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浚 渫 窪 地 に お け る酸 素 環 境 シ ミ ュ レー シ ョ ン

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Academic year: 2022

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(1)海 岸 工 学 論 文 集,第55巻(2008) 土 木 学 会,1026‑1030. 浚 渫 窪 地 に お け る酸 素 環 境 シ ミ ュ レー シ ョ ン Numerical. simulation. of the dissolved. oxygen. environment. around sub aqueous. borrow. pits. 大 見 智 亮1・ 内 藤 大 輔2・ 酒 井 亨3・ 山 口 将 人4・ 寺 澤 知 彦5・ 田 口 浩 一6・ 中 田 喜 三 郎7・ 中 村 由 行8 Tomoaki. OHMI, Daisuke NAITOH, Koichi TAGUCHI,. Toni SAKAI, Kisaburo. Masato YAMAGUCHI. NAKATA. , Tomohiko NAKAMURA. and Yoshiyuki. TERASAWA,. A comprehensive coastal ecosystem model coupled with 3D hydrodynamic model with non-hydrostatic flow was developed to understand the processes of accumulation of anoxic water masses (and hydrogen sulfide) in borrow pits and their upwelling to shallow region. This model was applied to the borrow pit in Mikawa Bay and compared to the observed data. To examine the effectiveness of the model, the numerical results were compared with those of a hydrostatic pressure model. The comparison proved the non-hydrostatic model to be much more adequate at simulating the stratification structure and the vertical mixing in the pit. Moreover, it turned out that the non-hydrostatic model also reproduces reasonably the upwelling process under strong wind conditions.. 1.. は じめ に. 内 湾 沿 岸 域 にお け る浚 渫 跡 地 の存 在 は,貧 酸 素 化 な どの 水 質 悪 化 や,窪 地 を発 生 源 とす る無 酸 素 水 に よ って,周 辺 の 浅場 生 態 系 に も間 接 的 な悪 影 響 を 及 ぼ して きた と考 え ら れ て い る(中 村,2006).こ. う した窪 地 の修 復 は沿 岸 域 の. 環 境 回 復 に と って不 可 避 の要 件 で あ ると思 わ れ るが,窪 地 の周 辺 浅 海 域 へ の影 響 につ いて の定 量 的 評 価 が な され て い な い ため,修 復 効 果 を 予 測 で きな いのが 現 状 で あ る.そ こ で本 研 究 で は,窪 地 起 源 の青 潮 な ど窪 地 周辺 で生 じて い る 流動 や水 質 悪 化 を再 現 す る数 値 モデ ルを 開発 し,三 河 湾 の 浚 渫 窪 地 を 事 例 と した 再 現 性 評 価 か ら,窪 地 環 境 を十 分 再 現 す る ため に求 め られ る モ デル要 件 を検 討 した.