有明・八代海域における高潮ハザードマップ形成と干潟環境変化予測システムの構築

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13358005
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 滝川 清 熊本大学, 沿岸域環境科学教育研究センター, 教授 (80040450)
• 研究分担者: 山田 文彦 熊本大学, 工学部, 助教授 (60264280) ; 原田 浩幸 熊本大学, 工学部, 助教授 (20222234) ; 古川 憲治 熊本大学, 工学部, 教授 (60029296) ; 田中 健路 熊本大学, 工学部, 助手 (30315288) ; 柿木 哲哉 神戸市立工業高等専門学校, 都市工学科, 講師 (50353298)
• キーワード: 有明・八代海の環境 / 自然環境評価 / 環境共生 / 干潟底質 / 干潟浄化機能 / 高潮・高波 / 高潮ハザードマップ / 干潟地形変化

研究概要

1.台風に伴う高潮問題に対して、高潮と波と潮汐とを同時に考慮した数値計算手法の開発および精度の向上を行い、これを基に有明・八代海域における想定最大被害を対象として、モデル台風の選定とともに計算を実行し、最大水位、最大波高の分布を調べ、ハザードマップの資料を得た。熊本県の行政に対し、想定最大高潮を対象とした、新しい高潮減災対策の基本方針を指導し政策に反映させた。
2.有明不知火海の高潮ハザードマップ作成に向けて、局地気象モデル(PSU/NCAR MM5)を用いた海上風の推算を行った。1999年の1年間にわたる計算を行い観測値と比較した結果、モデルは観測風をよく再現することがわかった。また、モデルにより地形の影響を考慮した海上風を計算することが示され、モデルで計算された海上風速を用いれば高精度な高潮予測が可能であることが示唆された。また、高潮の数値シミュレーションや強風作用下での沿岸域での吹送流と波浪流による流れを対象とするときにも,風・波浪・吹送流の相互作用が重要となる。特に,浅水変形を受けて波形勾配が増大してくると,風から波浪へのエネルギー伝達率も増大し,波浪の砕波調節機構が変化して,白波砕波率が増大する。これにより,波浪⇒広域海浜流へのエネルギー輸送率が上昇し,沿岸域での吹送流の発達が強化される。本研究では,広域海浜流や有明海のような極浅海域での高潮の数値モデルに焦点を絞り,沿岸海洋における風による海水流動のモデルを示した。
3.熊本県白川河口域干潟の地形変動特性を把握することを目的とし,現地観測と数値シミュレーションを行った.その結果,白川河口域の干潟は,冬季に侵食、夏季に堆積傾向にあることが、現地観測により明らかになった。また、干潟における底泥の巻き上げ・沈降,底泥の輸送およびこれによる干潟地形変化の数値モデルを開発し,干潟地形変化のメカニズムを明らかにした.また、内湾河口域の干潟上で約2年間に渡って地盤高の岸沖分布を計測した。干潟断面ではバー地形が顕著に表れないので,その岸沖分布を2次多項式で近似し,時間変動項を分離するデータ解析手法を提案した.さらに時間変動を考慮した3つの地形パラメータ(凹凸度・平均勾配・鉛直変位)を定義し,外力の時系列と直接比較することで干潟地形変化の要因分析を行なった.その結果,鉛直変位パラメータは年周期の変動を行なっており、平均潮位と正の相関性が高いことがわかった.
4.干潟の浄化能力を脱窒の観点から検討し、採取した底泥サンプルの脱窒活性の測定、MPN法による脱窒菌の計数を行い、実際の干潟での脱窒能の推定と影響因子の特定を行った。さらに今回、水質、特にこれまで精度の高い分析手法で測定されていなかつたクロロフィル-a濃度を数百ng/Lレベルまで測定できる分光蛍光光度法で測定し、これを将来に向けての水質予測とするためデータの集積を図った。同時に採取した海水について微粒子や細菌、プランクトンの分布に関するデータを集積した。

