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報告書

福島における放射性セシウムの環境動態研究の現状(平成30年度版)

長尾 郁弥; 新里 忠史; 佐々木 祥人; 伊藤 聡美; 渡辺 貴善; 土肥 輝美; 中西 貴宏; 佐久間 一幸; 萩原 大樹; 舟木 泰智; et al.

JAEA-Research 2019-002, 235 Pages, 2019/08

JAEA-Research-2019-002.pdf:21.04MB

2011年3月11日に発生した太平洋三陸沖を震源とするマグニチュード9.0の東北地方太平洋沖地震とそれに伴って発生した津波により、東京電力福島第一原子力発電所の事故が発生し、その結果、環境中へ大量の放射性物質が放出され、その大部分が森林に沈着している。これに対し、面積が広大であり大量の除去土壌等が生じる、多面的な森林の機能が損なわれる可能性があるなどの問題があり、生活圏近傍を除き、汚染された森林の具体的な除染計画はない。そのため、未除染の森林から放射性セシウムが流出し、既に除染された生活圏に流入することに対する懸念があり、避難住民の帰還や産業再開の妨げとなる可能性があった。原子力機構では、環境中に放出された放射性物質、特に放射性セシウムの移動挙動に関する「長期環境動態研究」を2012年11月より実施している。この目的は、自治体の施策立案を科学的側面から補助する、住民の環境安全に関する不安を低減し、帰還や産業再開を促進するといった点にある。本報告書は、原子力機構が福島県で実施した環境動態研究におけるこれまでの研究成果について取りまとめたものである。

論文

Trend of $$^{137}$$Cs concentration in river water in the medium term and future following the Fukushima Nuclear accident

中西 貴宏; 佐久間 一幸

Chemosphere, 215, p.272 - 279, 2019/01

 パーセンタイル:100(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所事故の影響を強く受けた2河川において、河川水中の$$^{137}$$Cs濃度を2015年4月から2018年3月までの3年間調査した。その結果、事故後中期における、河川水中の溶存態および粒子態$$^{137}$$Cs濃度の減少傾向が明らかになった。両河川の溶存態および粒子態$$^{137}$$Cs濃度は同様の経時変化を示し、溶存$$^{137}$$Cs濃度は水温に関連した季節変動が観測されたが、時間とともに減少傾向を示した。溶存態$$^{137}$$Cs濃度の環境半減期は事故後初期の報告値よりも長く、溶存態$$^{137}$$Cs濃度の減少速度が時間とともに徐々に遅くなっていることを示唆した。溶存態$$^{137}$$Cs濃度の温度依存性は年々弱くなり、数十年にわたって同じ濃度レベルに留まる可能性が示された。

論文

Evaluation of particulate $$^{137}$$Cs discharge from a mountainous forested catchment using reservoir sediments and sinking particles

舟木 泰智; 吉村 和也; 佐久間 一幸; 伊利 沙汀; 小田 好博

Journal of Environmental Radioactivity, 189, p.48 - 56, 2018/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:59.95(Environmental Sciences)

The time and size dependencies of particulate $$^{137}$$Cs concentrations in a reservoir were investigated to evaluate the dynamics of $$^{137}$$Cs pollution from a mountainous forested catchment. Sediment and sinking particle samples were collected using a vibracorer and a sediment trap at the Ogaki Dam Reservoir in Fukushima, which is located in the heavily contaminated area that formed as a result of the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident of 2011. The particulate $$^{137}$$Cs concentration showed a decline with time, but the exponent value between the specific surface area and the $$^{137}$$Cs concentration for the fine-sized particle fraction remained almost constant from the immediate aftermath of the accident. These quantitative findings obtained by reconstructing the contamination history of particulate $$^{137}$$Cs in reservoir sediments and sinking particles have important implications for the evaluation of $$^{137}$$Cs dynamics in mountainous forested catchments.

