底泥が関与する陸水・海域の水質汚染機構の解明と水環境改善工法の開発

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450201
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 神田 徹 神戸大学, 工学部, 教授 (30029144)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中辻 啓二 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10029324) ; 宮本 仁志 神戸大学, 工学部, 助手 (50283867) ; 道奥 康治 神戸大学, 工学部, 教授 (40127303) ; 辻本 剛三 神戸市立工業高等専門学校, 教授 (10155377) ; 西田 修三 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40172663)
• Keywords: 水環境 / 水質汚染 / 底泥 / 湖沼・貯水池 / 沿岸域 / 物質輸送 / 汚濁負荷 / 水質浄化

Research Abstract

神田・宮本は,底泥から流水への溶質の溶出過程に関して,水・底泥界面近傍を底泥直上の濃度境界層と底泥内部に分け,各領域における物質移動の解析を行った.その結果より,溶出フラックスを,底泥直上の流速,底泥の物性,および吸脱着を表すパラメータの関数として定式化した.また,底泥の溶出過程に影響を及ぼす底部凹凸形状周りの流れについて,凹部をもつ開水路流れを対象にしてPIVを用いた画像計測を行い,凹部内の循環流,主流-凹部境界の組織渦など流況特性を評価した.
道奥は,昨年度に引き続き,貯水池の水質調査を実施した.得られた観測データを用いて,生産活動にともなう溶存酸素消費量と流入水や水面から供給される溶存酸素量の収支を把握し,水質浄化のための深層水曝気に必要な溶存酸素量を明らかにした.
中辻・西田は,河口部感潮域における流入負荷の挙動を明らかにするために,昨年度と同様に大阪湾に注ぐ大和川において現地観測を実施した.本年度は,大和川河道部から港口沖合5kmまでの約9km区間において5測点を設け,水質と脱窒速度に関する調査を行った.底泥表層の脱窒菌数は104(MPN/g)のオーダーを示し,また現地の硝酸濃度も昨年度の調査よりも高かったため,昨年度に比して数倍の脱窒速度を有していた.これまでの観測結果とあわせ,河口沿岸域の窒素循環における脱窒作用が予想以上に大きな役割を果たしていることが明らかとなった.
辻本は,閉鎖性水域を想定した平面的な流れ中に凹部を設置し,開口部の形状を変化させ内部流動を画像計測することによって,閉鎖性水域における流れの3次元構造を明らかにした.また,海浜の鳴き砂に付着する有機物・水質・砂粒子と音声との関わりを調査し,音の発生に強熱減量値が影響していることを示した.

Research Products

• [Publications] 東野 誠: "流れ系における水・底泥間の溶質移動過程のモデリング"土木学会論文集. No.698/II-58. 33-43 (2002)
• [Publications] 道奥康治: "曝気形態と貯水池深層水質との関係について"水工学論文集. 第46巻. 1091-1096 (2002)
• [Publications] 宮本仁志: "二次元ウェーブレット変換を用いた開水路凹部流れにおける組織乱流の挙動解析"水工学論文集. 第46巻. 511-516 (2002)
• [Publications] Nakatsuji, K.: "Why has Osaka Bay been polluted?"Proceedings of the 1st Asian and Pacific Coastal Engineering Conference. 428-438 (2001)
• [Publications] 西田修三: "汽水湖における流動構造と物質循環過程"海岸工学論文集. 第48巻. 1116-1120 (2001)
• [Publications] 辻本剛三: "バー地形を活用した置き砂法による鳴き砂の音の回復手法に関する研究"海岸工学論文集. 第48巻. 691-695 (2001)