【学位論文審査の要旨】
本論文は河口域における塩水遡上の運動形態（距離や混合型）が，河道の平面形状や河 床地形，潮汐と淡水流量から受ける影響を定量的に評価している．河口域の塩水遡上に関 する従来の研究は，現地観測とそれらのデータを用いた解析的手法や数値計算に基づいて 行われてきた．そして，潮位差が大きいとき（4 m以上）に塩水遡上は強混合型になり，中 程度のときは（2～4 m）緩混合に，小さいときは（2 m未満）弱混合型の塩水くさびにな るとされている．このとき，それぞれの塩水遡上形態は場所に固有の情報－地形，淡水流 量，潮汐，気象条件－などの影響を既に含んだ状態であるため，塩水遡上形態を比較分類 しにくく，前述の分類もかなり曖昧である．
しかし，現地河川を対象とした場合はこれ以上の検討は困難であるため，本研究では三 次元流体シミュレーションを活用した検討を行っている．最初に，新たな格子モデル（Local Mesh Refinement: LMR）を提案し，三次元流体シミュレーションの精度を筑後川河口域 で検証している．次に，このモデルを用いて，単純化したモデル河川において塩水遡上実 験を行い，各種要因が遡上形態におよぼす影響を明らかにしている．そして，塩水遡上の 混合型の分類指標を提案し，これを既往文献で示された現地河川の混合型と比較し，適合 度を評価している．
本論文は５章から構成されている．
第一章は序論であり，前述の背景と研究内容についてまとめている．
第二章は方法であり，三次元流体シミュレーション[Fantom Refined]の内容，計算の検 証のための筑後川河口域の現場情報，モデル河川の内容，データ解析方法について述べて いる．シミュレーションでは水平格子に部分精細化メッシュ（LMR）を用いており，格子
サイズは20 m，40 m，80 mを用いている．塩水遡上を定量評価する指標として，塩水遡
上距離（SIL），塩分界面勾配（SIG），潮汐フラックスと重力フラックス，2 つの比で表さ れる混合指標（Mixing Index: MI）について定義を示している．
第三章はモデルの精度検証であり，Fantom Refinedを筑後川河口域に適用した結果を示 している．水位，塩分，SIL，SIGについて計算値と実測値を比較し，相関係数，誤差二乗 和平方根（RMSE），平均誤差（MAE）の観点から評価した結果，シミュレーションが高精 度に実測値を再現できたことを示している．また，格子サイズと計算精度の関係について 検討し，格子サイズは川幅の1/10以下であることが望ましいことを示している．その理由 として，川幅を10分割以上すれば澪筋の連続性が確保できるためとしている．
第四章はモデル河道における塩水遡上特性に関する検討と，新たに提案する混合指標に よる混合型の分類について述べている．淡水流量の増大は SIL の減少をもたらす．また，
潮位差が増大すると当初は SIL が減少して，混合型が弱混合から緩混合に変化するが，さ らに潮位差が増大すると，SILが増大して強混合型に変化する．地形効果に関して，河床の 粗度が増すとSILは15％減少するが，混合型は変化しない．直線河道に比べてラッパ状河 道（内陸から河口に向かって広がる形）では，上流域における河道容積の減少が SIL と混 合型に顕著な変化をもたらすことを示している．
本研究で提案した混合指標 MIを日本の80河川，世界の26 河川について適用し，文献 に記載された混合型と比較している．その結果，MIで分類された混合型と文献記載が一致 した河川は，日本では80％，世界に関しては90％であった．MIの長所は，塩分分布に関 する実測データを必要とせず，感潮域の長さ，深さ，潮位変動量といった地形・海象デー タのみから塩水遡上の混合型を推定できる点にあり，実用性が高い．
第五章は結論であり，本論文で得られた成果と今後の展望についてまとめている．
以上より，本論文は河口域の塩水遡上形態を対象として，地形・潮汐・流量の影響につ いて三次元数値シミュレーションにより定量的に評価するとともに，混合型の新たな分類 指標を提案したものであり，環境水理学分野における貢献は大きい．よって，本論文は博 士（工学）の学位を授与するに十分な価値を有するもとの認められる．