ま た, 再 現 計 算 の結 果 か ら,窪 地 か らの無 酸 素 水 の湧 昇 と周 辺 浅 海 域 へ の影 響 につ いて 定 量 的 に 明 らか にす る. 2.. 図‑1. 対 象 海域 と浚渫 窪地 の位 置. (Aは 実 調査 地点,BとCは 本 論文 で の定量 評価地 点) 三 河 湾 の 浚 渫窪 地. 三 河 湾 にお け る主 要 な浚 渫 窪 地 は湾 奥 の東 北 部 に存 在 し, 局 所 的 に掘 り下 げ られ た 窪 地 タイ プ の もの で あ る.1ヵ は御 津 沖 の 海 域(御 津 沖 浚 渫 窪 地),も. 所. う1ヵ 所 は蒲 郡 沖. の 海 域(大 塚 沖 浚 渫 窪 地)で あ る(図‑1).前. 者 は 四方 を. 直 方 体 状 に平 均3m掘 容 積 は140万m3で. り下 げて あ り,そ の 面 積 は47万m2,. あ る.後 者 は西 側 で一 部 開 口部 を もっ が,. ほぼ 直方 体 状 に平 均2.6m掘. り下 げ て あ り,面 積69万m2,. 容 積180万m3で. あ る.三 河 湾 の浚 渫 窪 地 の 場 合,窪 地 の ア. 電 シー テ ィー ア イ. ス ペ ク ト比(窪. 地 の 幅/深. 2修(環)(株)中. 電 シー テ ィー ア イ. 鉛 直 方 向 に大 き く掘 り下 げ られた もので はな く,ま た 窪 地. 3修(工)(株)中. 電 シー テ ィー ア イ. 1博(理)(株)中. 4正. 会 員. 修(工)(株)中. 電 シー テ ィー ア イ. さ の比)は200〜300程. 側 面 の海 底 勾 配 も比 較 的緩 やか で あ るが,密 度 成 層 が 発 達 す る夏 季 にお いて は,長 期 にわ た って 例 外 な く無 酸 素 状 態 と な る こ とが 分 か って い る(武 田 ・石 田,2003).窪. 5(株)中 6博(工)(株)中. 8正. 電 シー テ ィ ー ア イ 博. 会 員. 地が. 電 シー テ ィー ア イ. 位 置 す る三 河 湾 北 東 部 で は,2001年,2002年 7工. 度 で,. 東海大学教授海洋学部環境情報工学科. 工 博(独. 法)港 湾 空 港 技 術 研 究 所 海 洋 ・水 工 部. 京 湾 の青 潮 と同 義)が. と苦 潮(東. 発 生 し,豊 川 河 口域 の 六 条 干 潟 に. 生 息 す るアサ リ稚 貝 に壊 滅 的 な被 害 を与 え た.武 田 ・石 田 (2003)は,隣. 接 す る浚 渫 窪 地 の調 査 結 果 か ら,こ れ らの.

(2) 1027. 浚 渫 窪 地 に お け る 酸 素 環 境 シ ミ ュ レー シ ョ ン. 浚 渫 窪 地 が少 なか らず悪 影 響 を与 え て い る と結 論 づ けた. この た め,2003年. か ら三 河 港 での 発 生 土 砂 を利 用 して窪 地. の完 全 な埋 め戻 しが 開始 され た.2005年. 度 に は御 津 沖 浚 渫. 窪 地 の埋 め戻 しが ほぼ完 了 し,現 在 は大 塚 沖 浚 渫 窪 地 につ いて も埋 め戻 しが 進 行 中 で あ る(石 田 ・鈴 木,2006). 3.. 酸 素 環 境 予 測 モ デ ル の概 要. 窪 地 環境 を十 分 再 現 す るため に は,窪 地 内部 で の流 動 の 停 滞 性 か ら生 じる酸 素 環 境 の悪 化 と硫 化 物 の蓄 積 とい う一 連 の物 理 ・生 物 化 学 的 過 程 を取 り込 ん だ モデ ル化 が 必 要 で あ る. (1) 流 動 モ デル 一 般 的 な内 湾 の流 動 解 析 で は ,鉛 直 方 向 の 圧 力 分 布 に 静 水 圧 近 似 を仮 定 したモ デル を適 用 す る ことが 多 い が(例 え ば,佐 々木,1997),本. 研 究 で は流 動 の停 滞 性 に支 配 的. な密 度 成 層 の動 態 に対 す る再 現 性 を重 視 し,鉛 直 方 向 の運 動 も厳 密 に考 慮 した3次 元 の非 静 水 圧 流 動 モデ ル を採 用 し た(大 見 ら,2007).海. 洋 現 象 の解 析 に対 して3次 元 非 静. 水 圧 モ デル を用 い た例 と して は,岡 (2005),中. 山 ら(2006)に. 