有明海湾奥西部深水域の水理・水質変動に関する研究
佐賀大学大学院 学○水田勝也 佐賀大学低平地研究センター 正 山西博幸 佐賀大学低平地研究センター 正 荒木宏之 佐賀大学理工学部 正 古賀憲一
１． はじめに 近年，有明海では水質・底質環境の悪化，赤潮の発生頻度の増加，アゲマキ，タイラギなどの 貝類漁獲高の減少といったさまざまな問題が生じている．現在，その原因を探るべく，国・地方自治体及び多 くの研究者が有明海研究に取り組んでいる．本研究は，有明海湾奥西部深水域に建設予定のタイラギ人工漁場 造成水域を対象とした水理・水質に関する長期モニタリングを通して，有明海に関わる基礎情報の収集を目的 とした．
２．調査方法 佐賀県鹿島市沖のタイラギ人工漁場造成水域（図-1参照）を 対象に，表-1に示すような期間毎に流向・流速と水質（pH，塩分，
ORP， DO，
SS， Chl-a）の連続モニタリング調査を実施した．調査機器には，多項目水質
計（堀場製作所，
W-20series）
，二次元電磁流向流速計（アレック電子（株），COMPACT-EM）
，水位計（アレック電子（株），COMPACT-TD）
，クロロフィル濁度計（アレック電子（株），
COMPACT-CLW）
，を用い，これらを所定水 域の表層（水面下0.3m）および底面直上（底面上 0.3m）に設置し，ほぼ毎月
約2
週間の単位でデータ収集を行った．３．調査結果及び考察 図
-2
は，平成15
年4
月8
日〜4
月22
日までの表層および底層における流向・流速であ る．表層・底層の主流方向は図中に示す矢印の向きとな る．海水表層水は上げ潮で北北西，下げ潮で南南東方向 の湾奥部西岸に沿う形で流動している．表層流の現地流 向結果は，Araki，et.al.(2001)が実施した有明海全域の平 面二次元数値計算結果とも一致している．表層・底層で の流向の違いは，地球の自転の影響（コリオリ力），風に よる吹送流，地形などの影響により生じる．陸域あるい は干潟域から表層水へ流入した物質は表層の主流方向の 流れによって輸送される．さらに，表層水中に流入した 沈降性物質は水深方向螺旋状に減衰する流れの鉛直分 布に従って輸送され，上げ潮で北北東，下げ潮で南南 西方向に移動後，底面に沈積するものと思われる．な お，図-2で示す調査期間での底層流の上げ・下げ時の 主流方向最大流速はそれぞれ38.5cm/s，39.4cm/s
で あった． 同様に平均流速は14.5cm/s， 13.8cm/s であっ
た．図
-3
は，各測定期間での底層における平均DO濃度
と上げ潮，下げ潮それぞれにおける平均流速と平均水温の関係図である．図から，
8
月に表層と底層の水温差が生じ，底層の平均DO
濃度が低下している．同時に平 キーワード；有明海，タイラギ人工漁場造成地，流速，SS，DO，クロロフィル-a
連絡先（〒８４０−８５０２ 佐賀市本庄町一番地 佐賀大学 低平地研究センター tel．0952-28-8571）
有 有 有 有明明 海明明海海海 太
太 太 太良良良良 町町町町 鹿 鹿鹿 鹿島島島島 市市市市
深 深深
深水水水水 域域調域域調調調 査査査査地地 点地地点点点 N
Velocity(cm/s)
100 75 50 25 0 25 50 75 100
N
S
W E
上上上 上げげげげ潮潮潮潮
下 下 下 下げげ潮げげ潮潮潮
100 75 50 25 0 25 50 75 100
N
S
W E
上 上上 上げげ潮げげ潮潮潮
下 下 下 下げげげげ潮潮潮潮
図 図図 図
図
-2 流向・流速図（4 月 8-22 日；左図表層，右図底層）
調調調 調 査査査査No.
