土木学会論文集B2（海岸工学），Vol. 72, No. 2, I_757─I_762, 2016.

出水イベントに伴う福島新田川河口周辺海域
における懸濁態放射性核種の海洋分散について
山西 琢文1・内山 雄介2・岩崎 理樹3・清水 康行4・津旨 大輔5・三角 和弘5・恩田 裕一6
1 正会員

中日本高速道路株式会社（〒460-0003 名古屋市中区錦2-18-19）E-mail: 37ct57@gmail.com
神戸大学教授 大学院工学研究科市民工学専攻（〒657-8501 神戸市灘区六甲台町1-1）
3 正会員 （国研）寒地土木研究所 寒地水圏研究グループ（〒062-8602 札幌市豊平区平岸1条3-1-34）
4 正会員 北海道大学教授 大学院工学研究院（〒060-8628 札幌市北区北13条西8丁目）
5 正会員 （一財）電力中央研究所 環境科学研究所（〒270-1194 千葉県我孫子市我孫子1646）
6 正会員 筑波大学教授 アイソトープ環境動態研究センター（〒305-8577 茨城県つくば市天王台1-1-1）
2 正会員

二級河川福島県新田川の流域には福島原発事故直後に大量の137Csが大気経由で沈着し，河道内には高濃度の137Csが吸着した土砂が堆積していた．本研究では，荒天・出水イベントによる事故直後の新田川河口および沿岸域における陸域起源の137Csインベントリを定量的に評価するために，iRIC-Nays2DHをベースとした平面2次元河道モデルを用いた高出水時の河川流量および粒径別土砂流入フラックスの計算結果を用いて，同河口域における新田川由来の懸濁態137Csの海洋分散解析を行った．河口域観測結果等も併せて検討した結果，2011年5月末の大出水時に新田川から流入した懸濁態137Csは，約一ヶ月経過しても70%程度が河口付近に残存していること，流入した懸濁態137Csは再懸濁と再輸送を繰り返しながら数ヶ月以上の長い時間スケールで再分配され，長期的には河口域から散逸することが示唆された．

Key Words : suspended radionuclide, cesium 137, fluvial influence, sediment transport model, ROMS

1. はじめにな影響を与える大規模出水時において領域内のほぼ全ての河川で大幅に過小評価する傾向が見られ，懸濁態放射福島第一原子力発電所から海洋へ漏洩した放射性核種の分散評価に対して，溶存態 137Cs の動態解析モデルに性核種の陸−海移行過程について定量的な評価を行うためには改善が必要であることが判明した．

代表される様々な輸送・分散モデルが提案され，海洋汚一方，福島第一原発から約24 km北の福島県南相馬市染の実態解明が進展してきた．一方，大気中に放出され原町に河口を有する二級河川である新田川は，原発事故陸域に沈着した 137Cs は鉱物系粒子に強く吸着し，水文により放出された放射性核種の動態に関する学際的研究過程を経て河道内に堆積，あるいは河口を通じて海洋に（ISET-R）において重要な研究対象領域と位置づけられ，流入し続けている．したがって，陸域から海域に至る放流域，河道および河口域で様々な観測が行われている．

射性核種の輸送経路として河川は極めて重要であり，陸新田川は阿武隈川などと比べると流量は小さいものの，域−海域間の移行過程を定量化的に評価するためにこのその流域には事故直後に大気由来の137Csが沈着し，河道プロセスを精緻に解析することが強く求めれられている． 内には高濃度の137Csが吸着した土砂が堆積していたこと
このような要請に対して，著者ら 1)（以下前報）は，が報告されている3)．特に大規模出水時にはそれらが海波浪の影響を考慮したマルチクラス懸濁質輸送モデルを洋へと断続的に流入することにより，沿岸域の海洋環境開発し，河川由来土砂およびそれらに吸着した懸濁態放に大きく関与しているものと考えられる．

射性核種の福島沿岸域での分散評価などを行った．前報

そこで本研究では，前報1) で用いた福島県沿岸域マルでは河川から海洋への流入土砂量として，河川流量からチクラス土砂輸送モデルに対してもう一段階のダウンス経験的にフラックスを推定する全国平均 L’-Q’式 2) を用い

