東横堀川・道頓堀川では貧酸素化が問題となっている．上下流端には水門が設置されており，上流水門では高DOの上流河川水を取り込むように導水操作が行われているが，DOの改善効果について十分な検討はなされていない．また，下流水門からは低DOの海水が底層に侵入しているが，実態は明らかにされていない．本研究では，東横堀川・道頓堀川において現地調査を行い，導排水操作による水質変動を把握するとともに，水門内のDO改善効果について評価を行った．その結果，適切なタイミングで導水を行えば75%以上の確率で高DO水塊を導水できること，塩水は閘門操作時に底層侵入していることがわかった．しかしながら，高DO水塊を常時導水した場合でも，流下過程における酸素消費の影響が大きいため，貧酸素水塊の発生を抑制することは難しいと考えられた．

大阪市内を流れる東横堀川－道頓堀川では水質悪化の原因の一つとして降雨時の下水越流水の存在があり, これを一時的に貯留する平成の太閤下水と称される雨水貯留管が2015年4月に供用開始したものの, 両河川中の大腸菌群数は有意に減少しなかった。雨水貯留管が機能しているのであれば下流側の大腸菌群数は上流側の大腸菌群数が流下日数と水温に依存して減衰した値で説明できると考えられたので, 室内実験で大腸菌群数の減衰速度を求め, 下流側における大腸菌群数の期待値と予測値の差をモンテカルロ法で比較した。求めた減衰速度は太陽光等の影響が考慮されていない値のために予測値は過小評価となったが, 供用後は天候に関わらず期待値と予測値の差がほぼ一致したので雨水貯留管が機能していることが示された。両河川で大腸菌群数が減少しないのは雨水貯留管による削減効果を上回る量の大腸菌群が上流部より流入するようになったためと考えられた。

Combined Sewer Overflow(CSO) cause severe effect to river environment. In Japan, 200 Urban areas adopt the Combined Sewer and CSO is the nationwide problem.

In this study, We investigated the relationship between intensity of rainfall and number of occurrence of CSO in the Zenpukuji River. And, we developed the outflow simulation model of CSO by using Inforworks ICM. Then, we carried out the simulation on the assumption that infiltration facilities are set in the basins.

As a result, we reveal that over 1.1mm/5min or 2.0mm/10min, 4.3mm/30min, 6.4mm/hr rainfall caused the CSO at the upper reach of the Zenpukuji River. The simulation results indicated that the infiltration facilities can reduce the CSO peak flow when the peak discharge was under 12m3/s at the observation point.

　深層学習と非線形時系列解析を応用して，沿岸域の水質変動を推定する自己回帰駆動深層ニューラルネットワークモデル（自己回帰駆動DNN）を新たに開発した．本モデルは，潮汐や気象などの外部因子と水質現象の関係を表現する外因深層学習モデル（外因DNN）に，非線形な水質変動システムの自己回帰特性を推定する局所的予測モデルを並列に接続した構造を有している．感潮河川の電気伝導度および閉鎖性内湾奥部の底層溶存酸素濃度といった変動特性の異なる2つの水質項目を対象に，外因DNNと自己回帰駆動DNNによる推定を行った．その結果，両モデルはいずれの水質項目に対しても高い推定精度を示したが，外部因子の影響に加えて生物化学過程を含むシステム内部の状態変数が強く影響する水質現象に対して，自己回帰駆動DNNは特に高い有用性を発揮した．

　淀川流域を対象に，人工水循環系における水・物質輸送量の算定方法を構築し，人口減少による将来変化を推計するとともに，流域の水・物質動態と海域への流出負荷に及ぼす影響について解析を行った．その結果，2050年には下水処理場からの放流負荷量は，窒素とリンではそれぞれ25.1%，20.6%と大きく減少する一方，ケイ素では8.9%の減少にとどまり，人工水循環系における動態特性の違いを反映して大きな差異が生じると見積もられた．海域へ流出する窒素，リン，ケイ素の負荷量はそれぞれ14.7%，7.8%，1.5%減少し，今後は負荷削減施策を積極的に推進せずとも，窒素とリンの流出負荷量は大幅に減少する．相対的に窒素が減少，ケイ素が増加することで，大阪湾奥部では一次生産量が低下するが，優占種が珪藻類から変化する可能性は低いと推察された．