrologisk modellering och kloridpartikelspårning i Kringlan avrinningsområde. Vad som kan gör i framtiden är att förlänga den nuvarande modellgränsen till ett större område med mer referensdata. Det är också möjligt att upprätta en fullständigt integrerad lösningsmodell för att undersöka kloridtransporter i ett avrinningsområde.