田 ら(2001),柿. 沼ら 図‑2. よ る計 算 事 例 が あ り,東 京 湾 の. 浅 海域 生態 系 モデ ル. 湾 奥 域 に お け る底 層 水 の 湧 昇 現 象 を 解 析 した 岡 田 ら (2001)は,非. 静 水 圧 流 動 モデ ル に よ って底 層 水 の 湧 昇 を. 適 切 に 再 現 で き る と 報 告 し て い る.乱 Smagorinskyモ. デ ル に よ るLarge. Eddy. と し,鉛 直 成 分 に対 して はRichardson数. 流 モ デ ル は, Simulation(LES) 依存 型の成層化. 関数 に よ って 浮 力 に よ る拡 散 抑 制 効 果 を 考慮 した. (2) 浅 海 域 生 態 系 モデ ル 水 質 モ デル は,浮 遊 系 の低 次 生 態 系 モデ ル と,堆 積 物 食 者,懸. 図‑3. 濁 物 食 者,メ イ オベ ン トス,底 生 バ ク テ リア な ど底. 硫化 水素H2Sの 生 成 ・酸化 過程. 生 生 物 の動 態 や堆 積 物 と海 底 直 上 水 との 酸 素 ・栄 養 塩 類 の物 質 循 環 を考 慮 した底 生 系 モ デル か ら構 成 され てお り, 図‑2の よ うな模 式 に基 づ いて定 式 化 した.同 様 な アプ ロ ー. (3) 計 算領 域 と計 算 条 件 本 研 究 で は,粗 い解 像 度 の三 河 湾 全 域 シ ミュ レー シ ョ ン. チ は,浅 海 域 の物 質 循環 解析 で主 流 とな りつ つ あ る(例 え. 結 果 か ら窪 地 周 辺 の 計 算 領 域 を ネ ス テ ィ ング させ る こ とで,. ば,相 馬 ら,2005).. 窪 地 周 辺 海 域 の シ ミュ レー シ ョ ンを 行 った.三 河 湾 全 域 の. 窪 地 内 の底 層 水 が無 酸 素 に近 い状 態 とな る と,堆 積 物 中. よ うな広 域 の 海 洋 で は,鉛 直 方 向 の 空 間 ス ケ ール は水 平 方. で は微 生 物 群 集 に よ る有 機 物 の嫌 気 的 無 機 化 によ って硫 化. 向 に比 べ て小 さ いた め,海 洋 流 動 モ デル につ い て は静 水 圧. 物 な どの還 元 物 質 が生 成 され る.こ の硫 化 物 が 底 層 水 中 に. 近 似 によ る準3次 元 多 層 レベ ル モデ ル を適 用 した.水 質 モ. 溶 出 す る と溶 存 酸 素 と反 応 して酸 化 され る ため,底 層 水 中. デル につ い て は,全 湾 規 模 で の底 生 生 態 系 デ ー タの収 集 と. のわ ず か な酸 素 まで も消 費 し,容 易 に は窪地 内 の酸 素 環 境. モデ リ ングが 困 難 の た め,底 生 系 は底 泥 か らの 栄 養 塩 溶 出. が 回復 しない状 態 が続 くこ とに な る.こ の ため,窪 地 内 の. や 酸 素 消 費 を現 地 調 査 結 果 に基 づ い た水 温 応 答 関 数 で 表. 酸素 環 境 を定 量 的 に評価 す るた めに は,底 生 生 態 系 の物 質. 現 し,浮 遊 系 の低 次 生 態 系 モ デル を適 用 した.一 方,窪 地. 循 環 に堆 積 物 の 嫌 気 層 で の還 元 物 質 の生 成 ・酸 化 過 程 を. 周 辺 の海 域 につ い て は,前 述 した非 静 水 圧 の3次 元 流 動 モ. 考 慮 す る必 要 が あ る.そ こで,本 研 究 で は硫 化 水 素H2Sに. デル,浮 遊 系‑底 生 系 の浅 海 域 生 態 系 モデ ルを適 用 した.. 着 目 し,図‑3の. よ うな硫 化 水 素 の物 質 循 環 過 程 を生 態 系. 三 河 湾 全 域 の計 算 領 域 は,知 多 半 島 の 師 崎 か ら南 東 方. モ デル に考 慮 した.生 態 系 モデ ル の詳 細 につ いて は,中 村. 向 に渥 美 半 島 に達 す る まで を西 側 境 界 と した 東 西40km×. ら(2008)を. 南 北42kmの. 参 照 され たい.. 領 域 で,湾. 奥 部 側 は最 小200mで. 口 側 の水 平 格 子 は最 大500m,湾. 分 割 した..

