ISSN 2185-2995

Laguna (2011) 18: 13-19

中海細井沖窪地の晩秋期における水の動き
相﨑守弘１・木戸健一朗２・三瓶良和３・中田正人４

Study on movement of water body in the Hoshoioki dredging
hollow located at inshore region of south-east part ofLake Nakaumi in late autumn
Morihiro Aizaki1・Kenichiro Kido2・Yoshikazu Sampei3・Masato Nakata4
Abstract: Movement of water body in the Hosoioki dredging hollow located in shallow inshore
area in south-east part of Lake Nakaumi was surveyed in late autumn (4 Nov.-2 Dec. 2010).
Anoxic water was formed and high concentration of nutrient was accumulated in bottom layerof the hollow at start of the survey. After strong north-west direction wind, vertical mixing was

occurred, and anoxic water in the hollow was pushed out. NH4-N and PO4-P concentrations inbottom water of the hollow changed from 1.2mg l-1 to 0.4mg l-1 in the former and from 0.25mg l-1

to 0.1 mg l-1 in the latter. Current velocity in the bottom layer in the hollow was observed about

2cm s-1 on average and over 10cm s-1 at maximum. Current direction changed frequently in 10
minute interval.

Key words: Lake Nakaumi, dredging hollow, movement of water body, anoxic water

は

じ

め

地で，自然海底に対して急深に掘り下げられた局所に的な窪地，もう一つは伊勢・三河湾，大阪湾，瀬戸

建設用の砂利採取や沿岸の埋め立てなどのために内海などにある海底起伏の平滑化タイプの窪地であ掘られた浚渫窪地は東京湾をはじめとして全国各地

る．局所的な窪地では窪地内の水の停滞性が強く，に点在し，無酸素水塊の形成による周辺水域への悪平滑化タイプでは比較的交換がされやすいとされてい影響が指摘されている．内藤ほか（2006）は全国のる．中海には国営中海干拓・淡水化事業や県営の干浚渫跡地の実態調査を行い，窪地を二つのタイプに

拓事業の際に作られた広大な面積の浚渫窪地が中海

分類している．一つは東京湾幕張沖にあるような窪東南部（以下米子湾と呼ぶ）に残されている（井内ほ

自然再生センター NPO Nature Restoration Center, 28 Tenjin-machi, Matsue, Shimane 690-0064, Japan1

NPO 法人2

鳥取大学大学院連合農学研究科 The United Graduate School of Agriculture Science, Tottori University, 1060 Nishikawatsu, Matsue, Shimane 690-

3

島根大学総合理工学部，Faculty of Science and Engineering, Shimane University, Matsue, Shimane 690-8504, Japan4

ワイエスアイ・ナノテックス（株）YSI/Nanotec Inc., Higashida-cho 8, 13F Kawasaki-ku, Kawasaki, Japan

8504, Japan

受付日：２０１１年２月１４日，受理日：２０１１年１２月２２日

13

相﨑守弘・木戸健一朗・三瓶良和・中田正人て 1, 3, 5, 7m および直上水を採取した．直上水は湖底から 0.5m の水を採取した．持ち帰った試料についか，2009）．これらの窪地は彦名沖の連続した窪地と浅場に掘り込まれた独立性の強い窪地に分けることがさの比）から平滑化タイプの窪地と考えられ，成層て栄養塩の分析をオートアナライザー（Auto Analyzer
Quattro，BLTEC 社）を用いて行った（野尻，2001）．

期においてもしばしば水の入れ替わりが起きていると考えられる（福岡ほか，2002; 木戸ほか，投稿中）．一

この期間の気象データは松江気象台のホームページ（http://www.jma-net. /matsue）から引用した．

できる．連続した窪地はアスペクト比（窪地の幅 / 深

方，独立性の強い窪地は局所的な窪地に属し，窪地
内の水は停滞性が強く，5 月から 10 月にかけてほとん
ど入れ替わることなく無酸素水塊が形成され，高濃度の栄養塩類や硫化水素が蓄積している（Seike et al.,2009；Okumura et al., 2009）． しかし，10 月下旬から

12 月初旬にかけては水の入れ替わりが起き，無酸素

水塊が解消し，栄養塩類の濃度も低下する（相﨑・木戸，2010）．すなわち，高濃度の栄養塩や硫化水素を含む
無酸素水塊が周辺水域に湧昇し，影響を与えていると考えられる．海域での窪地の水の入れ替わりについてはモデルを使った検討が行われているが（大見ほか，
2010），モデルの検証のためには実測データが必要である．中海の独立性の強い窪地での水塊の動きに関図１

細井沖窪地の場所と窪地の形状および超音波

ドップラー流向流速計の設置位置．
Fig. 1 Location and shape of the Hosoioki dredging

hollow and study site.