1
2
3
4
5
6
7
調調調 調 査査 期査査期期期間間間間
4/7-4/23,2003
6/7-6/24,2003
6/30-7/21,2003
8/13-8/26,2003
9/16-9/29,2003
10/15-10/29,2003
調 調 調 調 査査 項査査項目項項目目目 表
表 表
表 層層層層 下下下下 層層層層
備備備 備 考考考考
流 流 流
流 向向向向,流流流流速速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分
ORP,DO,SS,Chl-a 小小小小 潮潮潮潮 〜〜〜〜大大大大潮潮潮潮 〜〜〜〜 小小小小 潮潮潮潮 小
小 小
小 潮潮潮潮 〜〜〜〜大大潮大大潮潮潮 〜〜 小〜〜小 潮小小潮潮潮
大 大 大
大 潮潮潮潮 〜〜〜〜小小小小潮潮潮潮 〜〜〜〜 大大大大 潮潮潮潮
大大大
大 潮潮 〜潮潮〜小〜〜小小小潮潮潮潮 〜〜〜〜 大大大大 潮潮潮潮 中
中 中
中 潮潮潮潮 〜〜〜〜小小小小潮潮潮潮 〜〜〜〜 大大大大 潮潮潮潮
〜
〜〜
〜 中中中中 潮潮潮潮
大大大
大 潮潮 〜潮潮〜小〜〜小小小潮潮潮潮 〜〜〜〜 大大大大 潮潮潮潮 大大大
大 潮潮 〜潮潮〜小〜〜小小小潮潮潮潮 〜〜〜〜 大大大大 潮潮潮潮 流流流
流 向向向向,流流流流速速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO
流 流 流
流 向向向向,流流流流速速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO,SS,Chl-a
流 流 流
流 向向,流向向流速流流速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO,SS,Chl-a
流 流 流
流 向向,流向向流速流流速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO,SS,Chl-a 流
流 流
流 向向,流向向流速流流速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO,SS,Chl-a
流 流 流
流 向向,流向向流速流流速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO,SS,Chl-a
流流流
流 向向向向,流流流流速速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO 流流流
流 向向向向,流流流流速速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO,SS 流流流
流 向向向向,流流流流速速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO,SS
流 流流
流 向向向向,流流流流速速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO,SS,Chl-a 流
流 流
流 向向向向,流流流流速速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO
流 流 流
流 向向,流向向流速流流速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO,SS,Chl-a
流流流
流 向向向向,流流流流速速速速,pH,塩塩塩塩 分分分分 ORP,DO,SS,Chl-a
(設設設設置置置置 機機機機 器器器器 のののの故故故故障障 の障障ののの たたた
た めめめめSSデデデデ ーーーー タタ 欠タタ欠測欠欠測測測)
(一一部一一部部部 設設 置設設置 機置置機機機器器器器のののの 紛紛紛紛 失失失失)
12/09-12/26,2003
8 2/24-3/11,2004
大 大 大
大 潮潮潮潮 〜〜〜〜小小潮小小潮潮潮 〜〜 大〜〜大 潮大大潮潮潮 流
流 流
流 向向向向,流流流流速速,pH,塩速速 塩 分塩塩分分分 ORP,DO,SS,Chl-a
流 流 流 流 向向向向,流流速流流速速速,
SS,Chl-a (設設設設置置置置 機機機機 器器器器 のののの故故故故障障 の障障ののの たたたた めめめ
め 一一一一 部部部部デデデデーーーー タタタタ 欠欠欠欠 測測)測測
図 図図
図図-1 現地調査地点
表表表表表
-1 現地調査一覧
土木学会第59回年次学術講演会（平成16年9月）‑189‑
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均流速も低下している．山西ら（2003）
による同地点での調査結果から底面付 近での流速と
SS
の関係は，巻き上げが 上げ潮期の流速増加時に顕著となり，下げ潮期はむしろ
SS
が滞留・沈降傾向 にあることが示されている．これら両 者の結果から，8月の底層部で観測され
たDO
低下は，水温差（密度差）の増加 と流速減少に伴う鉛直混合の低下，懸 濁物の沈降に伴うDO
消費により生じ たものと推察される．図
-4（a）
，（b）に8
月と10
