| 【発明の名称】 |
家畜ふん尿流出リスクシミュレーションシステム |
| 【発明者】 |
【氏名】山田 巧
【氏名】南雲 俊之
【氏名】加藤 忠
【氏名】波多野 隆介
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| 【要約】 |
【課題】畜産業における家畜ふん尿の発生量と処理施設容量を比較し、処理しきれない分のふん尿の流出事故に備え、その危険度を予測するシステムを提供する。
【解決手段】家畜の飼養頭数と飼育方法からふん尿発生量を自動計算し、農家が保有する処理施設容量と比較することで超過分を算出する。その中に含有する有機成分（窒素、リン、カリ等）を自動計算し、処理しきれない分が流出した環境影響の危険度をシミュレーションする方法を提供する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】
畜産業において発生する家畜ふん尿の処理施設容量超過分の流出リスクポテンシャルをシミュレーションするシステムにおいて、
家畜の種別ごとの飼養頭数と家畜の種別ごとの放牧日数から処理すべきふん尿の容積を自動計算するサブモジュールと、
各農家のふん尿処理方法に基づくふん尿処理施設の容量と前記処理すべきふん尿の容積を比較し、処理可能量を超過するふん尿量を算出するサブモジュールと、
前記処理可能量を超過するふん尿量中に含有する環境影響成分の総量を自動計算し、流出リスクポテンシャル量として環境影響の危険度を表示するサブモジュールと、
を具備することを特徴とする家畜ふん尿流出リスクポテンシャルシミュレーションシステム。
【請求項２】
前記処理すべきふん尿の容積を自動計算するサブモジュールは、飼養頭数に家畜の種別、月齢、乳用牛では搾乳・乾乳の別・搾乳量により異なる原単位を乗じて、ふん尿現物発生量を算出し、飼養頭数と放牧日数より放牧中のふん尿発生量を算出し、前記ふん尿現物発生量から放牧中のふん尿発生量を引くことにより処理すべきふん尿量を算出するものであることを特徴とする請求項１記載の家畜ふん尿流出リスクポテンシャルシミュレーションシステム。
【請求項３】
前記処理可能量を超過するふん尿量を算出するサブモジュールは、ふん尿処理方法に基づくふん尿処理施設の容量と、前記処理施設により形成された有機資源の散布回数を乗じたものとして算出し、前記処理すべきふん尿量よりの差分から、処理可能量を超過するふん尿量を算出するものであることを特徴とする請求項１または２記載の家畜ふん尿流出リスクポテンシャルシミュレーションシステム。
【請求項４】
前記環境影響の危険度を表示するサブモジュールは、前記処理可能量を超過するふん尿量に環境影響成分の含有率の原単位を乗じることにより環境影響成分の総量を算出するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の家畜ふん尿流出リスクポテンシャルシミュレーションシステム。
【請求項５】
前記環境影響成分の総量に、単位あたりの浄化処理費用を乗じて、流出事故時の被害損害額に換算して表示することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の家畜ふん尿流出リスクポテンシャルシミュレーションシステム。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、家畜ふん尿由来の環境汚染物質が適切に処理されずに、大雨、洪水等により河川や閉鎖系水域へ流出した場合の危険度を定量的に推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
家畜ふん尿由来の環境影響評価に関しては、例えば平成１１年度〜平成１３年度科学研究費補助金（基盤研究（Ｂ）（２））研究成果報告書「森林草地畜産流域複合生態系における最適窒素循環量の見積もり（研究課題番号１１４６００２８）」にあるように、化学肥料散布量、家畜飼養頭数、収穫量などの営農情報や物性定数としてアンモニア揮散量、脱窒量等を考慮し、圃場あるいは農場における窒素の収支を計算するモデルの一例は既開発である。この技術によれば、圃場の窒素収支から圃場排水中の窒素濃度が推測可能である。
【非特許文献１】平成１１年度〜平成１３年度科学研究費補助金（基盤研究（Ｂ）（２））研究成果報告書「森林草地畜産流域複合生態系における最適窒素循環量の見積もり（研究課題番号１１４６００２８）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術は、圃場全体の窒素収支を計算することで面源汚染に関わる環境影響評価を実行し、圃場排水中の窒素濃度を環境基準と照らし合わせて評価可能である。該従来技術によれば化学肥料や堆肥の過剰施肥に起因する環境影響評価が可能となる。
【０００４】
一方、畜産業におけるふん尿由来汚染物質の流出過程は、面源に起因するものばかりではない。処理施設容量不足に起因する野積み等の不適切な処理により、放置されているふん尿が大雨等の自然災害時に流出事故を引き起こした場合のリスクポテンシャル、いわゆる点源汚染に関する定量的な評価手法は確立されていない。
【０００５】
本発明の目的は、家畜ふん尿由来の点源汚染に関する定量的な環境影響評価手法を提供することにより、農家、あるいは地域に配備されているふん尿処理施設容量が適切であるかどうかを判断し、不足している場合は、流出事故発生時の規模を定量的に推測するシミュレーションシステムを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、畜産業において発生する家畜ふん尿の処理施設容量超過分の流出リスクポテンシャルをシミュレーションするシステムにおいて、家畜の種別ごとの飼養頭数と家畜の種別ごとの放牧日数から処理すべきふん尿の容積を自動計算するサブモジュールと、各農家のふん尿処理方法に基づくふん尿処理施設の容量と前記処理すべきふん尿の容積を比較し、処理可能量を超過するふん尿量を算出するサブモジュールと、前記処理可能量を超過するふん尿量中に含有する環境影響成分（窒素、リン、カリ、等）の総量を自動計算し、流出リスクポテンシャル量として環境影響の危険度を表示するサブモジュールと、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、飼養頭数、施設容量など簡単な既知の情報を入力するだけで、家畜ふん尿処理施設容量の過不足が瞬時に判断でき、不足している場合は、定量的な環境リスクポテンシャル量を使用者に提示できるシステムを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明によれば、家畜の飼養頭数、放牧日数から原単位を用いて処理すべきふん尿量を自動計算する。原単位は家畜の種別と月齢によって異なる値を用い、さらに乳用牛の場合は、搾乳・乾乳の別、搾乳量などで補正する。こうして求めたふん尿発生量と農家あるいは地域が保有する処理施設容量を比較することで、処理施設の過不足分を算出する。