する実測データはこれまでに無いところから，私たちは晩秋の水が入れ替わる時期の窪地内の水の挙動に結果および考察ついて調査した．
水質変化

方

水温の変化を図２に示す．計測を始めた 11 月 5 日
では表層水温が 16℃，窪地内が 22℃で窪地内の方が

法た．窪地の位置と形状を図 1 に示す．

水温が高い状況であった．11 月 8 日に深度 7m より深い窪地の水は 2℃程度の水温低下が見られたが，それこの窪地は安来市の工業団地造成に伴う干拓工
事 の 折 に作られ たもので， 約 8ha（300m × 200 ～より上層では逆に若干の水温上昇が観測された．その後，15 日には 3℃ほどの急激な水温低下が見られ，調査は米子湾の細井沖に位置する浚渫窪地で行っ

その後ほとんど同じ水温を維持した．15 日以降は深度4m ～ 5m の間に 23 日以降は深度 3 ～ 4m の間に水250m）の面積で複 雑な形状をしている．元は深さ12m 程度の窪地であったが，平成 12 年から 14 年に温が急激に変化する層が見られた．

かけて国土交通省により鉄鋼スラグを用いて埋め戻され，現在は 8 ～ 9m 程度の深さになっている．まわり

図３に塩分変化を示す．窪地内の深度 7m より深い底層の水は 17 日までは塩分が少し低下する傾向を示

は 4.5m 程度の深さであるところから周辺より 4 ～ 5m

し，18 日以降は徐々に上昇し 22 日には 28psu になり程度掘り込まれた窪地である．

安定した．塩分躍層は深度 4m 付近にあるが，11 月 16日以降には深度 5m より深い窪地の水はほぼ均質化

窪地内の水の動きを明らかにするため超音波流向流速計（ADCP）を窪地内に設置した．設置位置を
図１に示す． ADCP（超音波ドップラープロファイラー

し，窪地の水が外に出やすい状況になったものと推PC-ADP，Sontek/YSI 社製，周波数：1.5MHz，センサ

測された．

からの不感距離：0.4m，平均化時間：60sec に設定）
は台に固定し，ダイバーにより垂直になるように設置した．設置は 2010 年 11 月 4 日に行い 12 月 2 日に回溶存酸素（DO）濃度の経日変化を図４に示す．窪-1
地内底層の水は 15 日に 1mg l 程度まで上昇したが，それ以外はほとんど無酸素状態であった．5 ～ 6m の-1
水は 11 月 11 日に 4mg l を超える DO 値となったが 16収した．その間，5 分ごとに 50cm 間隔で流向と流速を計測した．また，この期間に 12 回現地調査を行い，現地で多項目水質計（556MPS，YSI 社）での計

日以降はほとんど無酸素となった．
図５に NH4-N 濃 度および PO4-P 濃 度の経日変化

測と採水調査を行った．採水は北原式採水器を用いを示す．両者とも類似した変化を示した．窪地底層
14

中海細井沖窪地の晩秋期における水の動きの 7m 及び直上水には 11 月初旬には 1mg l を超える
NH4-N や 0.25mg l-1 を超える PO4-P が蓄積していたが-1

15 日にかけて徐々に低下し 16 日には急激に低下した．
その後は，窒素は 0.4mg l 付近を，リンは 0.1mg l-1-1付近の濃度を変動した．
以上の水質変化の結果を整理すると水温変化から

は 11 月 8 日，15 日ごろに深度 7m より深い窪地底層の水が入れ替わったと推測された．深度 0 ～ 6m までの塩分変化からは 8 日に起きた水の入れ替わりは強風（後述）による鉛直混合によるものと推測された． 15

日の水の入れ替わりも，17 日まで塩分の変化がほとん
ど無かったところから鉛直混合によるものと考えられた．15 日に起きた水の入れ替わりにより，窒素やリン

図２ 細井沖窪地における水温の変化（2010 年 11 月
4 日～ 12 月 2 日）．
Fig. 2 Change in vertical profile of water temperature

濃度は半分程度に低下した．それ以前の濃度低下とあわせると 11 月前半で約 60%濃度が低下していたこと

hollow.

