河口デルタの形成機構と海水面上昇がそれに及ぼす影響に関する理論的・実験的研究

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近年、地球温暖化による水循環環境の変化が危惧されているが、それによる海水準面の上昇によって河口デルタが大きな影響を受けることは必至である。本研究は、河口デルタの形成メカニズムを明らかにし、下流端境界条件である海水準面の変動が河口デルタの形成過程にどのような影響を及ぼすのかを定量的に明らかにすることを最終的な目的として行われた。その第一段階として、次のような成果を得ている。(1)幅5cm長さ4mの河川部と幅1.8m長さ2.5mの海岸部を有する実験模型を用いて、移動床実験を行った。河川部上流から給水及び給砂を行うと河口部において堆砂が生じ河口デルタが形成される。本研究の様な、掃流砂のみが生じ波や海浜流の影響がない条件下では、河口デルタは同心円状に発達し、円弧状デルタによく似た形状となることがわかった。(2)レーザー式変位計を用いて堆積形状の経時変化を測定すると同時に、ビデオカメラを用いてデルタの発達の様子を観察した。その結果、デルタは2次元的な放射状の堆積によって円弧状に発達していくのではなく、1次元的な流路が、分裂による分岐流路の生成、分岐流路の消滅といった過程を伴いながら首振り運動をすることによって、平均として円弧状に発達していくことが明らかとなった。(3)デルタの2次元的な発達を司る1次元的な流路の力学的特性を理解するために、1次元デルタの形成実験を行った。次の結果、その諸点が明らかとなった。デルタ先端での水深は時間によって変化せず、ほぼ一定の値を保つ。また縦断形状の時間変化も非常にゆっくりとしたものであり、ほぼ同じ形状を保ちながら流下方向に前進する準平衡形状が存在する。(4)理論解析によって、1次元デルタ準平衡形状の理論解を導いた。理論は実験結果と良好に一致することが示された。