分布型物質移動モデルによるウォッシュロードと 放射性物質の移動予測
5.5 放射性物質の移動予測
降雨によって変化する河道流量を追跡するキネマ ティックウェーブ法による連続式（15）と運動式（16）によ りAR，QRは既知であり，浸食作用によって生産・運搬 されるウォッシュロードの変化を追跡する浮遊物質濃 度連続式（17）によりC（d），同一メッシュではR CSside（d）
＝CSSN（d）で既知であり，未知数はCS（d）だけとなり，R
これらの式を一連して連続的に解くことによって，放射 性物質の移動予測が可能となる。
これまでの流量，ウォッシュロード量を基に，放射能 濃度連続式により水中セシウム137濃度を計算した結果 をFig.16に示す。
ここで，ウォッシュロードの物理特性は前述と同様で あり，式（20），式（26），式（30）に関係するλ＝0.8cm，
PSN（d）＝SNSS（d）÷n∑SNSS（di）＝p（d）f ÷n∑p（df i）（26）
d di
i＝1 i＝1
PSN（d）＝SNSS（d）÷n∑SNSS（di）＝p（d）f ÷n∑p（df i）（26）
d di
i＝1 i＝1
BPSN（d）＝PSN（d）×CSVfall（tPS）＝PSN（d）×PCS（tPS）×CSfall tps×10−2 （27）
BPSN（d）＝PSN（d）×CSVfall（tPS）＝PSN（d）×PCS（tPS）×CSfall tps×10−2 （27）
BqSS＝ d
×PSN（d）× PCS（tPS）
×CSfall（28）
6×（1 r）×p（d）f tPS×10−2 BqSS＝ d
×PSN（d）× PCS（tPS）
×CSfall（28）
6×（1 r）×p（d）f tPS×10−2 CSSN（d）＝ PSN（d）
×PCS（tPS）
×CSfall ρS×（1 r）×p（d）f tPS×10−2 （29）
＝βCS（d）×CSfall CSSN（d）＝ PSN（d）
×PCS（tPS）
×CSfall ρS×（1 r）×p（d）f tPS×10−2 （29）
＝βCS（d）×CSfall βCS（d）＝ PSN（d）
×PCS（tPS） ρS×（1 r）×p（d）f tPS×10−2 （30）
βCS（d）＝ PSN（d）
×PCS（tPS） ρS×（1 r）×p（d）f tPS×10−2 （30）
∂
（CS（d）×CR （d）×AR R）
＋∂（CS（d）×CR （d）×QR R）
∂t ∂x （31）
＝CSside（d）×Cside（d）×qside
∂
（CS（d）×CR （d）×AR R）
＋∂（CS（d）×CR （d）×QR R）
∂t ∂x （31）
＝CSside（d）×Cside（d）×qside
名和規夫・吉田武郎・堀川直紀・工藤亮治・皆川裕樹：分布型物質移動モデルによるウォッシュロードと放射性物質の移動予測 49
tps＝2.0cm，PCS（tps）＝0.934，PSN（d）＝0.904で計算を 行った。
観測の水中セシウム濃度と比較して，ウォッシュロー ドの再現が良好であった10/16イベントの再現も概ね良 好であった。航空機モニタリングによる地表面への放射 性物質沈着量メッシュデータにより，空間的に不均一に 存在するセシウムの移動予測が可能と判断した。
一方，9/15イベントは，ウォッシュロードと同様に再 現性が良いとは言い難い。セシウムの移動は，水路，河 道に堆積したウォッシュロードの移動を如何に再現でき るかによって左右され，今後の課題と言える。
また，SS，水中セシウム濃度の観測結果により検証 した諸係数を基に，セシウム流下量［Bq/s］を計算した結 果をFig.17に示す。
降雨によって生産・運搬されるウォッシュロードの移 動とともに，空間的に不均一に存在するセシウム137の
移動を時空間的に表現することができた。
今後，浮遊物質移動モデルの改良により，放射性物質 移動予測の再現性の向上が可能と考えている。
Ⅵ 結 言
本研究の結果をまとめると以下のとおりである
① 斜面表面流，河道流の流出を表現するキネマティッ クウェーブ法による連続・運動式と浮遊物質濃度連続 式を連続して解き，浮遊物質の移動を追跡する手法が 近年に提唱されている。これらの浮遊物質移動の研究 を概観し，分布型物質移動モデルの構築を行った。
② 降雨による斜面部の浮遊物質生産は，斜面表面流の 浸食作用，雨滴の浸食作用，浮遊物質の堆積作用の3 生産過程とし，これまで実施された水路実験結果など を踏まえて各生産過程を表現するモデル化を行った。
③ 河道内の浮遊物質移動については，河川管理の面か ら多くの研究が行われており，それらの成果を踏まえ てウォッシュロードの運搬過程を表現するモデル化を 行った。
④ 地形，勾配，土地利用，植生，土壌特性，気象デー タ，放射性物質沈着量等の空間データベースを活用し た分布型物質移動モデルメッシュの整備を行った。
⑤ 解析実施に必要な表土の物性値調査を行い，対象流 域の特性を反映した物性値としてモデルに反映させた。
⑥ 浮遊物質の多くを占めるウォッシュロードの移動予 測を先行して行った。
⑦ 混合斜面モデルは土地利用を反映した斜面モデルと は言えないため，土地利用によるウォッシュロード の生産・運搬を表現できる複合斜面モデルを構築し，
ウォッシュロードの移動予測の向上を図った。前降雨 の影響が小さいと推測される10/16イベントでは概ね 良好な再現性を示した。
⑧ ウォッシュロードを生産する斜面表土の物理特性調 査結果を活用し，流域に不均一に沈着する放射性物質 沈着量から，粒度依存性を考慮した土粒子粒径毎に放 射能濃度を算定する方法を整備した。
⑨ ウォッシュロードに吸着する放射性物質の移動を，
流水の変化，ウォッシュロード濃度の変化，放射能濃 度の変化を一体的に追跡することによって，セシウム 137の移動予測が可能となった。⑦と同様に再現性が良 かった10/16イベントは概ね良好な再現性が得られた。
以上のように，今回は浮遊物質の多くを占めるウォッ シュロードおよびそれに吸着するセシウム137の移動予 測を行った。今後，ウォッシュロード以外の浮遊砂およ びそれに吸着する放射性物質も含めた浮遊物質の移動予 測を分布型物質移動モデルで可能となるようモデルの改 良を図る。またこの検討において，河床堆積物の移動予 測を組み込むことによって，今回十分な再現ができな
かった9/15イベントの再現性の向上を図る予定である。
0 25 50
0 25 50 0 20 40
流量(m3/s) CS137 （100KBq/s)降雨量(mm/h)
９月 １０月
計算流出量 計算CS137流下量 H観測地点
Fig.17 セシウム137流下量の予測結果
Prediction result of the amount of cesium137 runoff 0
100 200 300
400 0
50
水中セシウム 濃度(Bq/l) 降水量(mm/h)
10.16
10.15 10.17 10.18 2013年 観測値
複合斜面 H 観測
混合斜面
1000 200300 400
0
50
水中セシウム 濃度(Bq/l) 降水量(mm/h)
9.16
9.15 9.17 9.18 2013年
観測値 複合斜面 H観測
混合斜面
Fig.16 水中セシウム137濃度の予測結果
Prediction result of cesium137 concentration in water
50 農村工学研究所技報 第217号（2015）
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