論文

モンテカルロ放射線輸送コード(PHITS)を用いた森林内空間線量評価ツールの開発

佐久間 一幸; 新里 忠史; Kim, M.; Malins, A.; 町田 昌彦; 吉村 和也; 操上 広志; 北村 哲浩; 細見 正明*

環境放射能除染学会誌, 6(3), p.145 - 152, 2018/09

開発した森林を考慮したPHITSを用いて、森林内放射性Cs動態を考慮した空間線量率計算を実施した。その結果、2015年10月時点の観測データを用いると、樹木に放射性Csがほとんど存在しないため、樹冠からリター層へ移行してもほとんど地上1m空間線量率は変化しなかった。一方、2011年8-9月時点の放射性Cs濃度を用いると、樹冠に放射性Csが多く存在し、樹冠近傍や地上200m程度まで空間線量率が高い傾向が見られ、樹冠からリター層へ移行すると、地上1m高さの空間線量率は、線源からの距離が近くなったことにより3倍程度大きくなった。いずれの入力データにおいても、樹冠から土壌層へ放射性Csが移行することで、土壌の遮蔽効果により地上1m高さの空間線量率は3分の1から2分の1程度減少した。

論文

福島県内を想定した複雑な実環境中での空間線量率分布解析システム(3D-ADRES)の研究開発; リモートセンシング情報の活用と各環境因子(地形・土壌・建物・樹木等)の影響評価

Kim, M.; Malins, A.; 佐久間 一幸; 北村 哲浩; 町田 昌彦; 長谷川 幸弘*; 柳 秀明*

RIST News, (64), p.3 - 16, 2018/09

環境中に放出された放射線源による空間線量率の正確な分布は、住民の被ばく量を評価し、それを可能な限り低減するための必須な情報となる。しかし、市街地・森林等は複雑な構造物や樹木が存立する他、地形も平坦ではなく放射線の散乱や遮蔽が頻繁に起こるため、空間線量率の分布は非一様となる。加えて放射線源の不均質な分布は更にそれを複雑なものとするため、正確な空間線量率の分布を知ることは容易ではない。そこで、日本原子力研究開発機構・システム計算科学センターは、福島環境安全センターと連携し、福島県内の市街地や森林等の複雑な環境中の地形・樹木・建物等の3次元のリアルな構造物モデルを構築し、更に不均質な放射性セシウムの線源分布を取り込むことを可能とすることで、空間線量率の3次元分布が計算可能なシステム(3D - Air Dose Rate Evaluation System:略称3D-ADRES)を開発した。3D-ADRESでは、人工衛星画像等のリモートセンシング情報や種々の地理情報等を最大限に活用し、構造物を認識(一部自動化済み)した後、その構造をリアルにモデル化し、モンテカルロ計算コードPHITS用フォーマットに変換することで、シミュレーションによる詳細な空間線量率分布を取得可能とする。本稿では、そのシステムの概要について記し、実際の計算例を示す他、今後の課題についても記す。

論文

Applicability of $$K_{d}$$ for modelling dissolved $$^{137}$$Cs concentrations in Fukushima river water; Case study of the upstream Ota River

佐久間 一幸; 辻 英樹*; 林 誠二*; 舟木 泰智; Malins, A.; 吉村 和也; 操上 広志; 北村 哲浩; 飯島 和毅; 細見 正明*

Journal of Environmental Radioactivity, 184-185, p.53 - 62, 2018/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:59.95(Environmental Sciences)

福島河川水中の溶存態$$^{137}$$Cs濃度を数値計算するにあたって、分配係数($$K_{d}$$)を用いた吸脱着モデルの適用可能性を評価した。数値計算結果は平水時および出水時の水と浮遊砂の流出フラックス、懸濁態$$^{137}$$Cs濃度を再現した。一方、河川水中の溶存態$$^{137}$$Cs濃度の実測値の再現性は低かった。粗い粒径区分の$$K_{d}$$をチューニングした結果、平水時の溶存態$$^{137}$$Cs平均濃度を再現することが可能であった(実測値:0.32Bq/L, 計算値: 0.36Bq/L)。しかし、平水時の溶存態$$^{137}$$Cs濃度の季節変動(0.14-0.53Bq/L)や出水時の濃度上昇(0.18-0.88Bq/L, mean: 0.55Bq/L)は現実的な数値計算パラメータでは再現することはできなかった。

論文

Evaluation of sediment and $$^{137}$$Cs redistribution in the Oginosawa River catchment near the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant using integrated watershed modeling

佐久間 一幸; Malins, A.; 舟木 泰智; 操上 広志; 新里 忠史; 中西 貴宏; 森 康二*; 多田 和広*; 小林 嵩丸*; 北村 哲浩; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 182, p.44 - 51, 2018/02

 被引用回数:2 パーセンタイル:38.23(Environmental Sciences)