研究成果

• [文献書誌] 滝川 清, 田中健路, 外村隆臣, 西岡律恵, 青山千春: "有明海の過去25年間における海域環境の変動特性"海岸工学論文集. 第50巻. 1001-1005 (2003)
• [文献書誌] 田中健路, 滝川清, 成松明: "有明海とその周辺地域における近年の気候変動の傾向"海岸工学論文集. 第50巻. 1171-1175 (2003)
• [文献書誌] 原田浩幸, 滝川清: "諫早湾堤防内底泥の水質浄化能力と塩分の影響"海岸工学論文集. 第50巻. 1251-1255 (2003)
• [文献書誌] 栗山善昭, 滝川清, 榎園光廣, 野村茂, 橋本孝治, 柴田貴徳: "熊本白川河口干潟における土砂収支の検討"海岸工学論文集. 第50巻. 556-560 (2003)
• [文献書誌] 柿木哲哉, 滝川清: "平均水面の季節変動が干潟地形に及ぼす影響"海岸工学論文集. 第50巻. 471-475 (2003)
• [文献書誌] Takikawa.K., K.Tanaka, C.Aoyama, R.Nishioka, T.Hokamura: "Long-term variation of water quality variables in the Ariake Sea over 25 years"Asian WATERQUAL2003 (IWA-Asia Pacific Regional Conf.). ID:1QHL17. 1-8 (2003)
• [文献書誌] Takikawa, K., C.Aoyama, K.Tanaka: "Characteristics of Environment and Tidal Current in the Ariake Sea"Asian and Pacific Coasts 2003. 1-10 (2003)
• [文献書誌] 渡辺 枢, 滝川 清, 青山千春, 田中健路: "干潟を有する閉鎖性海域におけるσ座標系3次元流動解析"平成15年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集第II部門. II-38 (2004)
• [文献書誌] 山崎大輔, 滝川清, 塚水隆, 田中健路: "3次元直交格子座標系モデルを用いた有明・八代海の流動場の数値シミュレーション"平成15年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集第II部門. II-36 (2004)
• [文献書誌] 弥富祐二, 滝川清, 田中健路, 行平哲哉, 増田達哉: "熊本港内に設置した人工干潟環境の物質変化に関する研究"平成15年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集第II部門. VII-26 (2004)
• [文献書誌] 森 英次, 滝川清, 田中健路: "八代海の環境変化の要因分析に関する研究"平成15年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集第II部門. VII-27 (2004)
• [文献書誌] 津留秀明, 滝川清, 西間庭大吾, 成松明, 田中建路: "有明海干潟上における大気-陸面-海水相互作用に関する観測研究"平成15土木学会西部支部研究発表会講演概要集第II部門. II-40 (2003)
• [文献書誌] 成松明, 滝川清, 田中健路: "1970年代以降の有明海海域の長期変動〜気象・海象観測資料による解析〜"「九州・山口地区海岸工学者の集い」講演会. 第13号. (2004)
• [文献書誌] 原田浩幸, 滝川清: "有明海干潟底泥浄化能力評価に関する基礎的研究"3大学合同「みらい有明・不知火シンポジウム」. 2-1-2-8 (2003)
• [文献書誌] 滝川清, 田中健路, 外村隆臣: "有明海域の過去25年間における環境変動特性と近年の気候変動の傾向"3大学合同「みらい有明・不知火シンポジウム」. 1-10 (2003)
• [文献書誌] 山下隆男: "沿岸海洋における風による海水流動"海洋気象学会誌,海と空. 第78巻第2号. 85-91 (2002)
• [文献書誌] 馬場康之, 加藤 茂, 山下隆男: "冬季季節風による広域海浜流-上越・大潟海岸を例として- (現地観測結果)"海洋気象学会誌,海と空. 第78巻第2号. 59-66 (2002)
• [文献書誌] 加藤 茂, 馬場康之, 山下隆男: "冬季季節風による広域海浜流-上越・大潟海岸を例として- (広域海浜流の数値モデルとしれによる再現計算)"山海洋気象学会誌,海と空. 第78巻第2号. 67-72 (2002)
• [文献書誌] 山下隆男, 加藤 茂, 大澤輝夫, 筆保弘徳, 西口英利: "MM5による冬季季節風時の海上風の再現性について"海岸工学論文集. 第49巻. 186-190 (2002)
• [文献書誌] KyeongOk Kim, T.Yamashita: "Tidal Simulation in Ariake Sea by Parallelized Ocean Model"Recent Advances in Marine Science and Technology. 267-278 (2002)
