Characteristics of radio-cesium transport and discharge between different basins near to the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant after heavy rainfall events

福島第一原子力発電所近傍の異なる流域における出水時の放射性セシウム輸送と流出の特徴

佐久間 一幸   ; 北村 哲浩   ; Malins, A.  ; 操上 広志  ; 町田 昌彦  ; 森 康二*; 多田 和広*; 小林 嵩丸*; 田原 康博*; 登坂 博行*

Sakuma, Kazuyuki; Kitamura, Akihiro; Malins, A.; Kurikami, Hiroshi; Machida, Masahiko; Mori, Koji*; Tada, Kazuhiro*; Kobayashi, Takamaru*; Tawara, Yasuhiro*; Tosaka, Hiroyuki*

福島第一原子力発電所周りの流域について水の流れと土砂の輸送による放射性セシウムの再分布を理解するために流域モデリングを実施した。懸濁態と溶存態形態の放射性セシウム移行を計算するために、既往の3次元水理地質モデルを用いた水・土砂モデルを拡張した。2011年9月の台風Rokeと2013年9つの出水時を含む2013年をシミュレーションした。2013年の勢力の強い台風Man-yiと台風Wiphaは放射性セシウムの再分布引き起こした。2013年の9つの出水時に関してCs流出量を計算した結果、観測値をよく再現した。堆積は主に氾濫原や流域下流部の河道が広がるところやダム湖で起こった。5つの流域間でのCs流出比の違いは流域内での初期フォールアウトの空間分布やダム湖の存在の有無、土地利用の違いによる河川への供給量の違いによって説明された。これらのシミュレーション結果は環境回復を支援するにあたり、将来の放射性物質の再分布を評価することが可能である。

This paper describes watershed modeling of catchments surrounding the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant to understand radio-cesium redistribution by water flows and sediment transport. We extended our previously developed three-dimensional hydrogeological model of the catchments to calculate the migration of radio-cesium in both sediment-sorbed and dissolved forms. The simulations cover the entirety of 2013, including nine heavy rainfall events, as well as Typhoon Roke in September 2011. Typhoons Man-yi and Wipha were the strongest typhoons in 2013 and had the largest bearing on radio-cesium redistribution. The simulated Cs discharge quantities over the nine events in 2013 are in good agreement with field monitoring observations. Deposition mainly occurs on flood plains and points where the river beds broaden in the lower basins, and within dam reservoirs along the rivers. Differences in Cs discharge ratios between the five basins are explained by differences in the initial fallout distribution within the basins, the presence of dam reservoirs, and the input supply to watercourses. It is possible to use these simulation results to evaluate future radioactive material distributions in order to support remediation planning.