北海道の自然湖沼の塩水化傾向と融雪出水を利用した淡水化工法に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05555147
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: 山田 正 中央大学, 理工学部, 教授 (80111665)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山下 俊彦 北海道大学, 工学部, 助教授 (80143692) ; 内島 邦秀 北見工業大学, 工学部, 助教授 (40003181) ; 佐渡 公明 北見工業大学, 工学部, 教授 (90003201) ; 長谷川 和義 北海道大学, 工学部, 助手 (70001328) ; 藤田 睦博 北海道大学, 工学部, 教授 (80001139)
• Keywords: 青潮 / アオコ / 淡水化 / 湖水環境 / 富栄養化 / 塩水楔 / 湖流動 / 成層化

Research Abstract

平成7年度は、北海道東部を流れる網走川の感潮域に位置する網走湖の塩水化傾向と塩淡二成層化による湖内流動特性・湖水環境への影響について明らかにした。また、数値解析に基づく湖の塩水化防止工法の提案とその可能性について検討を行った。湖の塩水化傾向については昭和25年以降の網走地方(網走川流域)の気象・水文データと数値解析により考察を行った。これにより湖の塩淡境界面の長期上昇が年降水量の減少に第一義的に起因していることを明らかにした。このことは地球規模の小雨傾向が地球環境の縮図である湖の水環境にも密接に関連していることを表している。また、湖の塩淡境界の長期変動のメカニズムを理論的に解明し、数値解析により界面変動の将来予測を行った。これにより湖は10年後にほとんど塩水湖となることがわかった。また、湖の流動特性については現地観測、室内実験および数値解析により考察を行った。ここでは主に湖全体の流動特性、洪水時の流入泥水の噴流特性、湖の生態系や湖水環境に多大な影響を及ぼすアオコや青潮の挙動を重点的に扱った。これにより湖は密度成層、風、湖盆形状および流入河川の影響を受け鉛直方向に4層に流速、流向が変化し、窒素やりんなどの栄養塩類の湖内拡散やアオコの分布に微妙に影響していることがわかった。また、網走湖では青潮が2、3年周期で発生しており、これを抑制するには湖の塩淡境界面を低下させることが有効であることを明らかにした。以上から湖の浄化には人為的な淡水化対策が必要であることを確認できた。湖の塩水化防止策は2つに大別できる。1つは上流側で河川流入量を制御する手法であり、1つは下流側で海水遡上を制御する手法である。前者においては自然現象である融雪出水を利用した下層塩水の強制的な吐き出し工法が有効であることがわかった。後者においては湖出口付近に塩止め堰を設け、積雪時の河川流入が少ない時期に海水流入を阻止し、夏期の多雨期に堰を開放することで海水の流入防止と魚道の確保が両立できることがわかった。

Research Products

• [Publications] 山田正: "網走湖における塩淡二成層の形成と挙動に関する研究" 水工学論文集. 40. 589-594 (1996)
• [Publications] 山田正: "網走川における塩水遡上に関する研究" 第23回土木学会関東支部技術研究発表会講演概要集. 200-201 (1996)
• [Publications] 山田正: "閉鎖性水域に流入する遅い流れの挙動に関する実験的研究" 第23回土木学会関東支部技術研究発表会講演概要集. 326-327 (1996)
• [Publications] 山田正: "内部波の浅水変形に関する基礎的研究" 水文・水資源学会1995年研究発表会要旨集. 128-129 (1995)
• [Publications] 山田正: "網走湖における塩淡境界の変動に関する研究" 土木学会第50回年次学術講演会講演概要集. 2-A. 520-521 (1995)
• [Publications] 山田正: "急拡部をもつ開水路流れの数値解析" 土木学会第50回年次学術講演会講演概要集. 2-A. 330-331 (1995)