(3) 1028. 海. ま た,鉛 直 方 向 には最 小1m〜 最 大5mピ を 設 けた.一 方,窪. 岸. 工. 学. 文. 集. 第55巻(2008). ッチで14層 の 区 分. 地 周 辺 海 域 は,大 塚 沖 浚 渫 窪 地 お よ. び 御 津 沖 浚 渫 窪 地 を含 む 東 西4.8km× 南 北3.9kmの (図‑1を 参 照)と. 論. 海域. し,窪 地周 辺 の水 平 格 子 は20mで 等 間 隔,. 沖 側 は最 大50mで. 分 割 した.ま た,鉛. ピ ッチで17層,堆. 積 層 を最 小0 .1cm〜最 大2cmピ. 直 層 は水 域 を0.5m ッチ で10. 層 に分 割 した. 湾 口 の 潮 汐 条 件 は,師 崎,伊 (M2,S2,K1,O1)と. 良 湖 に お け る主 要4分. 年 周 潮Saの. 潮. 潮 汐 調 和 定 数 か ら求 め た. 推 算 潮 位 と し,さ らに湾 外 の鳥 羽 にお け る実 測 潮位 と推 算 潮 位 の偏 差 を 加 え る こ とで,外 海 か らの影 響 を考 慮 した. 水 温,塩. 分,水 質 項 目 の初 期 条 件 は,愛 知 県 公 共 用 水 域. 水 質 調 査 結 果 に基 づ いて 与 え た.境 界 条 件 は,水 温,塩 分 につ いて は愛 知 県 水 産 試 験 場 が保 有 す る海 況 自動 観 測 ブ イ の うち湾 口 に最 も近 い3号. ブイ(図‑1のB‑3地. 点)の. 連 続 観 測 デ ー タ,水 質 項 目 につ いて は公 共 用 水 域 水 質 調 査 結 果 に基 づ いて与 えた.流 入 河 川 の うち豊 川 と矢 作 川 につ いて は計 算 期 間 中 の連 続 流 量 観 測 値 を設 定 し,そ の他 の 中 小 河川 につ いて は流 量 比 によ り推 定 した.河 川 か らの負 荷 流入 量 は,過 去 の調 査 結 果 か ら得 られ た負 荷 量 と流 量 の相 関 関係 に基 づ いて 与 え た.海 上 風 につ いて は海 況 自動 観 測 ブイ,お よ び愛 知県 水 産 試 験 場 が沿 岸 近 くで 取 得 して い る 観 測 デ ー タを,他 の気 象 要 素 につ いて はAMeDAS測. 図‑4. 三 河 湾 全 域 シ ミュ レー シ ョンの 再 現 性(図‑1のB‑1地 表 層:海. 定地. 面 下2.5m,底. 層:海. 点). 底 上2.0m. 点 等 のデ ー タを 利用 し,ス プ ライ ン補 間 法 を 用 いて,湾 全. 無 酸 素 水 の形 成 期 間(台. 体 の 空 間分 布 に展 開 した.. 層 の様 相 は良 く再 現 され た.不 一 致 が 見 られ た期 間 は台風. 風 到 来 前)で. は,流 況 や密 度 成. 接 近 前 後 で あ り,風 況 が時 間 と と もに複 雑 に変 化 す る様 相. 4. 酸 素 環 境 の 再 現 シ ミ ュ レー シ ョ ン. を ポイ ン ト観 測 値 の空 間 補 間 だ けで は捉 え切 れて い な い こ 窪 地 内 に溜 ま った無 酸 素 水 は,台 風 な ど海 況 の短 期 変 動 に伴 い湧 昇,周 辺 の浅 海 域 へ広 範 囲 に拡 が る こ とで,底 生 生物 に甚 大 な影 響 を及 ぼ す恐 れ が あ る.