| 研究分担者 |
肥後 靖 広島大学, 工学部, 助教授 (20156582)
土井 康明 広島大学, 工学部, 助教授 (10134454)
馬場 榮一 広島大学, 工学部, 教授 (30274129)
二宮 伸治 広島国際大学, 保険医療学部, 助教授 (60237774)
岩下 英嗣 広島大学, 工学部, 助教授 (60223393)
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| 研究概要 |
海浜内の流れの可視化実験ならびに圧力計測実験より,海浜への浸透現象は海浜における砕波を伴う非線形波動が駆動力となっていることを明らかにした。続いて,この非線形波動による定常圧力をWave Set-upとSet-downの概念から導出し,海浜表面定常圧分布の計側値と比較した結果,良好な一致を得た。次に,非線形波動理論に基づいて導出された海浜表面定常圧力分布を境界条件として海浜への浸透流の数値シュミレーションを行い,可視化実験による浸透水流れと比較した結果,良好な一致を得た。
Wave Set-up,Set-downの起点となる砕波点と波の駆け上がり点が明確になれば,海浜の海水浸透挙動が推定できることが明らかになった。この観点から,波浪条件,海浜傾斜条件等を変えて砕波点,波の駆け上がり点を計測する実験を実施し,砕波点と波の駆け上がり点を推定する実験式は定性的な傾向を示すことが判明した。そこで,数値シュミレーションにより海浜傾斜角が海水循環に与える影響を調査し,傾斜角が小さいときに海水の浸透面積は増大し,大きいときに浸透速度が増大することが分かった。循環海水が海浜に生息する生物に栄養及び酸素を供給していることを考えると,海水は海浜内部に一定時間滞留する必要がある.上記の結果は,海浜内部の生物環境の観点から最適な傾斜角が存在することを示唆している。また、傾斜角が大きいとき、波崩れ位置での流れの吸い上げ力が大きく、シルトなど微小粒子の土壌からの流出が大きいことも実験的に判明した。これは、土壌内シルト含有率と相関の強いバクテリアの個数が減少することに対応しており、土壌内生物活動に傾斜角が影響することも分かった。これまで十分に知られていなかった沿岸土壌内の流動性状が本研究で明らかにされたことは、沿岸エコシステムの理解とその保全にとって重要な知見を与える。
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