| 研究概要 |
浅い停滞性水域における擾乱に対する水環境の応答,つまり機械的・熱的擾乱による水質輸送現象の解明を行った.
まず,機械的擾乱による密度界面を介して下層流体の上層への鉛直水質輸送を支配する水域の風上側に形成・発達する楔状の中間層の挙動特性について検討を行った.吹送流に起因する鉛直1次元的な混合現象が卓越する場合には,楔の形状規模は層平均リチャーソン数に依存する.また,楔内の密度は指数関数的に変化しその鉛直分布形状は相似性が成立する.さらに,楔の伸縮速度は連行の規模を表すパラメータに規定されることを明らかにした.
ついで,現地観測から熱的擾乱および機械的擾乱に対する水域内の水温および水質要素の1つである溶存酸素濃度の日サイクルの挙動について検討した.溶存酸素濃度の鉛直分布構造は,熱的擾乱が卓越する場合には,日中の顕著な水温成層化,夜間の水温混合層の発達に敏感に追随すること,機械的擾乱が卓越する場合には,最曝気による酸素供給と吹送流による輸送により一様に分布することを明らかにした.
さらに,水温分布の現地観測結果を用いて,鉛直1次元拡散方程式に基づき鉛直渦動拡散係数の推定を行った.その結果,浅い停滞性水域内の鉛直渦動拡散係数の分布構造および乱流拡散型水質予測モデルに不可欠な成層化関数が明らかとなった.
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