こ こで は,2002年. とが 大 きな 要 因 と考 え られ る. (2) 窪 地 周 辺 海 域 の再 現 性 窪 地 周 辺 海 域 の初 期 値 や 境 界 値,気. 象 条 件 な ど入 力 条. 8月19日 に台 風13号 の 接 近 に伴 って窪 地 周 辺 域 で発 生 した. 件 は,三 河 湾 全 域 シ ミュ レー シ ョンの うち窪 地 周 辺 海 域 に. 苦 潮(武 田 ・石 田,2003)を. 対 象 と した再 現 シ ミュ レー シ ョ. 該 当 す る領 域 の値 を用 い た.な お,窪 地 を起 源 と した無 酸. ンを 実 施 し,モ デル の有 効 性 を評 価 した.再 現 シ ミュ レー. 素 水 の 挙動 に評 価 の焦 点 を 当 て るた めに,硫 化 水 素 濃 度 の. シ ョ ンの 対 象 期 間 は,台 風 接 近 前 後 の2002年8月13日0. 初 期 値 は全 域 で ゼ ロ値,境 界 値 も常 時 ゼ ロ値 で 設 定 した.. 時〜8月27日0時. この ため,湾 央 域 底 層 の無 酸 素 化 で蓄 積 され る硫 化 水 素 の. と した.な お,流 れ の シ ミュ レー シ ョン. は静 止 状 態 か ら開始 す るた め,流 れ を計 算 領 域 内 で安 定 さ せ る 目 的 で,実 際 の計 算 は7月1日0時. か ら開 始 して い る.. 移 流 や湧 昇 につ いて は,再 現 の 対象 外 と した. 窪 地 周 辺 海 域 にお け る酸 素 環 境 シ ミュ レー シ ョ ンの再 現. (1) 三 河 湾 全 域 の再 現 性. 性 を確 認 す るため に,愛 知 県 水 産 試験 場 が苦 潮 発 生 直 後 に. 全 湾 域 にお け る酸 素 環 境 シ ミュ レー シ ョンの再 現 性 を確. 実 施 した窪 地 内(図‑1の. 認 す るた め に,愛 知 県 水 産 試 験 場 に よ る海 況 自動 観 測 ブイ の うち最 も湾 奥部 に位 置 す る1号 ブイ(図‑1のB‑1地 に お け る流 向 ・流 速,水 飽 和 度)の. 温,塩. 点). 分,溶 存 酸 素 飽 和 度(DO. 計 算結 果 と連続 観 測結 果 との比較 を行 った. (図‑4).. 実 調 査 地 点A)で. の 水温,塩 分,. 和 度 の連 続測 定 デー タ(武 田 ・石 田,2003)と. シ ミュ. レー シ ョン結 果 の比 較 を行 った.ま た,底 層水 中 の硫 化 水 素 濃 度 と堆 積 物 間 隙 水 のDO飽. 和 度(底. 層 水 か らの 酸 素. 浸 透 量)を 合 わせ て示 した(図‑5). 貧 酸 素 水 塊 が発 達 す る夏 季 成 層 期 にお い て は,水 温 と塩. シ ミュ レー シ ョンの結 果 で は,台 風13号 接 近 の8月19日 以 降 の表 層u成 分(東 西 成 分)や,接. DO飽. 近 以 降 の20日 〜23日. にお け る水 温 の 鉛 直 混 合 で 不 一 致 が見 られ た もの の,主 な. 分 の 鉛 直 構 造 の再 現 性 が 重 要 で あ る.こ の視 点 で 見 ると, 台 風13号 接 近 直 後 の8月22日. 〜23日 にお い て表 層 塩 分 の. 回 復 に不 一 致 が 見 られ た ものの,8月19日. に接 近 した 台 風.

