2021 Fiscal Year Research-status Report
Cs-137による複雑系土砂粒子群動態解析：吸着汚染物質の滞留期間の予測に向けて
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21K12205
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| Research Institution | Tsuyama National College of Technology |
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Principal Investigator |
谷口 圭輔 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 講師 (80774794)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 徳孝 金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (60314358)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 河川 / 堆積物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2011年の福島第一原発事故由来のCs-137のうち、河川を流下するものの90%以上が粘土などの微細土砂粒子に吸着されている。河川水中のCs-137は初年度に比べ1～2桁低下しているが、現在も初期沈着量の0.1-0.01%のオーダーで毎年流出し続けている。Cs-137の流路内の滞留に関連して、砂洲（礫洲）などの堆積物中の粗大粒子間隙にトラップされる粘土粒子の挙動の理解が必要である。本研究は、微細粒子の滞留時間の予測モデリングのために、河道勾配・粒径混合比、浮遊粒子濃度などとの関連を現地観測、数値計算、水路実験により総合的に検討することを目的としている。
2021年度には、2種の異なる粒径画分(直径1～2mmの粗砂を粗粒分、70μmの8号砂を細粒分とした)からなる混合砂からなる砂山を作成し、両画分が移動できる流速条件の下で、孤立したベッドフォームの発達時の混合比の変化を調べる水路実験を行った。その結果、粗粒画分を多く含む孤立ベッドフォームが相対的に早く下流へ移動し、細粒画分からなるベッドフォームが上流側に取り残される現象が確認できた。
現地観測については、当初2021年夏の実施を予定していた初期地形の写真測量とサンプリングが、コロナウイルス感染症の蔓延による移動制限のため、2度の延期を余儀なくされ、進捗が遅れている。現在、2022年夏の実施に向けて調整を行っている。
数値シミュレーションについては、iRic、TODAMを用いた予備的な計算を実施しており、想定通りの進捗となっている。2022年度以降、水路実験、数値シミュレーションの結果を反映させていく作業に入る。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
全体としては進捗状況はやや遅れ気味である。最大の要因は、コロナウイルス感染症の影響である。特に、福島県の新田川を対象に実施予定であった現地観測は、実施予定時期が緊急事態宣言やまん延防止措置の期間と重なり、2021年夏、2022年春と２度にわたり延期を余儀なくされた。現在、2022年夏の実施に向けて関係各所と調整を進めている。
水路実験については、2021年度の実験の結果、２粒径画分の粒径の差をさらに大きくしたうえで両者が移動する流速条件を実現するためには、より小型で傾斜のつけやすい水路があるとよいことがわかった。そのため、研究代表者の現在の所属先である津山工業高等専門学校において、新たな水路を設計した。2022年夏までには完成予定である。
数値シミュレーションについては概ね想定通り進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
現地観測については、当初の予定よりも1年遅れとはなるが、2022年夏に初期観測を終了させる。また、研究代表者の所属先が観測地点から遠くなったこともあり、今後も天候などの要因により調査がうまく進まない事態も想定されることから、岡山県津山市周辺にも第２の観測地点を設定することを検討している。
また、水路実験についても、津山高専に設置中の新たな水路が近く完成する見込みである。これが完成すれば、新たに粗粒画分からなる河床に、細粒画分が浮遊した流れを作用させる実験を開始することができる。また、実験をより高頻度に行うことができるので、研究の進捗状況の改善も見込まれる。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額は、福島県南相馬市の試験地における現地観測と試料採取のための旅費や物品費である。当初、2021年度中の実施を計画していたが、同時期に新型コロナウイルス感染症による「緊急事態宣言」や「まん延防止措置」が岡山県および福島県に適用されたことを受け、延期することになったため、執行ができなかった。新たな実施時期を2022年8月下旬から9月上旬として日程を調整中である。
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