福島第一原子力発電所の南西15kmに位置する荻ノ沢川を対象に、水循環流域シミュレーターGETFLOWSを用いて、流域内の土砂と$$^{137}$$Csの再分布を評価した。河道への$$^{137}$$Csの供給は主に河川近傍と森林のガリで発生し、河川から離れた森林域における寄与は小さいことが示唆された。森林内の表層土壌中の$$^{137}$$Csは、主に物理減衰と下方浸透、系外にわずかに流出することで減少していた。将来的に河川近傍から河川への$$^{137}$$Csの供給量が小さくなることが示唆された。

論文

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

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*

Journal of Environmental Radioactivity, 169-170, p.137 - 150, 2017/04

 被引用回数:10 パーセンタイル:22.06(Environmental Sciences)

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$$^{137}$$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$$^{137}$$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。

論文

Redistribution and export of contaminated sediment within eastern Fukushima Prefecture due to typhoon flooding

北村 哲浩; 操上 広志; 佐久間 一幸; Malins, A.; 奥村 雅彦; 町田 昌彦; 森 康二*; 多田 和広*; 田原 康博*; 小林 嵩丸*; et al.

Earth Surface Processes and Landforms, 41(12), p.1708 - 1726, 2016/09

 被引用回数:5 パーセンタイル:48.06(Geography, Physical)

福島第一原子力発電所の事故に起因して福島の地表に降下した放射性物質の将来分布予測に関連し、まず土砂の移行を物理型集水域解析モデルGETFLOWSを用いて詳細解析した。対象領域は汚染度合いを考慮し浜通り側の5流域、小高川, 請戸川, 前田川, 熊川, 富岡川とした。これらの流域の水・土砂輸送プロセスを、地表水流動、地下水流動、地表水・地下水相互作用、浸食(堆積)によって生じる浮遊砂移動現象として解析した。特に河川に流入した砂量、河川底に堆積した砂量、海へ流出した砂量などを試算した。

口頭

Mathematical modeling of radio-cesium migrations and air dose rate changes in eastern Fukushima Prefecture

北村 哲浩; 操上 広志; 佐久間 一幸; Malins, A.; 奥村 雅彦; 板倉 充洋; 山田 進; 町田 昌彦

no journal, , 

福島環境安全センターでは東京電力福島第一原子力発電所の事故に由来する放射性セシウムの将来的な再分布を予測する複数の解析モデルを整備している。現在、福島県浜通り側の陸域、河川、ダム湖内における土砂及びセシウムの侵食、移動及び堆積挙動について、整備した計算モデル群を活用して、降雨の規模に応じた土砂や放射性セシウムの流出挙動などの予測解析を行っている。本発表ではそれらの結果を現在までに得られている観測結果と比較しながら紹介する。また、放射性セシウムの土壌内深度分布と水平方向分布に基づき空間線量率の推移を予測したモデルも開発しており、その結果についても観測結果と比較した報告を行う。

口頭

Modelling evolution of air dose rates in river basins in Fukushima Prefecture affected by sediment-sorbed radiocesium redistribution

Malins, A.; 佐久間 一幸; 操上 広志; 町田 昌彦; 北村 哲浩

no journal, , 

The radioactive $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs isotopes deposited over Fukushima Prefecture by the Fukushima Daiichi nuclear disaster are the predominant radiological concern for the years following the accident. This is because the energetic $$gamma$$ radiation they emit on decay constitutes the majority of the elevated air dose rates that now afflict the region. Therefore, we developed a tool for calculating air dose rates from arbitrary radiocesium spatial distributions across the land surface and depth profiles within the ground. As cesium is strongly absorbed by clay soils, its primary redistribution mechanism within Fukushima Prefecture is by soil erosion and water-borne sediment transport. Each year between 0.1-1% of the total radiocesium inventory in the river basins neighboring Fukushima Daiichi is eroded from the land surface and enters into water courses, predominantly during typhoon storms. Although this is a small amount in relative terms, in absolute terms it corresponds to terabecquerels of $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs redistribution each year and this can affect the air dose rate at locations of high erosion and sediment deposition. This study inputs the results of sediment redistribution simulations into the dose rate evaluation tool to calculate the locations and magnitude of air dose rate changes due to radiocesium redistribution. The dose rate calculations are supported by handheld survey instrument results taken within the Prefecture.

