Katsuhide Yokoyama

FIELD OBSERVATION AND NUMERICAL SIMULATION ON TURBIDITY AND SEDIMENTATION IN THE SHICHIKASHUKU RESERVOIR

河川上流部において洪水時に流送される土砂の大半は、 河床材料よりはる.かに細粒な濁質であ り、ウォッシュ ロー ドに区分される。 しかし大きなダム湖が建設される と、微細な濁質も湖内で沈降するようになり、その量の 大きさのために、有効貯水容量に影響を及ぼす。また、 濁質に付着する栄養塩も沈降するため、貯水池の長期的 水質環境に影響を及ぼす。 濁質の堆積による有効貯水容量の減少は、湖内の堆積 分布に依存する。すなわち、水利用頻度の高い浅部への 堆積は影響が大きく、深部への堆積は影響が少ない。ま た、沈殿した栄養塩の溶出は溶存酸素状態に依存するの で、水温躍層より浅い部分への堆積と深い部分への堆積 とでは、その後の水質変化への影響度は異なるであろう。 さらに、浅い部分に堆積 した濁質は、風浪や乱流によっ て再浮上して移動する確率が高い。以上のことから、流 入した濁質の堆積空間分布の把握は、貯水池管理上重要 であると考えられる。 このため、貯水池に流入 した細粒土砂の流動及び堆積 現象に関する研究は古くから行われている1)2)3)4)。 これ らの多くは、室内実験に基づくもので、また解析も比較 的単純な境界形状に対してのものだった。一方、近年、 水理計測技術の進歩と共に、濁水流動の状況を現地で計 測できるようになってきた5)。また、計算機の発達にと もない、乱流モデルを用いた三次元流動計算が可能 と なった6)。 そこで本研究では、宮城県七ヶ宿貯水池において著者 らが観測した濁質流動 ・堆積現象5)7)について、k-εモデ ルを用いた三次元数値シミュレーションを行い、濁度と 流速の鉛直分布及び堆積空間分布の再現性を検討した。

Visualization of a Muddy Stream in a Stratified Reservoir

Turbid water intruding into a stratified reservoir was visualized by two kinds of equipment mounted on a boat; Precise Echo Sounder (PES) and Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP). By PES, a cloud of fine solids suspended in the water was clearly visualized even if the turbidity was less than 20 ppm. On the other hand, the velocity measurements by ADCP contained a lot of error because of the trembling of the sensor caused by wind waves. The order of the velocity fluctuation at each cell was 5 cm/s while the order of the current was 10 cm/s. However, the resultant picture shows the flow pattern and the velocity distribution in a section fairly well : The turbid water flowed down on the bottom slope as an inclined plume with the maximum velocity of 15cm/s, took off the bottom at the depth of 16 meters, and intruded into the reservoir horizontally along the thermocline with the velocity of 10 cm/s. It is noteworthy that the horizontal stream along the thermocline concentrated in a narrow region in the transverse section although the reservoir water was highly stratified.

ON THE GROWTH RATE OF S. GILGIANA ON RESERVOIR MARGIN WHICH APPEARS IN AIR ONLY IN SUMMER SEASON

Because the water stage is seasonally varied in a reservoir for flood control, there appears unsightly non-vegetated band along the margin, which diminishes the value of a reservoir, eg, for resort use. In this paper, some basic data are presented for vegetating the bands with S. Gilgiana which is persevering to submergence. Its growth rate under the condition of flood control reservoir is estimated by a field survey in Kamafusa reservoir. The result shows that the estimated growth rate is about the half of its value under an ordinary growth condition. A consideration is made by refering to the seasonal variation of the water stage and the characteristics of seasonal growth of S. Gilgian.