から，窪地内の水の多くが入れ替わったものと推測された．11 月後半には深度 5m より深い窪地内の水質がfrom 4 Nov. to 2 Dec. 2010 in the Hosoioki dredging

ほぼ均質化し，窪地の水が容易に外に移動するようになったものと考えられた．
窪地内の水の流れ
ADCP で測定した底層の水温と水位の変化を図６に示す．水温は前述したごとく，11 月 8 日に急激に低下し，その後 13 日から 14 日にかけて徐々に低下した

後 15 日に急激に低下した．この時の水位は 8 日～ 10日にかけては高く，15 日は低くなった．

ADCP 設置時の米子における風速と風向の変化を

図７に示す．水の入れ替わりの見られた 11 月 8 日から12 日にかけては瞬間最大風速が 15m s-1 を超える強い図３ 細井沖窪地における塩分の変化．
Fig. 3 Change in vertical profile of salinity from 4 Nov.

風が吹いた．風向きは南西から西の風であった．その後 15 日にも水の入れ替わりが見られたがその時の瞬

to 2 Dec. 2010 in the Hosoioki dredging hollow.

間最大風速は 13m s で平均最大風速は 7m s であっ-1-1

た．風向きは北北西であった．その後，瞬間最大風-1
速が 10m s を超えたのは 23 日，28 ～ 30 日でこの時にも水の入れ替わりが見られた．風向きは 23 日が北の風，28 ～ 30 日が西の風であった．

図５

細井沖窪地における NH4-N および PO4-P 濃度

図４ 細井沖窪地における DO の変化．
Fig. 4 Change in vertical profile of DO concentrationの変化．
Fig. 5 Changes in NH4 -N and PO 4 -P concentrations

hollow.

hollow.

from 4 Nov. to 2 Dec. 2010 in the Hosoioki dredging

from 4 Nov. to 2 Dec. 2010 in the Hosoioki dredging

15

相﨑守弘・木戸健一朗・三瓶良和・中田正人

深度である．11 月 8 ～ 9 日では 1m における流向と同表層 1m での 1 時間平均の流速を図８に示す．平常-1でも 2cm s 程度の流速が計測されたが，風が強まる

じ北東へ向けた流れも見られたが，東南東への流れもあわせて見られた．11 月 15 日では 1m 層では南西およと流れが速くなり，11 月 10 日，15 日，24 日および 11 月
-1
下旬には 1 時間平均値で 10cm s を超える流速が計

び東北東への流れであったが 4m 層では北西から北測された．水の入れ替わりが起きたと考えられる 8 ～9 日および 15 日の 1 時間平均の流向と流速の散布図

東への北向きの方向への流れが卓越した．１時間平-1均の流速は 6cm s 程度が観測され，1m 層より少し低を図９に示す．南西の風が卓越した 8 ～ 9 日では東北東への流れが，北北西の風が卓越した 15 日では南西下していた．図１１に窪地内の 7.5m 層における 1 時間
平均の流速を，図１２に 11 月 8 ～ 9 日の流向と流速

および 11 月 15 日の流向と流速を示す．窪地の中は水の流れがないと考えていたが，実際には 1 時間平均値

及び東北東への流れとなった．すなわち，表層の流れは風の向きに沿って発生していることが分かった．
図１０に深度 4m 層での流向と流速を示す．4m 層は窪の平均で 2cm s ，最大で 6cm s 程度の流れがあることが分かった．また，流れの方向は表層 1m 層や下-1

地周辺の水深（4.5m）に近く，窪地部分との境界の-1

層 4m 層の流れとは連動せず 11 月 8 ～ 9 日はあらゆ
る方向に 11 月 15 日はやや北向きの流れが卓越する傾向示した．図１３に 11 月 8 日の 14 時から 17 時にかけての 5 分間隔で測定した東西方向の流れの実測値を示す．約 10 分間隔で流れの方向が入れ替わっている-1
事が分かった．また流速も 10cm s を超えるかなり強い流れが生じていることも明らかになった．
これらのことから，窪地内では上層の水の動きにより密度の高い窪地内湖水に内部セイシュが発生し，激しく揺れていることが分かった．すなわち，たらいの図６ ADCP で測定した水温と水位の変化．
Fig. 6 Changes in water temperature in bottom layer and

中の水を揺すったときに生じるような，向きを頻繁に変化させる流れが窪地内で起きていた．細井沖の窪地における流れの周期は約 10 分程度で変化すると推water level measured by ADCP in the Hosoioki dredging
hollow.

