本文ファイル - 長崎大学 学術研究成果リポジトリ

NAOSITE: Nagasaki University's Academic Output SITE
Title
雨天時における流域からの窒素系汚濁負荷流出量の評価に関する研
究
Author(s)
野口, 正人; 西田, 渉; 朴, 元培; 矢代, まゆみ
Citation
長崎大学工学部研究報告 Vol.29(53) p.321-328, 1999
Issue Date
1999-07
URL
http://hdl.handle.net/10069/5089
Right
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http://naosite.lb.nagasaki-u.ac.jp
長崎大学工学部研究報告
第2
9巻
第5
3号
321
平成 11
年 7月
雨天時 における流域 か らの窒素系汚濁負荷流 出量の
評価 に関す る研究
野
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正
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1.は じめに
れてお り,その事業が水環境 に及ぼす影響 について大
好 ましい水環境 を達成す るためには,様 々な対策 が
いに関心が持たれてい る｡本事業では,諌早湾の一部
必要 とされ る｡ とくに,最近では外因性 内分泌撹乱化
を延長 7k
nに及ぶ潮受 け堤防で締め切 り,囲 まれた水
学物質 (
通称,環境ホルモン)に よる人間 を含めた生
域 にさ らに内部堤防を建設す るこ とに より,干拓地 と
物 への影響 が危倶 されてい るが,好 ま しい水環境の達
調整池 とを作 ろう としている｡ この ような こ とか ら,
成 に向けては水域のみに注意 を払 っていて も不十分で
新たに作 られ る調整池では,主 として夏季 に,富栄養
あ ることは言 うまで もない｡ この ような こ とか ら,十
化が発生す ることが懸念 されている｡ この種 の問題 に
全な ｢流域水質管理｣が避 け られないこ とは当然の こ
対応す るためには,流域 か ら不必要 な栄養塩類 を放出
とである｡そのため,流域 か らの汚濁負荷流出につい
してはな らない こ とは明 らかである｡
て量的 ･質的な両側面 での検討が必要であ り,同時 に,
上述 された ことか ら,本論 では,流域 か らの窒素系
流域 か ら水域 へ未処理で放 出され る汚濁負荷量 を少 し
汚濁負荷流 出の問題 を取 り上 げ,諌早湾 に流入す る代
で も多 く軽減す るための有効な施策 が展開 されねばな
表的 な河川であ る本明川での水質観測結果 に基づ き,
らない｡
その流 出特性 を評価 しようと試 みた｡
長崎県の諌早湾では,現在 ,締切干拓事業 が進め ら
平成 1
1
年 4月23日受理
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*社会開発工学科 (
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野 口 正人 ･西 田
渉 ･朴
元 ･矢代 まゆみ
降雨時 には降雨強度 に もよるが,通常 ,βの値 は著 し
2.流域 に分布 する非点源汚濁負荷の評価
流域 に分布 す る非 点源 汚濁 負荷 を評 価 す るため に
く大 き くな り,上 とは逆 に浮遊粉塵 はたちまち地上 に
紘,対象 とされた時点 までの降雨の状態 や流域の状態
降下す るこ ととなる｡上述の基礎式 で降下粉塵量 を正
を考慮せねばな らない｡ また,流域 に分布す る汚濁負
し く評価 す るため には,前述 された βや α を適切 に
荷量 を評価 す るにあた って, しば しば原単位の概念 が
見積 もるこ とが必要 にな る｡
使 われるが,その概念が非点源汚濁負荷 を評価す る場
この種 の割合 を評価 す る 目的 もあ って,著者 らは数
合 に も適用 され るか否 か とな る と,なかなか難 しい間
年間に渡 って長崎県諌早市役所の屋上 に降下粉塵の計
額 である｡非点源汚濁負荷の規制 が しっか りと大 きな
測器 を設置 し,非点源汚濁負荷の観測 を行 った｡既 に
社会問題 となっているア メ リカにおいて,環境保護庁
述べ られた ように,無降雨状態 での降下粉塵量は大 き
(
US_EPA)は非点源汚濁負荷 (
NPS) として幾 つ
い ものではな く,降下量の大部分 は降雨に よって地上
かの要 因を上 げている 1
)
｡それ らの代表的な もの とし
に落 とされ る｡ なお,その ときの観測方法は,一般 に
ては,た とえば,農耕地等 か らの余分 な肥料 ･除草剤
降下粉塵 を計測す る際の もの と同 じであるので 2),読
･殺虫剤や,
大気中の浮遊物質 を起源 とす る降下粉塵 ,
明を省略す る｡ ここではそれ らの観測 に よ り得 られた
その他,汚濁源 が面的 に広 が っているものは,すべて