(4) 凌 渫 窪 地 に お け る酸 素 環 境 シ ミュ レ ー シ ョ ン. 図‑5. モ デルの再 現性 と非静 水 圧 モデ ルの有効 性. 1029. 図‑6. 塩分 の鉛 直分布(調 査地 点Aの 東西 横 断断面). 図‑7. 硫化 水素 濃度 の鉛 直分 布(断 面 は図‑6と 同一). (御津沖 凌渫 窪地 内の調 査地 点Aで の評 価). の強 風 に よ り密 度 成 層 が解 消 し,数 日後 に再 形 成 す る水 塊 変 動 の 傾 向 や,上 下 層 の 勾配 と も全体 の傾 向 は良 い整 合 性 が 見 られ た.表 層 塩 分 の不 一 致 は,台 風 通 過 後 の吹 き返 し によ り風 向 ・風 速 が大 き く変 化 す る風 況 を観 測 値 の空 間 補 間 だ け で表 現 す る ことが 難 し く,窪 地 に近 い豊 川 か らの 出 水 によ る表 層 低 塩 分 水 の移 流 が 捉 え 切 れ てい な い こ とが 大 きな要 因 と考 え られ る.こ の ため,数 値 モデ ルの 成 層 発 達 度 は実 際 よ りは弱 いが,窪 地 底 層 で は観 測 値 と同程 度 の高 塩 分 水 が浸 入 して い るた め,窪 地 内水 塊 の停 滞 か ら貧 酸 素 化 が 急 速 に進 行 し,8月24日. まで に無 酸 素 状 態 とな る状 況. は良 く再 現 され た.無 酸 素 時 で は堆 積 層 へ の酸 素 浸 透 も無 い ため堆 積物 中 も無 酸 素 状 態 とな り,硫 化水 素 が底 層 水 へ 溶 出 す る様 相 も再 現 で きた.貧 酸 素 時 の酸 素 浸 透 は海 底 面 下2.6cm以 浅 で あ るが,底 層 水 の 酸 素 環 境 が 回 復 す る と, 海 底 面 下2.6cm以. 深 に も酸 素 が 供 給 され る ことが 分 か った.. 比 較 検 討 の た めに行 った静 水 圧 近 似 の 流 動 モ デル に よ る シ ミュ レー シ ョ ン結 果 と比 較 す る と,底 層 で の 持 続 的 な 無. スケ ー ルの み150倍 に拡 大).シ. 酸素 化 や硫 化 水 素 の蓄 積,台 風 到 来 に よ る鉛 直混 合(8月. 8月15日 の 時 点 で窪 地 に蓋 をす るよ うな形 で密 度 躍 層 が確. 20日)以. 認 で き,高 濃 度 の 硫 化 水 素(す な わ ち,無 酸 素 水 塊)が 窪. 降 の貧 酸 素 化 へ の進 展 な どで,非 静 水 圧 モデ ルの. ミュ レー ショ ンの 結 果 で は,. 有 効 性 が認 め られ た.こ う した現 象 は密 度 成 層 の動 態 に強. 地 上 端 付 近 まで 蓄 積 され てい る様 子 が 分 か る.8月16日. く支 配 され るた め,鉛 直方 向 の流 れ の 挙動 を十 分 再 現 す る. 降 にな る と,密 度 躍 層 は傾 斜 を始 め,御 津 沖 凌 渫窪 地 内 の. た めに は,3次. 硫 化 水 素 が 岸 側浅 海 域 へ と湧 昇 す る様子 が見 られ た.. 5.. 元 非 静 水 圧 流 動 モ デルが 不 可 欠 といえ る.. 無 酸 素 水 の 湧 昇 と周 辺 浅 海域 へ の影 響. 流 動 シ ミュ レー シ ョンで は,8月13日. 水 塊 が 滞 留 して い る8月15日. 以. の時 点 で は,窪 地 に蓋 を す. るよ うに密度 躍 層 が存 在 す るため,無 酸 素 水 塊 の湧 昇 は密 〜18日 に お いて安. 度 躍 層 の深 さ と密 接 に関 係 して い る と思 わ れ る.こ れ を確. 定 した密 度 成 層 が認 め られ,台 風13号 接 近 時 に ダイ ナ ミッ. 認 す るため に,硫 化 水 素 濃 度 の鉛 直 分 布 と塩 分 躍 層 水 深 の. ク な成 層 変 動 が 捉 え られ た.こ の様 相 を視 覚 的 に把 握 す る. 時 間変 化 を比 較 した.図‑8に. た め に,調 査 地 点Aを. 東 西 に横 断 す る鉛 直 断 面 で の塩 分. ら海 底 まで の水 柱 に お け る硫 化 水 素 濃 度 およ び塩 分 の水 平. 化 水 素 濃 度 分 布 を 図‑7に 示 した(鉛 直. 平 均 値 の 時 間 変 化 と,窪 地 に近 い愛 知 県 水 産 試 験 場 で 取. 分 布 を図‑6に,硫. は,御 津 沖 窪 地 内 の海 面 か.