【０００９】
処理施設が不足している場合は、超過分のふん尿に含有される環境影響成分（窒素、リン、カリ、等）の総量を原単位に基づき自動計算し、それぞれの総量を流出ポテンシャルとする。ここで流出ポテンシャルは、大雨等の自然災害時に流出される最大値で、環境負荷の目安となる。
【実施例】
【００１０】
本発明は、畜産業におけるふん尿処理施設不足に伴う家畜ふん尿の流出リスクポテンシャルを推定するシミュレーションシステムに関する。
【００１１】
以下、フローチャートを参照して本発明の実施例を説明する。図１は本発明によるプログラムの窒素成分を計算するフローチャートである。なお、ふん尿現物に窒素成分比を乗じる過程をリン、カリ等に置き換えることで、リン、カリ等あらゆる環境影響成分の評価に応用できることは言うまでもない。
【００１２】
各農家から聞き出す情報は、家畜種別ごとの飼養頭数Ｈ１と放牧日数Ｈ２、処理方法Ｓ１と方法別の施設Ｓ２容量及び前記処理方法および施設容量による処理によって形成された有機資源の散布回数である。
【００１３】
飼養頭数Ｈ１からは、家畜の種別（乳用牛、肉用牛、豚、鶏、馬、等）、月齢、乳用牛では搾乳・乾乳の別・搾乳量により異なるふん尿現物原単位Ｈ３を用いて、ふん尿発生総量（ふん尿現物発生量）Ｈ４を計算する。表１、表２に酪農の場合の乳用牛のふんおよび尿のふん尿現物原単位の例を示す。
【００１４】
家畜の種別ごとの放牧頭数および放牧日数Ｈ２からは放牧中に発生するふん尿Ｈ５が計算される。その分は施設で処理すべきものではないため、ふん尿発生総量Ｈ４から放牧中のふん尿発生量Ｈ５を差し引いた値を処理すべきふん尿の総量（ふん尿処理必要量）Ｈ６とする。ここで、Ｈ１からＨ５が家畜の種別ごとの飼養頭数と家畜の種別ごとの放牧日数から処理すべきふん尿の容積を自動計算するサブモジュールを構成する。
【００１５】
一方、ふん尿処理方法Ｓ１別（堆肥、スラリー、メタン発酵、等）の施設（堆肥盤、堆肥舎、尿溜め、スラリータンク、メタン発酵消化液タンク、等）Ｓ２容量に、前記処理方法および施設容量で生産されたそれぞれの有機資源の散布回数を乗じた値が、処理可能な容量（ふん尿貯蔵可能量）Ｓ３と算出される。ここで、Ｓ１からＳ４が各農家のふん尿処理方法に基づくふん尿処理施設の容量と前記処理すべきふん尿の容積を比較し、処理可能量を超過するふん尿量を算出するサブモジュールとなる。
【００１６】
処理すべきふん尿の総量（ふん尿処理必要量）Ｈ６から処理可能な容量（ふん尿貯蔵可能量）Ｓ３の差し引いた差分が、処理施設容量を超過したふん尿の容積（超過ふん尿量）Ｓ４である。ここで、Ｓ１からＳ４が、各農家のふん尿処理方法に基づくふん尿処理施設の容量と前記処理すべきふん尿の容積を比較し、処理可能量を超過するふん尿量を算出するサブモジュールとなる。
【００１７】
この値に窒素含有率のＮ原単位Ｒ１を乗じることで窒素の流出リスクポテンシャル（貯蔵不能ふん尿量）Ｒ２が自動計算される。ここで、Ｒ１およびＲ２が前記処理可能量を超過するふん尿量中に含有する環境影響成分の総量を自動計算し、流出リスクポテンシャル量として環境影響の危険度を表示するサブモジュールである。
【００１８】
ここで、算出された量（貯蔵不能ふん尿量）は窒素量（ＮＫｇ）として計算されるが、単位あたりの浄化処理費用を乗じることで、流出事故発生時の被害を損害額（ふん尿流出事故の危険度）Ｒ３に換算して表示することも可能である。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【産業上の利用可能性】
【００２１】
家畜の飼養頭数と飼育方法からふん尿発生量を自動計算し、農家が保有する処理施設容量と比較することで超過分を算出し、その中に含まれる有機成分を自動計算し、処理しきれない分が流出したときの環境影響の危険度をシミュレーションする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】システムで用いたプログラムのフローチャート。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００４２２６
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
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| 【出願日】 |
平成１６年２月６日（２００４．２．６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８２７１７
【弁理士】
【氏名又は名称】雨宮 正季
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| 【公開番号】 |
特開２００５−２１８３８３（Ｐ２００５−２１８３８３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１７年８月１８日（２００５．８．１８） |
| 【出願番号】 |
特願２００４−３０５５８（Ｐ２００４−３０５５８） |
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