結果のみ を示 す｡【図 一,1】 には,諌早市役所 の屋上
が非点源汚濁負荷 を構成 しているO これ らの要因は,
で観測 され た全窒素
それぞれの地域や時期 でその分布 が変化 するのは当然
窒素
であ り,その機構 を検討す るこ とな しに原単位 とい う
雨量 との関係で示 されている｡ この図か ら明 らかな よ
こ とでひ と括 りに論 じようとす るのは,明 らかに無理
N を初 め とす る窒素系 の汚濁 は降雨量 と強
うに,T
があ る と思 える｡ ここでは,その一例 として降下粉塵
N の降下量 の回帰直
い相関 を有 してい る｡ また ,T
の問題 を取 り上 げ,若干の検討 を行 う｡
線 か らの変動幅 は
(
TI
N)成分 を形 成 す る無擬 態
(
I
n
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r
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N)と有機態窒素 (
or
g.N)とが,降
Or
g.N の降下量 に大 き く影響 さ
前述 された ように,降下粉塵の基は もともとは 自然
れているこ とが分かる｡ なお,季節的 に見 て も春 か ら
現象や様 々な人間活動 に起因 してお り,
一地表 に降下す
夏 にかけて降下量が大 き くな ってい るこ とが理解 され
る直前 には大気 中に浮遊 している｡ これ らは,地域性
る｡ これ らの観測結果 が,前述 された浮遊粉塵の形成
を強 く帯びてお り,その時点 までの降雨時系列 に大 き
と降下 に係 る諸量 を評価 す る際 に役立 て られ ることは
く影響 されているこ とは当然 であ る｡流域 か らの流 出
言 うまで もない｡本節の最初 に述べ られた ように,非
解析 をす る際な どに多用 され るタンクモデル を大気中
点 源汚濁 負荷 は降下粉塵 の みで形成 され る訳 で はな
に考 えれば,浮遊粉塵量の変化 は簡単 には次式 で表 さ
い｡そのため,非点源汚濁負荷 を一般的に評価 するこ
れ る｡
とはなかなか難 しいが,降下粉塵量 を評価 しようとし
た試みは,た とえば,都市域め足根負荷や道路負荷 と
祭
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｡ ここでは ,T
Nの汚
して計測 された りしてい る 3)
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yが示 されているこ
濁負荷発生量 として1
ここに,S
o:
大気 中の浮遊粉塵量 ,β:降下の割合 (
汰
とのみを記す｡ これ らは具体的な数値 として貴重 な も
出 タンクの浸透孔乗数 に相 当す る),α:浮遊粉塵の補
のであ る｡ しか し一方では,前述 された ような問題 を
給割合,であ る｡浮遊粉塵 の形成摸樺 やその降下の機
含 んでい ることも当然の こ とであろ う｡ ここに示 され
構 を考 えれば明 らかな ように,βや αは前述 された こ
た ことを考慮 して,後述 され る本明川での汚濁負荷流
とよ り一般的 には,地域性や先行降雨の状態等 に よ り
出の観測前の降雨 ･無降雨時系列 に対 して浮遊粉塵 な
変化 する｡ ここでは,上述 された基礎式で得 られ る解
らびにその降下量 を示 せば,【図 -2】の ようにな る｡
の特性を示 すため に, これ らの割合が一定値 で表 され
なお,計算 を行 うにあた っては ,β
-β｡
-0.
0
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da
y
る ときの浮遊粉塵量 を示 す｡
1
(
無降雨 日),β-β
r
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降雨 日) とされた｡ た だ
し,rほ 日雨量 (
mm/
da
y)であ り,変換係数の kは,
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(
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k-3
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m-1と置 かれた｡上述 された こ とは,勿論,降
雨 日で も 日雨 量 が小 さ く, そ の限 界値 が 1
03*β
｡
/
k
上式は大気 中の浮遊粉塵量 が,初期条件 に始 まって,
指数 関数的 に増 加 もし くは減少 す る こ とを表 して い
る｡ 明 らか に,無降 雨状 態 ではβの値 は小 さ く,So,o
一
貫
く
浮遊粉塵量 は増加傾 向にあ る｡一方,
oとな り･
mm/
da
yに連 しない場合 には,β-βCとされ ることは
当然 であ る｡一 方 ,浮遊 粉塵 の補給 割合 の αは地域 性
を強 く有 しているが,今回の計算 では,前述の論文 に
.