月の大潮の底層におけ る水位，流速および底生生物の懸濁態有機物の摂餌 効率を左右するパラメータChl-a/SS
の経時変化の一 例を示す．8
月の底層流速は，山西ら（2003）が海底 面上で観測した巻き上げ限界流速値0.25m/s程度の流 速以下であり，Chl-a/SSの変動は流速と連動せずほ ぼ一定値の傾向を示す．一方，10月の観測では0.25m/
sを越える流速が発生するとともに， Chl-a/SS
と流速変動との関係が明瞭となっている．なお，図示して いないが，小潮では
8
月の変動特性同様，流速変動 にかかわらず，Chl-a/SS
はほぼ一定を示す．そこで，底生生物の摂餌効率を示す
Chl-a/SS
の変化を測定場所毎に図
-5
に示す．図中には今回の調査によって得られた値とともに
2002， 2003年に今回の観測地点と近隣する干潟域で計測された値
も同時にプロットしている．海水表層および干潟直上水でのChl-a/SS はそれぞれ
0.2
〜0.7× 10
-3，0.1
〜0.3
×10
-3であるのに対し，海底面近傍での
Chl-a/SS
は月によって大きな差が見られる．底生生物の生活環境を考える上で，これらの値や変動がどのように影響を及ぼすか についての検討は，今後の課題といえる．
４．おわりに 本研究では長期間の水理・水質調査から，特に夏場の
底層水の
DO
濃度やChl-a
濃度について検討した．その結果，8月の底層部で観測されたDO濃度の低下が，水温差（密度差）の増加と流
速減少に伴う鉛直混合の低下，懸濁物の沈降に伴う
DO
消費により生じた可能性を示唆した．今回，現地調査 データの一部をとりまとめたが，今後も時系列観測データの詳細な検討を引き続き行う予定である．なお，本 研究を遂行するに当たり，生研センター・地域コンソーシアム「有明海」プロジェクト（代表:林重徳），佐賀 大学有明海等総合調査研究会議（低平地クラスター）および佐賀県水産林務局受託研究費より補助を受けた．ま た，観測機器の設置・除去に際して池田建設工業株式会社をはじめ，佐賀大学学生，清川徹氏をはじめ関係者 諸氏に多大なる御協力を頂いた．ここに，記して謝意を表す．参考文献： 山西ら（2003）：有明海湾奥部干潟域における懸濁物輸送と底泥付着藻類の変動特性に関する研究，環 境工学研究論文集，Vol.40，pp.587-594． Araki, H., et al.(2001):Study on environmental change and peculiarity of
the Ariake Sea, in Japan : Water Resources Management, Brebbia, C.A. et al eds., WITpress, pp.341-350.
図 図図
図図
-3 調査期間毎における平均流速，平均水温および底層平均 DO 濃度
図 図図
図図
-4 水位 , 流速 ,Chl-a/SS の変動（底層）
(Chl-a/SS)××××10-3
8/15 8/16
(a)８８月８８月月月
Depth(m)
0 10 20 30 40 50
Velocity(cm/s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
(Chl-a/SS)××××10-3 Depth(m) Velocity(cm/s) Spring tide
0 1 2 3 4 5
(Chl-a/SS)××××10-3
(Chl-a/SS)××××10-3 Depth(m) Velocity(cm/s) Spring tide
Depth(m)
0 10 20 30 40 50
Velocity(cm/s)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (b)１１１１ ００００月月月月
10/25 10/26
4月
月月月6月
月月月7月
月月月8月
月月月9月
月月月10月
月月月12月
月月月0
5 10 15 20 25 30
0 5 10 15 20 25
DO (m g/l)
Wate r tem p ( ℃℃℃℃ ) Ve loc it y (c m/s)
0 10 20 30 40
底 底 底
底層層層層水水水水温温温温(℃℃℃℃) 表
表表
表層層層層水水水水温温温温(℃℃℃℃) 上
上 上 上げげげげ潮潮潮潮時時時時 平 平平
平均均均均流流流流速速速速( cm/s) 測
測 測
測定定定定期期期期間間間間平平平平均均均均
DO(mg/l)
下 下 下 下げげげげ潮潮潮潮時時時時 平 平 平
平均均均均流流流流速速速速( cm/s)
図 図図 図
図
-5 測定場所毎における Chl-a/SS 値
0 0.5 1 1.5 2 2.5
測 測測測定定期定定期期期間間間間平平均平平均均均
Chl-a/SS×
×××10-3深 深
深深水水水水域域(表域域表表表層層)層層 深
深
深深水水水水域域(底域域底底底層層)層層 干
干干 干潟潟潟潟直直上直直上上上
2月
月月月4月
月月月6月
月月月8月
月月月10月
月月月12月
月月月土木学会第59回年次学術講演会（平成16年9月）
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