測され，流れの方向はあらゆる方向に及んでいた．
11 月 8 ～ 9 日にかけて窪地底層の水温は急激に低下したが，栄養塩濃度の低下は少なかった．この時は南西の風が吹き湖岸側から沖へ向けた風向きであった．この時の 1m，4m および 7.5m 層における南北方
向への１時間平均の水の流れを図１４に示す．プラス
が南方向，マイナスが北方向である．1m 層と 4m 層では基本的には逆方向の流れとなっていた．また，流れの方向は時間により変化しており，一方向の流れで

図７

米子測候所における ADCP 設置時（2010 年 11月）の瞬間最大風速，平均最大風速及び風向の変化．
風向，90°
東，180°
南，270°
西，360°,0°北．

図８ 細井沖窪地表層 1m における 2010 年 11 月 5 日～ 12 月 2 日の間の流速変化（1 時間平均値）．

maximum wind velocity and direction in Yonago area in

depth in surface layer of the Hosoioki dredging hollow

Fig. 7 Changes in maximum wind velocity, averageFig. 8 Change in current velocity (1 hour average ) at 1m

Nov. 2010.

during from 5 Nov. to 2 Dec. 2010.
16中海細井沖窪地の晩秋期における水の動き

図１２ 細井沖窪地 7.5m 層における流向と流速（1 時-1間平均値 , cm s ）．左図 ：11 月 8 ～ 9 日，右図：11 月

細井沖窪地表層 1m における流向と流速（1 時-1間平均値，cm s ）．左図：11 月 8 ～ 9 日，右図：11 月

図９

15 日．

15 日．

s ) at 1m depth in surface layer of the Hosoioki dredging

cm s-1) at 7.5m depth in bottom layer of the Hosoioki

Fig. 12 Current direction and velocity (1 hour average,

Fig. 9 Current direction and velocity (1 hour average, cm-1dredging hollow. Left side: 8 ～ 9 Nov.; Right side: 15

hollow. Left side: 8 ～ 9 Nov.; Right side: 15 Nov. 2010.

Nov. 2010.

図１０ 細井沖窪地 4m 層における流向と流速（1 時間-1
平均値 , cm s ）．左図 ： 11 月 8 ～ 9 日，右図 ： 11 月

15 日．

図１３ 細井沖窪地 7.5m 層における水の流れ．東西方向での 5 分間隔の実測値．

Fig. 10 Current direction and velocity (1 hour average,

Fig. 13 Current velocity of east-west direction in 5

cm s -1) at 4m depth in middle layer of the Hosoioki

minute interval at 7.5m depth in bottom layer of thedredging hollow. Left side: 8 ～ 9 Nov.; Right side: 15

Hosoioki dredging hollow.

Nov. 2010.

はなく往復する流れであった．これは風が止まったときに起きるセイシュによるものと考えられた．7.5m 層では 4m 層や 1m 層の水の流れとは無関係に周期の短い往復の流れを示した．南北方向へは北向きと南向きの流れが交互に起きており，底層の水塊が振動していていると考えられた．これらのことから 6m 程度の深度までは水が混ざったが，最下層の 7.5m 以深では水温は低下したものの入れ替わった水の量は少な
かったものと考えられた．11 月 15 日は 8 ～ 9 日に比べ

図１１ 細井沖窪地 7.5m 層における 2010 年 11 月 5 日～ 12 月 2 日の間の流速変化（1 時間平均値）．

ると風の吹き方は弱かったが沖側から岸へ向けた風
向きであった．この時の 1m，4m および 7.5m 層におFig. 11 Change in current velocity (1 hour average ) at

ける南北方向への１時間平均の水の流れを図１５に示7.5m depth in bottom layer of the Hosoioki dredging

す．１ｍ層と4m 層では基本的には逆向きの流れとなっていた．1m 層では午前中に南向きの強い流れが卓越

hollow during from 5 Nov. to 2 Dec. 2010.

し午後は北向きの流れが見られた．4m 層では午後に17相﨑守弘・木戸健一朗・三瓶良和・中田正人

強い南向きの流れが観測された．このことから北北西の強い風で表層の水が米子湾奥に吹き寄せられた後，風がやむことで反対の流れとなり，下層の塩分の高い海水が米子湾奥に向かって供給されたものと考えられた．水深 7.5m での水の流れは 4m での流れと無関係にほぼ北向きの流れが卓越しており，11 月 8 ～ 9 日とは異なった挙動を示した．細井沖窪地はその北側に沖の俎と呼ばれる浅瀬や岩礁があり北側の底層水が直接窪地に来ることができない．湖心側の底層水は
彦名沖の連続した窪地を通って細井沖窪地の東南部まで達し萱島や水鳥公園沖の窪地内の高まりなどのところで湧昇し，窪地には東南の方向から侵入するものと推測される．従って，窪地内の硫化水素や高濃度
図１４の栄養塩を含む無酸素水塊は窪地の北西から北東の細井沖窪地における 11 月 8 ～ 9 日の南北方向への水の流れ（1 時間平均値）．上図：1m（◆）と 4m（■）の比較，下図：4m と 7.5m（●）の比較．
Fig. 14 Comparison of current velocity ( 1hour average)

北側の浅瀬部分に湧昇し，その後拡散しているものと推測された．
細井沖窪地の西側の湖岸は現在浅場造成が行われており，浅場の生態系の回復が計られようとしている．

of south-north direction between 1m and 4m depths

浚渫窪地の無酸素水塊はその部分を直撃する可能性(upper) and 4m and 7.5m depths(lower) during 8 ～ 9が高く，浅場造成と併せて浚渫窪地の環境対策が求Nov. 2010.