口頭

Sediment redistribution and air dose rate changes in river basins in Eastern Fukushima Prefecture

Malins, A.; 佐久間 一幸; 操上 広志; 町田 昌彦; 北村 哲浩

no journal, , 

The Fukushima Daiichi Nuclear accident resulted in the contamination of several river basins with PBqs of $$^{137}$$Cs. As radiocesium binds strongly to soils, its redistribution is primarily by soil erosion and sediment transport. Each year 0.1-1% of the $$^{137}$$Cs inventory in the basins enters into watercourses and is exported out to the Pacific Ocean. Therefore, although the total inventory in the basins does not reduce much each year due to sediment migration, a large amount of $$^{137}$$Cs in terms of absolute magnitude is redistributed by soil erosion and sediment transport. This is a particular concern for areas in the basin where eroded sediments deposit and accumulate, such as near river mouths, on floodplains in the lower basins near the coast, and in reservoirs. Moreover, the gradient of high $$^{137}$$Cs densities arising from the accident plumes over the upland areas in the west of the basin areas, compared to relatively lower $$^{137}$$Cs levels towards the coast, mean that the watercourses are generally transporting highly contaminated sediments into areas with lower contamination levels. This study combined sediment transport modelling with air dose rate simulations to understand how dose rates at areas with high soil erosion/sediment deposition rates in a river basin are being affected by radiocesium redistribution. The sediment and radiocesium transport simulations were conducted using GETFLOWS. We simulated sediment redistribution during typhoon floods, as the contamination redistribution predominantly occurs over these events during the year. The air dose rate modelling was completed with a tool designed to model $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs distributions varying both spatially and with depth in soil. The dose rate modelling took GETFLOWS results for $$^{134}$$Cs and $$^{137}$$Cs erosion and deposition as an input. We analyze the relation between the soil redistribution pattern and the air dose rate.

口頭

Integrated watershed modeling for simulation of radio-cesium migration after flood events in the catchment near the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant

佐久間 一幸; 操上 広志; Malins, A.; 山田 進; 舟木 泰智; 新里 忠史; 町田 昌彦; 北村 哲浩

no journal, , 

福島第一原子力発電所の事故後、広範な地域において多量の放射性セシウムによって汚染されている。汚染レベルや空間線量率の将来的な予測は、福島第一原子力発電所近くに住む人々にとって非常に重要な情報である。放射性セシウムは土壌に強く吸着されていることが知られており、放射性セシウムの将来予測を行う上で、土砂の挙動を予測することが重要と考えられる。そこで、広範な陸域解析に特化したモデルGETFLOWSを用いて、川内村荻野沢流域を対象に、詳細な3次元水理地質モデルを作成した。そのモデルを用いて、強度の異なる複数の降雨に対する水、土砂の輸送量および放射性セシウム137の再分布の計算を行った。本発表では、川内村荻野沢流域を対象に構築されたモデルを用いて、降雨イベント毎の土砂と放射性セシウム137の再分布予測の結果を報告する。

口頭

Simulation study of sediment and radio-cesium transport over 2015 Typhoon Etau

佐久間 一幸; Malins, A.; 町田 昌彦; 北村 哲浩

no journal, , 

Typhoon Etau in 2015 was the highest intensity rainfall event to hit Fukushima Prefecture subsequent to the March 2011 nuclear accident. As typhoons are important vectors of radio-cesium redistribution, we performed a simulation study of this typhoon to understand its consequences. We modeled five river basins surrounding the Fukushima Daiichi Nuclear Plant: the Odaka, Ukedo, Maeda, Kuma and Tomioka basins. The horizontal resolution of the grid cells varies between 10-250 m within the study area. The smaller cells are located around areas of high importance, such as river channels and banks. Previously we studied these basins over 2011 Typhoon Roke and multiple typhoons in 2013. Water, sediment and radio-cesium flows were calculated across the basins using the General purpose Terrestrial fluid FLOW Simulator (GETFLOWS) code. The main results are erosion/accumulation quantities for the radio-cesium inventory within each of the grid-cells on the simulation mesh of the study area. The results show the locations where radio-cesium is mobilized due to soil erosion. Radio-cesium deposition occurs within dam reservoirs along the river courses, and in the lower parts of the basins on flood plains and towards the river mouths. We also present results for total amount of sediment and radio-cesium export from each of the rivers to the Pacific Ocean over Typhoon Etau.

