複断面水路河口部の塩分侵入現象に関する実験および現地研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14550517
• 研究機関: 八戸工業高等専門学校
• 研究代表者: 藤原 広和 八戸工業高等専門学校, 建設環境工学科, 助教授 (70199389)
• 研究分担者: 矢口 淳一 八戸工業高等専門学校, 建設環境工学科, 教授 (80342450) ; 杉田 尚男 八戸工業高等専門学校, 建設環境工学科, 助教授 (10280322)
• キーワード: 汽水湖 / 複断面水路 / 塩分 / クロロフィルa / ヤマトシジミ / 重回帰分析 / ファジイ推論 / ニューラルネットワーク

研究概要

(1)複断面水路密度流の混合係数について
複断面河道部と狭窄部に着目し、その混合特性を把握することを目的とし、室内実験を行い、測定データを基に混合係数を算出し、狭窄部の有無による複断面水路密度流の特性を考察した。その結果、複断面水路において狭窄部有りの場合の無次元横断方向混合係数は、塩淡水位差小で大きくなり、塩淡水位差大で小さくなり、現地の無次元横断方向混合係数は実験値より大きくなる。高瀬川の混合係数は、複断面水路形状による効果が大きいことがわかった。
(2)塩分侵入量計算モデルについて
河口水位と小川原湖水位のみを用いて、AL手法による塩分流出入量の適用可能性を検証したMIN-MAX合成重心法、簡略化推論法の2種類のファジィ推論モデルとニューラルネットワークモデルによる適用可能性の検討を行った。その結果、ニューラルネットワークモデルによる解析が予測手法として適用可能性が高いことがわかった。ニューラルネットワークモデルによる予測では,通過塩分量の傾向をうまく捉えることができ,相関係数も0.9以上と極めて高い値となった。昨年の重回帰分析による解析値との比較では,ニューラルネットワークによる解析の方が高い相関係数を示した。
(3)現地観測について
2002年8月から実施している水質調査結果をまとめ、水質分布特性について考察した。さらに、ヤマトシジミの現存量調査を行い、水質調査結果と統計的に比較し、水質状況からシジミの現存量を推定することを試みた。その結果、湖内水質は湖南部では流入河川(淡水)により影響を受け、湖北部では塩分侵入の影響を受けることがわかった。夏季に湖南西部で、春に湖心部で藻類の増殖が活発化し、CODが増加していることがわかった。また、塩分・濁度・クロロフィルa・水温により、シジミの現存量推定が可能であり、小川原湖のセモダ地区がシジミの生息環境として適していることがわかった。

研究成果

• [文献書誌] 藤村和也, 三浦祐子, 杉田尚男: "ファジィ推論を用いた小川原湖への塩分侵入現象について"第8回計算工学講演会論文集、B-11-4. 545-548 (2003)
• [文献書誌] 藤村和也, 三浦祐子, 杉田尚男, 藤原広和: "小川原湖への塩水侵入について"第58回土木学会年次学術講演会講演概要集. (CD-ROM). II-334 (2003)
• [文献書誌] 豊巻信吾, 矢口淳一, 藤原広和: "小川原湖における栄養塩等の分布について"第40回環境工学研究フォーラム講演集. 129-131 (2003)
• [文献書誌] 藤原広和, 高杉奨, 水野俊輔, 矢口淳一, 杉由尚男: "小川原湖内のクロロフィルaと濁度に関する現地観測"八戸高専紀要. 第38号. 165-168 (2003)
• [文献書誌] 藤原広和, 水野俊輔, 高杉奨, 杉由尚男, 矢口淳一: "小川原湖の塩分および水温分布に関する現地研究"八戸高専紀要. 第38号. 169-173 (2003)
• [文献書誌] 杉田尚男, 藤原広和, 三浦祐子, 矢口淳一, 藤原広和: "小川湖への塩水侵入について"八戸高専紀要. 第38号. 175-180 (2003)
• [文献書誌] 水野俊輔, 濱中亮輔, 藤原広和: "狭窄部を考慮した複断面水路密度流の混合係数について"平成15年度土木学会東北支部技術研究発表会講演概要集. 194-195 (2004)
• [文献書誌] 新岡司, 本宮秀美, 平脇勝紀, 杉田尚男, 藤原広和: "AL手法による小川原湖への塩水侵入について"平成15年度土木学会東北支部技術研究発表会講演概要集. 196-197 (2004)
• [文献書誌] 高杉奨, 元沢秀聡, 藤原広和: "小川原湖における水質の空間分布特性について"平成15年度土木学会東北支部技術研究発表会講演概要集. 198-199 (2004)
• [文献書誌] 豊巻信吾, 矢口淳一, 藤原広和: "小川原湖における水質環境調査"平成15年度土木学会東北支部技術研究発表会講演概要集. 870-871 (2004)
• [文献書誌] 鎌田裕, 高杉奨, 藤原広和: "小川原湖における水質シジミの現存量と水質の関係について"平成15年度土木学会東北支部技術研究発表会講演概要集. 872-873 (2004)