(5) 1030. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 地 点A 御津沖浚渫窪地の中央. 地点B 御津沖浚渫窪地の北側. 地 点C 御津沖浚渫窪地の南側. 図‑9. 御 津 沖 窪地 内 お よ び周辺 浅 海域 で の底 層 硫 化水 素H2S 濃 度 の時間 変化(各 地点 の位 置 は図‑1を 参照). 図‑8. 御津 沖 窪地 内 の硫 化水 素H2S濃 度,塩 分 の水 平平 均値 に対す る鉛 直分布 と沿 岸 での風 向 ・風速 の時 間変化. 御 津 沖 窪 地 の よ うに浅 くて 閉鎖 的 な深 掘 り型 の窪 地 で は, 密 度 躍 層 が窪 地 に蓋 をす る よ うに形 成 され る と,す ぐに無 酸 素 状 態 とな り硫 化 水 素 の 蓄 積 が始 ま るため,断 続 的 な青. 得 され た風 速 ・風 向 の観 測 デー タを示 した.硫 化水 素 濃度. 潮/苦 潮 の発 生 に対 す る潜 在 的 脅 威 とい え る.こ の と き,. と塩 分 の 時 空 間分 布 図 に は,窪 地上 端 の水 深 を 黒線 で 示 し. 台 風 な ど海 況 の短 期 変 動 に よ って 躍 層 水 深 が上 昇 す る と,. た.南 寄 りの風 が 卓 越 す る8月13日. 窪 地 の蓋 が 開 い た よ うな状 態 とな り,窪 地 内 に溜 ま った無. 〜14日 に おいて は塩 分. 躍 層 が 窪 地 に蓋 を す るよ うに位 置 して お り,御 津 沖 窪 地 内. 酸 素 水 と硫 化 水素 は窪 地 外 へ 湧昇 す る ことが分 か った.. は外 界 と隔 絶 された 閉 鎖 的 環 境 といえ る.そ の後,断 続 的 に北 〜 東 寄 りの風 とな り,岸 か ら沖 方 向 へ の沖 出 し風 によ. 謝 辞:本. る表 層 水 の離 岸 化 と沖 合 下 層 水 の流 入 に よ って 躍 層 水 深 が. 援機構の 「 運 輸 分 野 にお け る基 礎 的研 究推 進制 度 」 によ り. 上 昇 す る と,あ たか も窪 地 の 蓋 を 開 け たか の よ うな 状 態 と. 行 わ れ た.. 研 究 は独 立 行 政 法 人 鉄 道 建 設 ・運 輸 施 設 整 備 支. な り,窪 地 内 に溜 ま った無 酸 素 水 と硫 化 水 素 は窪 地 外 へ湧 昇 す ると い う平 均 的 様 相 が 見 られ た.. 参. 無 酸 素 水 塊 が浅 海 域 へ 広 が った様 子 を把 握 す るため に, 御 津 沖 窪 地 周 辺 で の評 価 地 点A,B,Cに. お け る硫 化 水 素. 濃 度 の 時 間変 化 を図‑9に 示 した.御 津 沖 窪 地 内 で は シ ミュ レー シ ョンを 開始 直 後 か ら硫 化 水 素 が蓄 積 され 続 け,8月 14日 に そ の一 部 が 御 津 沖 窪 地 の南 側 澪 筋 か ら湧 昇 し,窪 地 南 側 の 浅 海 域(地. 点C周. 辺)に 広 が った.そ. の後,8. 月16日 の午 後 以 降 に再 び生 じた湧 昇 によ り,硫 化水 素 は窪 地 東 側 の浅 海 域(地. 点B周. 辺)に 広 が った ことが 分 か る.. 局 所 的 なポ イ ン トで 見 る と,窪 地 内か らの硫 化 水 素 の湧 昇 は断 続 的 に生 じ,そ の度 に窪 地 周 辺 の浅 海 域 に拡 散 した と 思 わ れ る.ア サ リは断 続 的 に貧 酸 素 水 に曝 され るこ とに よ り徐 々 に活 力 が低 下 す るとい う報 告 もあ り(鈴 木 ら,1998), シ ミュ レー シ ョンで 見 られ た窪 地 内 か らの 無 酸 素 水 塊 と硫 化 水 素 の 断 続 的 な湧 昇 が,窪 地 周 辺 の浅 海 域 に生 息 す る 底 生 生 物 の体 力 を徐 々 に消 耗 させ た可 能 性 が示 唆 され る. 6.. 