水面が植物で覆われた閉鎖性水域における3次元流動―水質予測モデルの構築

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今年度は,水上栽培によってもたらされる影響を水面の境界条件としてモデル中に組み込むために,流動わよび水質に及ぼす影響をパラメタ化することを目的として行った生育実験の結果をまとめ,制限栄養塩をリンとして,リン濃度と対象植物によるリン吸収能の関係を求めた.その結果,ハナカンナは水域の栄養塩濃度によりその成長度が異なること,また,リン濃度が制限因子となる水域においてはハナカンナのリン吸収速度は水域のリン濃度に依存し,成長段階には顕著には関係しないことを明らかとした.さらに,水上栽培を行う水面においては空気の供給が断たれDOが減少することを示した.これらの実験を基にして,水生植物の被覆による水域内流動への影響を考慮した水質予測モデルの構築を試みた.その一環として,流れ場に及ぼす被覆の影響を詳細に検討するための,実験的研究の結果に基づいた数値モデルの開発を行った.水理実験の結果をパラメタとして組み込むべく,CCUP法を用いた3次元での閉鎖性水域の流動モデルを開発し,吹送流場を対象とした実験結果との比較からその妥当性を検証した.その結果,開発したモデルが風波の形成過程および循環流の発達過程を良好に再現しうることがわかった.今後は同モデルにおいて水面被覆を伴う流れ場を計算し,実験結果との比較を行う予定である.このテーマに対して精力的に研究活動を行い,創意工夫と独創性を発揮して取り組むことで上述した多くの価値ある成果をあげた.これら研究成果は論文および学会等で鋭意発表し,高い評価を得ている.