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Numerical study of sediment and $$^{137}$$Cs discharge out of reservoirs during various scale rainfall events

様々なスケールの降雨イベント時にため池から流出する土砂・$$^{137}$$Csの挙動特性に係る数値解析研究

操上 広志; 舟木 泰智; Malins, A.; 北村 哲浩; 大西 康夫*

Kurikami, Hiroshi; Funaki, Hironori; Malins, A.; Kitamura, Akihiro; Onishi, Yasuo*

福島の一般的なダム湖における土砂・放射性セシウム輸送を理解するために3次元有限体積コードFLESCOTによる解析を実施した。本モデルは乱流流れ、複数粒径土砂の輸送、溶存および土砂付着セシウムの輸送を考慮する。福島環境におけるモデルの適用性確認のために台風時の大柿ダム湖での試験解析を実施した。その後、一般的なダム湖に対し、流量強度、ダム湖体積、収着分配係数を変化させた解析を実施し、それらの特性が放射性セシウムのダム湖からの流出に与える影響を調査した。大きい降雨イベント時にはシルトが放射性セシウム輸送に大きく寄与する一方、小さいイベント時には粘土付着成分や溶存成分が支配的となることが示された。これらの結果は任意の降雨イベント時に対し、放射性セシウム流出量を評価するのに有益と考える。

We performed simulations using the three-dimensional finite volume code FLESCOT to understand sediment and radiocesium transport in generic models of reservoirs with parameters similar to those in Fukushima Prefecture. The simulations model turbulent water flows, transport of sediments with different grain sizes, and radiocesium migration both in dissolved and particulate forms. To demonstrate the validity of the modeling approach for the Fukushima environment, we performed a test simulation of the Ogaki Dam reservoir over a typhoon. We simulated a set of generic model reservoirs systematically varying features such as flood intensity, reservoir volume and the radiocesium distribution coefficient. The results ascertain how these features affect the amount of sediment or $$^{137}$$Cs discharge downstream from the reservoirs, and the forms in which $$^{137}$$Cs is discharged. Silt carries the majority of the radiocesium in the larger flood events, while the clay-sorbed followed by dissolved forms are dominant in smaller events. The results can be used to derive indicative values of discharges from Fukushima reservoirs under arbitrary flood events.

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パーセンタイル:55.17

分野:Environmental Sciences

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