結. 文. 献. 大 見 智 亮 ・山 口 将 人 ・市 川 哲 也 ・寺 澤 知 彦 ・田 口浩 一 ・中 田 喜 三 郎 (2007): 凌 渫 窪 地 に お け る流 れ の 数 値 シ ミュ レ ー シ ョ ン, 日本 流 体 力 学 会 年 会2007講 演 要 旨 集 (CD), 沿岸域 の 流 れ と物 質 循 環 (1)‑3, pp.1‑5. 岡 田 知 也 ・中 山 恵 介 ・野 村 宗 弘 ・古 川 恵 太. (2001):. 夏期 の東. 京 湾 湾 奥 にお け る表 層 の 植 物 プ ラ ンク トンに対 す る底 層 栄 養 塩 の影 響, 海 岸 工 学 論 文 集, 第48巻, pp.1086‑1090. 佐 々 木 淳 (1997): 東 京 湾 湾 奥 水 塊 の湧 昇 現 象 と青 潮 へ の影 響, 海 岸 工 学 論 文 集, 第44巻, pp.1101‑1105. 鈴 木 輝 明 ・青 山 裕 晃 ・甲 斐 正 信 (1998): 三 河 湾 に お け る貧 酸 素 化 に よ る ア サ リ (Ruditapes phillippinarum) の死 亡 率 の 定 式 化, 海 洋 理 工 学 会 誌, Vol.4(1), pp.35‑40. 武 田和 也,・ 石 田基 雄 (2003): 土 砂 採 取 に伴 う凌 渫 窪 地 に お け る顕 著 な 貧 酸 素 化 現 象 に つ い て, 愛 知 水 試 研 報,第10号, pp.7‑14. 中村 由行 ・中 田 喜三 郎 ・船 越 茂 雄 ・寺 澤 知 彦 ・今尾 和 正 (2008): 港 湾 に お け る発 生 土 砂 を利 用 した凌 渫 窪 地 修 復 効 果 の 定 量 的 評 価 手 法 の 開 発,(独 法) 鉄 道 ・運 輸 機 構 「運 輸 分 野 に お け る基 礎 的 研 究 推 進 制 度 」 研 究 成 果 報 告 書, pp.128‑164. 中村 由 行 (2006): 我 が 国 に お け る凌 渫 跡 地 の 現 状 と修 復, 理 工 学 会 誌, Vol.12(2), pp.43‑50.. 論. 窪 地 内部 で の流 動 の停 滞 性 か ら生 じる酸素 環境 の悪 化 と 硫 化 物 の蓄 積,窪. 考. 石 田基 雄 ・鈴 木 輝 明 (2006): 三 河 湾 にお け る凌 渫 窪 地 修 復 事 例 と実 現 に至 る経 過, 海 洋 理 工 学 会 誌, Vol.12(2), pp.65‑71.. 地 内 部 の水 塊 の 湧 昇 現 象 とい う一 連 の. 現象 を十 分 再 現 す るた めに は,浅 海 域 生 態 系 モデ ルへ底 泥 の硫 化 物 生 成 過 程 を考 慮 す るだ けで な く,3次. 元非静水圧. 流動 モ デル の適 用 が有 効 で あ る ことが 明 らか とな った.. 海洋. 中 山 恵 介 ・岡 田知 也 (2006): 湾 口部 に シル を もっ 湾 に お け る底 層 貫 入 とDO濃 度 に関 す る観 測 と数 値 実 験, 海 洋 開 発 論 文 集, 第22巻, pp.817‑822. 相 馬 明 郎 ・桑 江 朝 比 呂 ・左 山 幹 雄 (2005): 内湾堆積 物表 層 に お け る 酸 素 循 環 過 程 の 解 明 と内 湾 複 合 生 態 系 酸 素 循 環 モ デ ル構 築 に 関 す る基 礎 的 研 究,(独 法) 鉄 道 ・運 輸 機 構 「運 輸 分 野 に お け る基 礎 的研 究 推 進 制 度 」 研 究 成 果 報 告 書..

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参照

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