められる．

ま

と

め

中海南東部に位置する細井沖浚渫窪地において，2010 年 11 月 4 日～ 12 月 2 日の期間，超音波ドップラー
流向流速計（ADCP）を設置し窪地内の水の挙動を調べた．また同期間に 12 回の現地調査を行い水質変化を調査した．調査開始時には高濃度の栄養塩を含む無酸素水塊が窪地内の底層にあった．ADCP での水温計測では 11 月 8 日，12 日，15 日に窪地内底層水の水温低下が観測され，水の交換が起きたと考えられた．しかし，11 月 8 日では窪地内底層の栄養塩濃度の顕著な低下は見られなかった．15 日には顕著な栄
養塩濃度の低下が観測された．窪地内底層の水塊は
上層の水の動きとは無関係に向きを激しく変化させ振-1動していた．流速は 10cm s 程度まで上昇することがあり，流れの方向が変わる周期は 10 分程度であった．
このことから，窪地内の密度の高い底層水は内部セイ

図１５

シュにより激しく振動していることが明らかとなった．
栄養塩濃度が低下した 15 日では窪地内底層では北向

細井沖窪地における 11 月 15 日の南北方向

きの流れが卓越し水が一方向へ流れていた．これら

への水の流れ（1 時間平均値）．上図；1m（◆）と4m（■）の比較，下図；4m と 7.5m（●）の比較．

の結果から，窪地内の高密度の底層水は，表層の水

of south-north direction between 1m and 4m depthsなった。

温が低下し窪地内水との密度差が減少する晩秋の時

Fig. 15 Comparison of current velocity ( 1hour average)

期に強風が吹くと入れ替わりが起きることが明らかに(upper) and 4m and 7.5m depths(lower) in 15 Nov. 2010.

18

中海細井沖窪地の晩秋期における水の動き

謝

託業務完了報告書 環境省環境技術開発等推進費

辞による研究 浚渫窪地埋め戻し資材としての産業副
産物の活用−住民合意を目指した安全性評価に関する研究−，pp5-6．

調査を行うにあたり協力していただいた島根大学生
物資源科学部

生態環境工学研究室の皆様に厚く御礼申し上げます．また，本研究は環境省環境研究総内藤了二 , 中村由行，今村均，佐藤昌宏（2006）：浚合推進費の援助を受けて行われたことを記し，謝意

渫跡地の修復に関する施工上の影響と研究開発課
題の抽出，海洋開発論文集，22:649-654．

を表します．

引

用文

野尻幸宏（2001）：湖沼の栄養塩，霞ヶ浦モニタリン
グデータブック，pp12-15．

献Okumura M., Anate T. and Seike Y. (2009): Thebehaviorof iron(Ⅱ)and hydrogen sulfide in anoxic

相﨑守弘，木戸健一朗（2010）：高濃度酸素水生成装置を用いる汽水湖貧酸素水塊の水質改善及び湖底

brackish lake water, Verh. Internat. Verein. Limnol.,の底質改善，中海米子湾の浚渫窪地の水質特性，
平成 19 年度～平成 2 １年度科学研究費補助金 ( 基大見智亮，内藤大輔，寺澤知彦（2010）：浚渫窪地に

盤研究 (A) ) 研究成果報告書 (研究代表者：清家泰)，34-39．

30:1107-1110.

おける流れの従来型シミュレーション手法の限界と新手法，水産工学，46：235-240．

福岡捷二，三浦心，黒川岳司，松下智美，船橋昇治

Seike Y., Murakami M., Fukumori R., Senga Y.,（2002）：強固な密度成層を有する水域における下層水内の流動と水質変化，海岸工学論文集，49：

Ayukawa K., Mitamura O., Terai H., Kondo K., Ueda S.

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井内美郎，西村清和，渡辺和明 (2009) 米子湾浚渫
窪地の分布状況と規模の見積もり，平成 20 年度委

Nakaumi, Japan, Verh. Internat. Verein. Limnol.,and nitrous oxide in the stratified brackish Lake356-360．

30:1073-1076.

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