【研究分野】水工水理学

【研究領域課題番号】14102026 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

微細気泡 / 貧酸素水 / 東京湾 / 水質・生態系 / 環境復元 / モニタリング手法 / 底生生物 / ソーラーパネル / 底質酸素消費速度 / 現地実験 / モニタリング / 底泥微生物構造解析 / 自動昇降式観測システム / 底質堆積年代推定

【研究成果の概要】

東京湾をはじめとする内湾では、夏場に恒常的に現れる貧酸素水により、底生生物のへい死をはじめとする生態系の劣化を引き起こしている。本研究では内湾において最も深刻な問題である貧酸素水に着目し、実現可能性のある改善技術に関する基礎的検討とその効果の長期的予測を通して、貧酸素水改善に向けた戦略を提示することを目指している。本年度は微細気泡発生装置をより使いやすくするためにソーラーパネル等を用いた汎用システムの開発、三番瀬奥に位置する行徳湿地における生態系への影響調査のため長期現場実証実験を実施した。
微細気泡発生装置は、これまでその効果の検証に重点を置いてきたが、今年度はシステムをより使いやすくするための検討も同時に実施した。従来システムでは電力供給に大型発電機を利用してきたが、これは海上設置の大きな足かせになると予測される、そこでソーラーパネルを利用した、より汎用的なシステムを提案した。一方、長期的な環境改善の視点から重要となる生態系への微細気泡の効果に関しては、現地において、二枚貝等底生生物の生残率を検討し、これまでのDOの評価だけでなく、周辺の生物等への影響を評価する手法を確立した。以上により、微細気泡発生装置の実海域への適用手法とその水質・底質生態系改善効果の定量的把握のための方法論を確立し、さらに環境改善効果を高めていくための課題を明らかにした。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2002 - 2006

【配分額】114,400千円 (直接経費: 88,000千円、間接経費: 26,400千円)

【研究分野】水工水理学

【研究領域課題番号】13750484 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

東京湾 / 自動昇降式観測システム / 水質モニタリング / 数値モデル / 富栄養現象 / 環境予測 / モニタリング / セジメントトラップ / 有機物 / 生態系

【研究成果の概要】

東京湾をはじめとする富栄養化した内湾においては貧酸素水による底生生物のへい死や青潮等が問題となって久しい.貧酸素対策としては従来から流入負荷の削減,覆砂等が主に数値モデルを用いて検討されてきたが,それらの中には相反する結論が導かれている等,手法そのものの信頼性に大きな疑問が残されている.その最も大きな要因は有機物動態に関する連続的な観測情報が不足していることが挙げられる.そこで有機物生産の動態の詳細を把握するために昇降式係留系を用いた連続観測を行い,クロロフィルaを含む水質の鉛直分布の詳細を把握すること,およびリモートセンシングSeaWiFSの画像解析により表層クロロフィルa分布を得ることで,3次元的な有機物生産動態を把握し,これらに基づく信頼性の高い数値モデルを構築することを目的とした.東京湾湾奥に位置する京葉シーバースにおいて自動昇降式観測システムを立ち上げ,クロロフィルa,濁度,溶存酸素,濃度,水温,塩分計等の連続観測を実施した.同時にセジメントトラップを設置し,動物プランクトンや懸濁態有機物を含む,有機物沈降フラックスの時系列モニタリングを実施した.これらのモニタリングではいくつかのトラブルにより必ずしも十分なデータが蓄積できなかった面はあるが,改善策を抽出し対策を施したことでモニタリングシステムとしての完成度を高めることができた.これらのモニタリングデータに基づき,これまで開発してきた内湾流動・水質・生態系モデルの高度化を図った.さらに周年の現象再現が行えるよう,プログラムコードに対して東京大学情報基盤センターのスーパーコンピュータ向けのチューニングを施し,長期の現象再現が実用的な計算時間で可能となった.本モデルを用いたシミュレーションの結果,赤潮の発生,有機物の沈降,貧酸素化といった一連の水質劣化過程が再現され,またモニタリングデータを定性的にはよく説明できることが明らかとなった.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】2,300千円 (直接経費: 2,300千円)