| 研究概要 |
理論的な裏付けをもって河川における水質環境基準を達成するには,水質ダイナミックスを考慮に入れ,許容できる汚濁負荷量の総量と流路に沿った汚濁量の適正配分が推定可能な最適化モデルを構築することが基本的に重要なこととなる.本研究の最終目的はネットワーク状に複雑に連結した河川網における水質制御問題を取り扱うことであるが,本年度の研究では,このような任意の河川網を取り扱う際の基本となる単一河川流路について,定常の流れ場を考慮に入れた水質環境の最適制御モデルの基本形を構築し,その有効性を検証した.水質因子の移流に寄与する水理環境を水質環境場に組み入れるために定常漸変流モデルを組み立て,これと生物化学的酸素要求量(BOD)及び溶存酸素(DO)に関する移流・分散式モデルを連成させて水質ダイナミックスを表現し(水質ダイナミックス・モデルの定式化には,制御最適化モデルの汎用性を高める観点から,有限要素法を導入した),これらにさらに環境基準等の条件を付加して,問題の制約条件とした.そして河川全体に対する汚濁負荷総量を最大にし,その最適配分をも推定できるような目的関数のもとで,線形計画の手法により許容汚濁負荷量の最適解が求まる制御最適化モデルを構築した.モデルを一般性のある仮想的な単一河川流路に適用し,種々の条件下でその解性状を精査したところ,きわめて良好に複数の汚濁源からの汚濁負荷量の総量とその最適配分が求まることが明らかとなった.
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