口頭

The Effect of 2015 Typhoon Etau on radiation dose rates in river basins surrounding Fukushima Daiichi

Malins, A.; 佐久間 一幸; 中西 貴宏; 町田 昌彦; 北村 哲浩

no journal, , 

The flooding in Fukushima Prefecture over Typhoon Etau in September 2015 caused substantial erosion of soil and re-mobilization of radio-cesium fallout from the Fukushima Nuclear disaster. Redistribution of radio-cesium fallout affects radiation dose rates in contaminated environments, both in areas where the inventory decreases by soil erosion and areas where the inventory increases due to deposition of contaminated sediment. This study utilized the results of a sediment and radio-cesium transport simulation over Typhoon Etau to calculate its effect on $$gamma$$ radiation dose rates in an area surrounding the Fukushima Daiichi site. The simulation was performed with the General purpose Terrestrial fluid FLOW Simulator (GETFLOWS) code. The study area covered the Odaka, Ukedo, Maeda, Kuma and Tomioka river basins. The effect of radio-cesium redistribution on air dose rates was evaluated using radiation transport modeling. The results show the change in air dose rate after Typhoon Etau within ~40 m resolution grid-cells covering the study area. The net effect of the typhoon was to cause small reductions in dose rates across most of the study area where net soil erosion occurs. Conversely, dose rates increase in certain local areas with high sediment deposition, such as stretches of flood plains within river channels in the lower basins. Individual predictions for the magnitude of the dose rate change are subject to uncertainty. In particular this is due to limitations in the knowledge of the depth distribution of radio-cesium in areas of high sediment deposition. The results can be used to interpret changes in dose rates measured over time in the field. They can also be used to inform decisions for further remediation work.

口頭

福島長期環境動態研究,19; 福島県浜通り地域の貯水池における放射性セシウムの動態

舟木 泰智; 吉村 和也; 佐久間 一幸; 成田 哲也

no journal, , 

(1)緒言:貯水池での放射性セシウム($$^{137}$$Cs)の移動・堆積挙動を把握するとともに、今後の移動・堆積挙動予測手法を開発することを目的として、浜通り地域に位置する5つのダムと大熊町と双葉町の13の小規模なため池で$$^{137}$$Csの動態調査を進めている。本報では、請戸川水系の中腹に位置する大柿ダムの底質調査、セディメントトラップ調査および水質調査から流域を移動する粒子の$$^{137}$$Cs濃度の時間変化について報告する。(2)方法:柱状採泥器およびセディメントトラップを用いて貯水池の底質および沈降粒子を採取した。また、採水器等を用いて放流水を採取した。底質・沈降粒子は、Ge半導体検出器により放射能濃度を測定するとともに粒度試験を行った。放流水は$$phi$$0.45$$mu$$mのメンブレンフィルターでろ過後、Ge半導体検出器により浮遊懸濁物質(SS)の放射能濃度を測定した。(3)結果・考察:底質および沈降粒子は、既往の土壌試料などの調査結果と同様に粒径が小さい画分ほど$$^{137}$$Cs濃度が高い傾向を示した。一般に比表面積(粒径)と$$^{137}$$Cs濃度の関係はべき乗の関数で表現できるとされ、大柿ダムの底質および沈降粒子から推定された指数値は0.22であった。求められた指数値は事故から5年程度の期間においてほとんど変化しないため、今後もダム湖へ供給される粒子の比表面積(粒径)と$$^{137}$$Cs濃度の関係は、概ね上記の関数で説明できるものと考える。一方、放流水中のSSと粒径や$$^{137}$$Cs濃度などが類似していると考えられるダム湖の放流工付近で採取した底質の$$^{137}$$Csの蓄積履歴を復元し、粒径ごとの$$^{137}$$Cs濃度の時間変化について検討した結果、$$^{137}$$Cs濃度は時間に依存して指数関数的に減少することがわかった。加えて、底質の採取後から継続的に捕捉している沈降粒子と放流水中のSSの$$^{137}$$Cs濃度の時間変化は、上記の底質の$$^{137}$$Csの蓄積履歴から推定した濃度の減少傾向と概ね一致した。以上のことから貯水池の底質は、流域を移動するSSの$$^{137}$$Csの濃度変化の履歴を保持しており、定期的に実施されている河川のモニタリング等を補完する上でも有効な情報を提供する。

