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水面加熱・冷却による浅い停滞性水域段落部の密度流に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 09660262
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 農業土木学・農村計画学
研究機関九州大学

研究代表者

森 健  九州大学, 農学部, 助教授 (50117272)

研究分担者 平松 和昭  九州大学, 農学部, 助手 (10199094)
四ヶ所 四男美  九州大学, 農学部, 教授 (80038265)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1998年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1997年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード停滞性水域 / 水環境 / 密度流 / 熱対流 / 水温混合層 / 成層流 / 渦動拡散係数 / 混合層
研究概要

水環境の保全・改善には、対象とする各種水域に付加された外乱に対する水域内流動およびこれに対する水環境の応答に関する定量的把握が最も重要となる.
本研究は,農業用排水路,クリークおよびため池などの比較的水環境の保全・改善には、対象とする各種水域に付加された外乱に対する水深が浅く,しかも外界水との交換率が悪い停滞性水域における水環境を対象とし、熱的擾乱が付加された水域における水質予測モデルの確立を目的としたものである.
まず,現地観測により,水域に付加される日サイクルの熱的擾乱に基づく流動と水質輸送に及ぼす影響に関する検討を行い,水質悪化が顕著となる夏期に,日射による水温成層の発達が水質の鉛直輸送を抑制すること,一方,夜間の冷却による混合層の発達に伴う密度流が水質の鉛直輸送を促進することなどを明らかにした.また,室内水理実験により,段落ち部を有する水域における熱的擾乱に起因する密度流現象に関する検討を行い,冷却期において,段落ち部の存在による水深差に基づく水平方向の密度不安定による浅水域と深水域の間の水平対流が,水域内循環流の規模を大きくする効果を有することが明らかとなった.
次いで,水質予測における主要な境界条件の一つである水位変動予測手法について検討した.河川感潮域の水位変動を対象として強い自己相関を有する時系列の予測に有効とされるフィードバック型ニューラルネットワークモデルの適用可能性を示した.
さらに,現地観測および室内水理実験に基づいた鉛直2次元熱対流モデルにより,段落ち部を有する水域の非成層場および成層場の水面冷却による対流セルの形成,発達過程とその流動特性について検討した.この鉛直2次元モデルは,水域内の流動および水質輸送を担う対流セル形成・発達過程・段落ち部存在による水平対流の形成とその規模および対流セル構造に及ぼす密度界面の影響などをほぼ再現することができた.

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] Hiramatsu K.: "The Use of Genetic Alogorithm and Artificial Neural network for the Short-Term Prediction of water-Stages in a Tidal River" Proceedings of the 11th Congress of Asia and Pacific Division of the International Association for Hydraulic Research. 587-595 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harada M.: "Measuring Method of Suspension Concentration in Open Channel Flow using Image Processing" Proceedings of the 11th Congress of Asia and Pacific Division of the International Association for Hydraulic Research. 607-616 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 平松和昭: "フィードバック型ニューラルネットワークによる低平地排水河川の水位予測" 応用水文. 11. 37-45 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuaki HIRAMATSU: "The Use of Genetic Algorithm and Artificial Neural network for the Shor Term Prediction of Water-Stages in a Tidal River" Proceedings of the 11th Congress of Asia and Pacific Division of the International Association for Hydraulic Research. 587-595 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masayoshi HARADA: "Measuring method of Suspension Concentration in Open Channel Flow using Image-Processing" Proceedings of the 11th Congress of Asia and Pacific Division of the International Association for Hydraulic Research. 607-616 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuaki HIRAMATSU: "Prediction of water-stages in a Tidal River using Feedback Artificial Neural Network" Applied Hydrology. 11. 37-45 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiramatsu K.: "The Use of Genetic Algorithm and Artificial Neural network for the Short-Term Prediction of water-Stages in a Tidal River" Proceedings of the 11th Congress of Asia and Pacific Division of the International Association for Hydraulic Research. 587-595 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Harada M.: "Measuring Method of Suspension Concentration in Open Channel Flow using Image Processing" Proceedings of the 11th Congress of Asia and Pacific Division of the International Association for Hydraulic Research. 607-616 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 平松和昭: "フィードバック型ニューラルネットワークによる低平地排水河川の水位予測" 応用水文. 11. 37-45 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Eisaku Shiratani: "Modeling of Nitrogen Discharge from a Bavley field" Rural and Environmental Engineering. 33. 37-53 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 森 健: "浅い閉鎖性水域の流動と水質" 平成9年度農業土木学会九州支部シンポジウム論文集. 63-82 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 平松 和昭: "人工知能(AI)による河川感潮域の水環境の予測" 平成9年度農業土木学会九州支部シンポジウム論文集. 1-22 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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