海上浮体式構造物の底質への影響に関する基礎的研究

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浮体式構造物に付着する生物は糞・擬糞を排出するため、それらの海底への落下は底質の変化を引き起こす可能性がある。本研究では、付着生物から排出される糞・排糞の量を予測するため、付着生物による懸濁物質の摂取量と酸素の消費量を極力正確に求め、これらの値を用いて改良された付着生物モデルにより糞・擬糞排出量の推定を行った。まず、隅田川河口域において周辺海域から得られた海水と付着生物とをある一定の時間アクリル容器に密閉し、容器内の海水のクロロフィルaと酸素の時間変化を計測することにより、付着生物の懸濁物消費速度と酸素消費速度を求めた。その結果、これらの消費速度が水温の上昇とともに増加することや、塩分が15psuを下回る場合はほとんど0になることなど、水温と塩分による影響を強く受けることが明らかとなった。これらの効果を既存の付着生物モデルに適用するために、付着生物の相対濾過速度・相対静止呼吸速度のパラメータ値と水温・塩分との関連性について検討したところ、これらの値の水温・塩分依存性がそれぞれ指数関数とスイッチ型関数により適切に表現された。一方、付着生物から排出される糞・擬糞の顕微鏡による観測結果によると、糞・擬糞は海水中の粒子に比べて粒径が大きいため、その多くは速やかに海底に落下するものと考えられる。従って、特に植物プランクトンが豊富で、水温が高い夏季を中心として、低塩分による影響を受けない限り構造物直下の海底への糞・擬糞の負荷量が多く、底質の嫌気化やその直上水の貧酸素化などの影響が現れやすいことが数値シミュレーションにより明らかとなった。