口頭

福島県浜通り地域の貯水池における放射性セシウム濃度の時間変化

舟木 泰智; 吉村 和也; 佐久間 一幸; 成田 哲也

no journal, , 

陸水域での放射性セシウム($$^{137}$$Cs)の移動挙動を把握するとともに、今後の移動挙動予測手法を開発することを目的として、福島県浜通り地域に位置する5つのダムと13の小規模なため池で$$^{137}$$Csの動態調査を進めている。調査対象の貯水池流域は、いずれも福島第一原子力発電所の事故により環境中へ放出された放射性物質によって、比較的高濃度に汚染されている。本報では、このうち請戸川水系の中腹に位置する大柿ダム(流域面積約110km$$^{2}$$)の底質調査、セディメントトラップ調査および水質調査から得られた懸濁態および溶存態として流域を流下する$$^{137}$$Cs濃度の時間変化について報告する。

口頭

福島長期環境動態研究,19; 福島県浜通り地域の貯水池における放射性セシウムの動態

舟木 泰智; 吉村 和也; 佐久間 一幸; 成田 哲也

no journal, , 

貯水池での放射性セシウム($$^{137}$$Cs)の移動・堆積挙動を把握するとともに、今後の移動・堆積挙動予測手法を開発することを目的として、浜通り地域に位置する5つのダムと大熊町と双葉町の13の小規模なため池で$$^{137}$$Csの動態調査を進めている。本報では、請戸川水系の中腹に位置する大柿ダムの底質調査、セディメントトラップ調査および水質調査から流域を移動する粒子の$$^{137}$$Cs濃度の時間変化について報告する。

口頭

森林域渓流水中における溶存態・懸濁態の放射性物質の挙動解析

佐久間 一幸; 舟木 泰智; 北村 哲浩; 飯島 和毅; 辻 英樹*; 林 誠二*

no journal, , 

$$^{137}$$Cs高汚染の森林域渓流水中においては未だ溶存態Csが検出されており、それらが流入する河川水中の溶存態Csの挙動予測が重要な課題となっている。そこで本研究では、統合型水循環流域シミュレータを用いて森林域における渓流水中溶存態Csの発生源を明らかにし、さらにその経路を解析することを目的とする。解析対象は福島県浜通り2級河川の一つである太田川の上流域とした。実測に関しては、流域からの流出点において水位-濁度の連続観測を実施し、H-Q曲線の作成、月一回程度の採水を行い、溶存態・懸濁態Cs濃度を測定した。これらの実測値と計算値の比較を行いモデルの再現性を検証した。解析期間は2014年-2015年である。水に関しては出水時のピーク位置やピーク高さを高精度で再現した。このモデルを用いて、森林域渓流水中の溶存態Csの流出挙動の解析を実施した。河川中の溶存態Csの濃度は夏場に高く、冬場に低い傾向が観測データから得られているが、計算結果においても、同様に夏場に高く冬場に低い傾向を示した。これは降水量に応じた土壌の乾燥状態の違いや、汚染濃度の高い箇所を流れる流量の変化、河川中の懸濁態Cs濃度の増減による再分配が考えられる。

口頭

計算機シミュレーションによる請戸川河口付近における放射性物質が付着した土砂の移動予測

山田 進; 北村 哲浩; 中西 貴宏; 佐久間 一幸; 町田 昌彦

no journal, , 

本発表は福島長期環境動態研究(F-TRACE)の一環として実施した2次元河川シミュレーションコードNays2Dによる福島県の請戸川の河口付近での土砂の堆積分布予測およびセシウムの振る舞いに関する研究についての発表である。放射性セシウムの多くは土砂(粘土)に吸着し、土砂とともに移動する。そのため、洪水時のように流速が速くなると浮遊して流され、流速が遅くなるとに堆積することが知られている。そこで、原子力機構の並列計算機SGI ICEXを用いた並列シミュレーションにより請戸川の河口付近における洪水時の放射性セシウムが付着した浮遊砂の振る舞いを調査し、放射性セシウムの堆積を予測した。特筆すべき成果は、河口付近で合流している高瀬川の影響で請戸川の流れが北方向に曲げられ、河川の北側に放射性セシウム濃度の高い土砂が多く堆積することを示したことである。また、観測結果もシミュレーションと同様の傾向を示している。この成果は、計算機シミュレーションを用いることで河川によるセシウムの振る舞いを予測することが可能であることを示している。

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