• [文献書誌] KyeongOk Kim, T.Yamashita: "Parallel Computation of Coupled Atmosphere and Ocean Model, -The Case Study of Typhoon 9918 in the Yatsushiro Sea"Annuals of Disas.Prev.Res.Inst., Kyoto Univ.. No.46. 627-636 (2003)
• [文献書誌] 山下隆男: "沿岸域における風による海水流動と海環境"第2回海環境と生物および沿岸環境修復技術に関するとシンポジウム(特別講演). 1-5 (2003)
• [文献書誌] 加藤 茂, 山下隆男: "上越・大潟海岸で観測された広域海浜流の再現数値シミュレーション"海岸工学論文集. 第50巻. 391-395 (2003)
• [文献書誌] Kato S., T.Yamashita: "Coastal Current System and Its Simulation Model"Annuals of Disas.Prev.Res.Inst., Kyoto University. No.46. 619-626 (2003)
• [文献書誌] HARADA hiroyuki (熊本大学), SHIOMICHI Toru (EXCO): "Nitrogen and phosphorus recovery from piggary waste water treatment facility"3^<rd> international symposium on environmentally conscious design and inverse manufacture. 422-426 (2003)
• [文献書誌] 原田浩幸, 林泰弘, 滝川清(熊本大学): "諌早湾堤防内底泥の水質浄化能力と塩分の影響 The effects of saline on water purification of marine sediment at Isahaya Bay in Japan"海岸工学論文集 Coast Engineering research. 50. 1251-1255 (2003)
• [文献書誌] HARADA hiroyuki (熊本大学), SHIOMICHI Toru (EXCO): "Phosphorus Removal of Piggery Waste Water and the Treatment Water"Asian waterqual 2003 IWA-Asia Conference Regional Conference. (CD版). 2Q1F05 (2003)
• [文献書誌] HARADA hiroyuki (熊本大学), SHIOMICHI Toru (EXCO): "Nitrogen Removal from Effluent of Pig breeding Drainage Treatment Facilities"Proceedings of Strong N and agro 2003. 677-681 (2003)
• [文献書誌] 原田浩幸(熊本大学), 広田隆司, 村尾勇次(熊本県下水道公社), 藤井正博, 松下知広(ユニチカ): "小型沈殿部を有する二重管型気泡塔を用いた遠心脱水機ろ液のMAP処理に関する研究: Phosphorus removal in dewatering side stream by MAP crystallization Method Using Bubble column with Draught tube and compact settling zone"下水道協会誌論文集 journal of Japan sewage works. 40. 99-110 (2003)
• [文献書誌] 原田浩幸, 林泰弘, 滝川清(熊本大学): "Evaluation of Water purification of Marine Sediment from Ariake coast tidal Flats"6th International Marine Biotechnology Conference. 1P33 (2003)
• [文献書誌] 山田文彦, 小林信久, 柿木哲哉: "地形パラメータを用いた干潟断面の季節変動の要因分析"海岸工学論文集. 第50巻. 551-555 (2003)
• [文献書誌] F.Yamada, N.Kobayashi: "Parameterization of Mudflat Profile Changes Caused by Seasonal Tide Level Variations"Ctr. for Appl.Coast.Res, Univ. of Delaware. Res.Rep.No.CACR-03-02. 192 (2003)
• [文献書誌] F.Yamada, N.Kobayashi, T.Kakinoki: "Dominant Causes of Morphological Changes on Intertidal Flats"Asian and Pasific Coasts 2003. (In press). (2003)
• [文献書誌] 吉野純, 石川裕彦, 植田洋匡: "Piecewise Potential Vorticity Inversionを用いた中緯度における台風9918号の衰弱・再発達過程に関する診断的解析"京都大学防災研年報. 第45B号. 423-442 (2003)
• [文献書誌] 滝川清(編集委員, 分担執筆): "不知火海高潮災害誌〜台風18号の記録〜"熊本県不知火町. 295 (2003)