大規模水域における流体運動と物質輸送現象に関する水理学的研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01420035
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 岩佐 義朗 京都大学, 工学部, 教授 (50025821)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 綾 史郎 京都大学, 工学部, 講師 (00026361) ; 酒井 哲郎 京都大学, 工学部, 助教授 (30026182) ; 井上 和也 京都大学, 工学部, 助教授 (50026126) ; 今本 博健 京都大学防災研究所, 教授 (20025943) ; 村本 嘉雄 京都大学防災研究所, 教授 (50027223)
• Keywords: 水工学 / 数値シミュレ-ション / 湖沼 / 多目的貯水池 / 汽水域 / 河川 / 水質災害 / 現地観測

Research Abstract

本研究は、湖沼、貯水池、沿岸海域および河川などの大規模水域における流れと水質指標を、ス-パ-・コンピュ-タを用いて精度よく予測するための数値解析モデルを開発するとともに、観測および実験結果と比較することにより検証することを目的としている。平成2年度に得られた成果を要約すれば次のようになる。
1.湖沼における流れと物質輸送:湖沼の水温分布の時間変化過程を水温計格子を用いて観測し、水温分布形の変化に伴う拡散係数分布の変化過程を明らかにした。得られた結果をこれまでに開発された数値解析モデルに組み込むことにより、モデルの高精度化に努めた。
2.貯水池における流れと物質輸送:平成元年度までに開発された、直交曲線座標系を用いた3次元解析モデルを実貯水池に適用し、計算結果と観測結果を比較することによりモデルを検証した。さらに、貯水池の複雑な地形形状が水質指標に及ぼす影響について考察し、流れの滞留時間と植物プランクトン濃度の関係を見いだした。
3.河口感潮域および汽水域における塩水遡上:これまでに開発された3次元解析モデルを実際の汽水域に適用することにより、塩水遡上現象の再現を試みた。さらに、観測結果と比較することにより、基礎式および境界条件に関する問題点を明確にし、モデルを改善するための指針を得た。
4.河川における水質の横拡散:これまでに開発された一般曲線座標系を用いた平面二次元解析モデルを実河川に適用し、観測結果との比較よりモデルを検証するとともに、流況と水質の拡散過程の関係を明らかにした。
5.混相流・密度流における諸係数の設定:混相流・密度流の基本的な流れを再現するための拡散係数および粘性係数の設定法をまとめ、数値解析モデルの高精度化のための有益な知見を得た。

Research Products

• [Publications] IWASA,Y.: "Transverse Mixing at the Confluence of the Three Rivers in the Yodo River System" Proc.Int'l Conference on Physical Modeling and Turbulent Transport. 12B7-12 (1990)
• [Publications] IWASA,Y.: "Hydraulic Analysis of Sediment Including Flows over Smooth Bed" Proc.Int'l Conference on Physical Modeling and Turbulent Transport. 11B13-18 (1990)
• [Publications] SHEN,H.: "ThreeーDimensional Analysis of the Flows in Lake Biwa and Their Characteristics" Proc.7th Congress of APDーIAHR. III. 239-244 (1990)
• [Publications] IWASA,Y.: "The Way to Numerical Hydraulics" Proc.3rd JSPSーVCC Seminar on Integrated Engineering. (1990)
• [Publications] 松尾 直規: "平面多層モデルによる貯水池の富栄養化現象の数値解析" 水工学論文集. 35. (1991)
• [Publications] 村本 嘉雄: "水温計格子を用いた浅水湖の成層破壊過程" 京都大学防災研究所年報. 34Bー2. (1991)