Results
研究成果
EcoPARIに基づく沿岸域3次元流動・生態系モデルの再現性向上
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関連する研究項目
Research member
研究メンバー
- 比嘉 紘士【横浜国立大学大学院都市イノベーション研究院 准教授／博士（環境学）】
Purpose
研究目的
水辺利用者の健康リスクを低減することを念頭に，お台場周辺海域において，河川・ポンプ所・水再生センターから海へ放流されたCSOを考慮した大腸菌濃度の挙動の再現計算がσ座標系に基づく3次元流動水質モデルを用いて行われてきた（小野沢ら，2005; Shibata et al. 2014; Poopipattana et al. (2024)）。これらの既往の数値モデルでは，降雨後の大腸菌濃度の増加時の精度は高いものの，大腸菌濃度低下時は観測結果と比べて減少傾向が強く，計算結果が実測値よりも小さくなることが確認されており，流動と水質モデルの改良が求められていた。
そこで，本研究では新たにz座標軸に基づく非静水圧3次元流動生態系モデル（EcoPARI-Simulator（Ecological hydrodynamics simulation system of the Port and Airport Research Institute – Simulator））（田中ら, 2011; Matsuzaki et al., 2024）を改良することで，大腸菌濃度の挙動の再現性の向上を目的とした。
Results
研究成果
EcoPARIの構築では，鉛直乱流及び大腸菌消長モデルの改良，光消散係数の算出に対する浮遊懸濁物質（SS）の考慮を行った．その結果，2019年と2021年対象の再現計算において，図-1に示すように，お台場海浜公園において総降雨量0〜40mm程度の降雨に対して塩分及び大腸菌濃度の精度向上が確認できた．また，図-2，図-3に示すように，水平空間的及び横断目図においても出水時の低塩分水塊の流入及び大腸菌濃度の時系列変化を再現できていることが確認でした．
さらに，2021年9月お台場における出水直後の大腸菌濃度の時系列を図-4に示す．青線の実践及び紫の破線は，それぞれSS考慮の有無を表しており，結果に示す通り，SSを考慮したモデルでは，SSに伴う光消散係数の増加により，大腸菌の不活化が抑制され，再現性の向上に繋がったことが確認できた．
Announcement results
発表業績
- Arii M., Furumai H., Higa H., Nishikawa K. Evaluation of the Effect of CSO Control Facilities in Reducing Fecal Pollution in the Odaiba Seaside Park using an E. coli Fate and Transport Model. Water and Environment Technology Conference (WET 2025) @Nagaoka, Japan, 2025
- Arii M., Higa H., Furumai H. Numerical analysis of fecal pollution caused by combined sewer overflows in the Odaiba coastal area of Tokyo, 20th Korea-Japan/11th Asia Ocean Color Workshop/6th ISEE Symposium @Nagoya, Japan, 2023
- Arii M., Poopipattana C., Furumai H., Higa H. Long-term numerical analysis of fecal pollution caused by combined sewer overflows in the Odaiba coastal area of Tokyo using EcoPARI. 16th International Conference on Urban Drainage (ICUD2024) ＠Delft, The Netherland
Rreferences
参考文献
- 小野澤恵一，鯉渕幸生，古米弘明，片山浩之，磯部雅彦，台場周辺海域における雨天時合流式下水道越流水の数値解析，海岸工学論文集,第52巻土木学会,891-89，2005
- Shibata T., Kojima K., Lee S.A and Furumai H. Model evaluation of faecal contamination in coastal areas affected by urban rivers receiving combined sewer overflows. Water Science and Technology, 70(3),430-436, 2014. https://doi.org/10.2166/wst.2014.225.
- Poopipattana, C. , Suzuki, M., Kumar, M. and Furumai, H. Prediction of Sunlight- and Salinity-Driven Inactivation Kinetics of Microbial Indicators with Validation in a 3D Water Quality Model, Water 2024, 16(3), 437.
- 田中陽二, 中村由行, 鈴木高二朗, 井上徹教, 西村洋子， 微生物ループを考慮した浮遊生態系モデルの構築， 港湾空港技術研究所報告 50 (2): 3-68，2011.
- Matsuzaki, Y., Inoue, T., Kubota, M., Matsumoto, H., Sato, T., Sakamoto, H., Naito, D. Web application of an integrated simulation for aquatic environment assessment in coastal and estuarine areas, Environmental Modelling & Software, Vol.181, 2024. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2024.106184