ケーリングを行い，新田川河口域およびその周辺海域をて評価した．しかしながら，これらの推定値には河川に対象とした高解像度海洋流動・懸濁質輸送モデルを構築

よっては極めて大きな誤差を有する場合があった．特に， し，前報同様に，懸濁質粒子比表面積と懸濁態137Cs濃度
海洋への土砂供給およびその分散プロセスに非常に大きの関係式を組み込むことで，河口から供給される土砂とI_757

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底では岩盤が露出しており，土砂の堆積はごくわずかであった（前報 L3 モデルの結果 1）とも整合的）．これら

参考文献

を総合的に勘案すると，新田川から流入した懸濁態

1)

137Cs は，再懸濁と輸送を繰り返しながら，数ヶ月以上の長い時間スケールで沿岸方向に再分配され，長期的には河口域前面からは散逸する傾向にあると考えられる．

2)

6. おわりに3)

2011年5月27日の大規模出水以降に新田川から流入した土砂およびそれらに吸着した懸濁態137Csの沿岸域への影響について，4段ネスト波浪・流動・土砂輸送カップ

4)

リングモデルを用いて解析した．短期的には流入土砂・懸濁態137Csの約7割は河口付近や岸近傍に堆積し，水深30 m以深にはほとんど輸送されない．新田川河口域の5)

表層流動は主に海上風の南北成分によって駆動されており，海表面付近では主に北東方向の流れ，海底付近ではその補償流として北西方向への流れが卓越する．出水時

6)には低気圧に伴う南向き風の影響を受けて岸近傍に強い南下流が発達し，流入土砂の大半は南方向へと輸送される．その後は一転して北上流が卓越し，さらに新田川北部の原町発電所防波堤やエクマン輸送に伴う沖向き流れの影響を受け，北東方向輸送が支配的になる．河川から

7)の流入土砂は一ヶ月未満の短い期間ではその大半が河口付近に残留したが，河口海域は細粒土砂に対して常に再懸濁が生じ得る物理環境になっており，長期的には土砂8)および懸濁態137Csは沿岸方向へ輸送されて河口付近からは散逸していくものと推察された．

9)

謝辞：本研究は科研費補助金（15H00977，15H04049）の援助を受けた．また，河川土砂供給量の評価方法につ山西琢文，内山雄介，津旨大輔，三角和弘：統合型河川・浅海域土砂輸送モデルを用いた河川由来懸濁態放射性核種の海洋分散解析，土木学会論文集B2（海岸工学），
Vol. 71，No. 2，pp. I_565-I_570，2015.
武川一樹，二瓶泰雄：日本の河川における浮遊土砂輸送
量と流量の相関関係，土木学会論文集B2（海岸工学），Vol. 69，No. 2，pp. I_1221-I_1225，2013.
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（2016. 3.16 受付）

いて，二瓶泰雄・東京理科大学教授に教示いただいた．
ここに記して深甚なる謝意を表します．

COASTAL DISPERSAL OF RIVER-DERIVED SUSPENDED RADIONUCLIDESDUE TO A FLOOD EVENT AROUND THE MOUTH OF NIIDA RIVER, FUKUSHIMATakafumi YAMANISHI, Yusuke UCHIYAMA, Toshiki IWASAKI,Yasuyuki SHIMIZU, Daisuke TSUMUNE, Kazuhiro MISUMI and Yuichi ONDA
We examine oceanic dispersal of the iRIC-Nays2DH-evaluated sediment and suspended 137Cs influxes from Niida River, Fukushima, with a particular attention to the first flood event in late May of2011 after the Fukushima nuclear accident. Alongshore suspended 137Cs transport occurs assymetrically, comprising storm-driven southward transport confined in the shallow area due to shoreward Ekman transport associated with strong northerly wind, followed by northwestward widespread transport under mild southerly wind condition. About 70 % of the Niida River-derived suspended 137Cs remains near the mouth for 20 days after the flood event. Nevertheless, our model results as well as an observation suggest that the area is dominated by erosion as for high bed shear
stress all the time, thus suspended radionuclides are redistributed to dissipate away in long term.

I_762