ADI法を用いた2次元単層モデルによる湖山池湖流の数値解析

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  • Numerical Study of Water Motion in Lake Koyama using the Two-dimensional One-Layer Model Incorporated with ADI Method
  • ADIホウ オ モチイタ 2ジゲンタンソウ モデル ニ ヨル コヤマイケコリュウ ノ スウチ カイセキ

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抄録

鳥取県湖山池は,富栄養化･有機汚濁の進行により,さまざまな水環境問題を抱えている.同池の水環境の保全･改善に向けた基礎的研究として,ADI法を用いた2次元単層モデルにより潮流の流動特性について検討した.湖山池周辺の代表風向である西風,北西風,北風の3ケースを想定し,数値シミュレーションを行なった.まず,流速および水位変動の時間的変化について検討した.その結果,いずれの地点においても流速と水位変動は,計算開始から40時間程度で収束し,定常状態に達していた.また,湖心の水位変動は振動幅が小さく,湖岸付近では振動幅の大きいセイシュが長時間継続していた.このことから,本モデルは閉鎖性水域におけるセイシュ発生の現象を良好に再現していると考えられた.つぎに,湖山池における大局的な潮流の流動パターンについて考察を行なった.その結果,風向の違いにより発生する水平循環流のパターンが異なっていることがわかった.また,3ケースの計算結果はいずれも,水深の浅い領域で吹送流に起因する順流が生じ,水深の深い商域では傾斜流に起因する逆流が生じており,これらの流れが水平循環流を形成させていた.このような計算結果は,湖山池の湖盆形状と水平循環流の発生機構を十分に反映したものと考えられた.最後に,潮流の流動特性の観点から,湖山池の底質環境について検討した.3ケースの流動パターンと,底質の粒度組成を比較検討したところ,流速が小さく流れが停滞している領域で粘土は多く,また流れが速い沿岸付近で粘土は少ないことがわかった.これらは,懸濁物の沈降･堆積の過程を反映した結果であると考えられ,湖内の流動特性は底質環境と密接に関わっていることが示された.

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