Mass transfer at the sediment/water interface for permeable sediments in an inland aquatic system

内陆水生系统中渗透性沉积物沉积物/水界面的传质

• 批准号: 22560522
• 负责人: HIGASHINO Makoto
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Oita National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22560522/
• 关键词: 環境水理学; 水資源; 水環境; 底質; SOD; DO; 乱流; 透水性; hyporheic flow; 底泥; 透水係数; 物質移動; 溶存酸素; シミュレーション; 細砂; 砂礫; 水質; 透水性底泥; 乱れ; 生物過程; 陸水域; 環境アセスメント

Mass transfer at the sediment/water interface, e.g. dissolved oxygen uptake, phosphate release and so on, plays an important role for water quality and ecosystem in rivers, lakes, and reservoirs. Sedimentary oxygen demand (SOD) is the oxygen flux from water column over a sediment to the sediment surface, and has been studied for mainly impermeable organic sediments. SOD for sandy permeable sediment has not been investigated. This study considers a sandy permeable sediment. In impermeable sediments, molecular diffusion is a major mechanism for mass transfer. On the other hand, interstitial water motions caused by near-bed turbulence penetration has a significant effect on mass transfer for sandy permeable sediments. A model for pore water flow induced by pressure fluctuations at the sediment/water interface due to near-bed turbulent coherent motions has been developed. The model incorporates microbial oxygen uptake in the sediments. The proposed model quantifies SOD for not only impermeable organic sediments, but also sandy permeable sediments.

沉积物/水界面上的物质交换，如溶解氧的吸收、磷酸盐的释放等，对河流、湖泊和水库的水质和生态系统起着重要的作用。沉积物需氧量（SOD）是从沉积物上方的水柱到沉积物表面的氧通量，主要针对不可渗透的有机沉积物进行了研究。桑迪渗透性沉积物的SOD还没有研究。本研究考虑一个桑迪渗透性沉积物。在不渗透的沉积物中，分子扩散是质量传递的主要机制。另一方面，近床湍流穿透引起的间隙水运动对桑迪渗透性沉积物的传质有显著影响。本文建立了一个由近床湍流相干运动引起的沉积物/水界面压力波动引起的孔隙水流动模型。该模型结合了沉积物中微生物的摄氧量。所提出的模型不仅可以量化非渗透性有机沉积物的SOD，也可以量化桑迪渗透性沉积物的SOD。

项目成果

透水性底質表面での物質移動に関する一考察

渗透性沉积物表面传质研究

• 发表时间: 2012
• 作者: 中村孝幸;ニエン・セン・ラット;東和希;東野 誠，鬼束幸樹，杉尾 哲，鈴木祥広，横峯正二，秋山壽一郎;東野 誠，熊沢大地，鬼束幸樹，眞矢誠一郎，林健太郎;中村孝幸;中村孝幸;東野 誠
• 通讯作者: 東野 誠

北川と五ヶ瀬川における魚類の生息に適した水文条件

适合北川、五濑川鱼类栖息的水文条件

• 发表时间: 2012
• 作者: 中村孝幸;ニエン・セン・ラット;東和希;東野 誠，鬼束幸樹，杉尾 哲，鈴木祥広，横峯正二，秋山壽一郎;東野 誠，熊沢大地，鬼束幸樹，眞矢誠一郎，林健太郎;中村孝幸;中村孝幸;東野 誠;東野誠;中村孝幸;東野 誠;東野誠;東野誠
• 通讯作者: 東野誠

SOD に及ぼす透水性底質内部への乱れの伝播の影響

透水沉积物内部湍流传播对 SOD 的影响

• 发表时间: 2011
• 作者: 中村孝幸;ニエン・セン・ラット;東和希;東野 誠，鬼束幸樹，杉尾 哲，鈴木祥広，横峯正二，秋山壽一郎;東野 誠，熊沢大地，鬼束幸樹，眞矢誠一郎，林健太郎;中村孝幸;中村孝幸;東野 誠;東野誠;中村孝幸;東野 誠;東野誠;東野誠;鬼束幸樹;東野 誠
• 通讯作者: 東野 誠

Dissolved Oxygen Demand at the Sediment-Water Interface of a Stream: Near-Bed Turbulence and Pore Water Flow Effects

• DOI: 10.1061/(asce)ee.1943-7870.0000368
• 发表时间: 2011-07
• 期刊: Journal of Environmental Engineering
• 影响因子: 2.2
• 作者: Makoto Higashino;H. Stefan

砂や礫で構成された透水性底質による酸素消費過程に関しての一考察,平成24 年度日本水環境学会九州支部研究発表会

由沙子和砾石组成的渗透性沉积物的耗氧过程研究，2012年日本水环境学会九州分会研究报告

• 发表时间: 2013
• 作者: Higashino,M.;Clark,J.J. and Stefan,H.G.;Takayuki Nakamura and Nyein Zin Latt;東野 誠
• 通讯作者: 東野 誠