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5
示 された値 をその まま使用 す るこ ととして ,〟-1
雨天時 におけ る流域 か らの窒素系汚濁 負荷流 出量の評価 に関 す る研究
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day とされ た｡【図 - 2】の結 果 は,降下粉塵
323
3.汚濁負荷流 出量 と流量 との関係
の 多寡 が降雨の有無 に大 き く左右 され, 1ヶ月間の平
流域 に分布 した非点源汚濁 負荷 が受水域 に及 ぼす影
均量 を求 め よう とす る際 には,月間の降雨量 や降雨の
響 を評価 しよう とすれば,それ らの分布 とそれぞれの
頻度 に影響 され る こ とを示 して い る｡
汚濁 の剥離 な らび に輸送 の機構 が明 らかにされねばな
らない｡ 通常 ,汚濁 負荷流 出量 (
L) と流量 (
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の問 には, しば しば,以下 に示 す比例関係式 が存在 す
る もの とされ る｡
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ここに ,α,わは個 々の流域 の特性 よ り決 め られ る定数
占 N ゼ 亀 き
であ る｡本論 では,冒頭 に述 べ られた こ とか ら長崎 県
の一級 河川 であ る本 明川 を取 り上 げて,上式 の妥 当性
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について検討 す る｡ そのため, まず,公的磯 関 に よ り
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十数年 間 に渡 って蓄 積 されて きた公共用水域 での水質
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観測結果 を用 いて,汚濁負荷量 一流量の関係 について
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検討 した｡
【図 -3】には,長崎県諌早市 を流 れ る本 明川の鉄
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道 橋 地 点 で ,昭和 58年 度 ∼平 成 7年 度 に測 定 され た
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T-N の汚濁 負荷量 が流量 との関 係 で示 され てい る.
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なお,図中のプ ロ ッ トに用 い られた記号 が異 な るの は,
凡例 に示 された ように,先行降雨の影響 の度合 いや観
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測 当 日の降雨の有無等の違 いを明 らかに しよう とした
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ものであ る｡ ただ,本論 で示 され る ように,非点源 汚
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◆
◇
濁 負荷の形成榛横 の複雑 さや,それ らが水域 に輸送 さ
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●
れ始 め る剥 離 が土地 利 用 等 に よ り一 様 で な い こ とか
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ら,凡例 に示 された ような簡単 なパ ラ メー タを用 いて
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回帰 曲線 か らはずれて い る様子 を正確 に表 す こ とはか
な り難 しい こ とも察せ られ る｡ したが って,【図 -3】
【図 - 1】降下粉塵 と月間降雨量 との関係
80
o
の ような形 で前述 の方法 で求め られた観測値 を整理 し
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よう として も,図中の回帰 曲線 で測定値 を厳密 に表 さ
れ る とは言 えな い｡ 本 明川 は平 水流 量 が約 1Ⅰ
㌔/
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い う ところであ り,その付近 で回帰 曲線 か らの散 らば
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りが大 き くな ってい る こ とは,本論 の後半 で説 明 され
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る流域 か らの非点源汚濁 負荷流 出を考 えれば 自然 で も
あ る｡ ただ,それ らの散 らば りの一番大 きな原田は,
ここで資料整理 に用 いている水質 が,た とえば 1ヶ月
に 1回 とい うような測 られ方 が されてお り, これ まで
に何 回か述 べて こられた ような非点源汚濁 負荷の形 成
20
貞
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とその流 出擁構 を考 えれば,その ような整理 の仕方 そ
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の もの に,あ る種 の無理 があ るこ とは否 め ない｡ いず
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【図 -2】ハ イエ トグ ラフな らび に浮遊粉塵 と
降下粉塵 のポ リュー トグ ラフ
れ に して も,汚濁 負荷流 出量 を流量 との関係 で表 そ う
とす る試 みは,雨天時 の流 出量 の主要 な部分･
を占めて
い る成分 としての非 点源汚濁 負荷流 出量 を考 えれば,
それ らの両者 が一意的 な関係 で示 されない こ とは容易
に理 解 で きる｡ 本節 では,汚濁 負荷流 出量 と流量 との
関係 を これ以上 に言及 しないが,流域 に分布 す る非点
324
野 口 正 人 ･西 田
元 ･矢代 まゆみ
渉 ･朴
すなわち,【図 -4】 に示 された線形 の汚滞流 出 タン
凡例の祝明
クを取 り上げ,汚濁負荷量 と流量 との関係 を求めれば
当挟 日の前 日から 1週間遡る期間に降雨があ
つたか否かを綱べ最 も強い降雨強度 とそれが
出現 したときまでの経過時間との比を求める
以下の ようであ る｡
dS*(
i
)
--aS*(
i
)
dt
(
4)
ここに ,S*(
i
):
t時刻の汚濁 負荷 (貯留量),α:汚
◇
濁負荷の流 出孔乗数である｡一方,強度 が一定 であ る
変数 1
変数 2
A 0
<a≦5
□ B 5<a≦1
0
△ C 1
0
<a≦1
5
降雨 (
r-〟)が T 時間だけ継続 した場合,汚濁 負荷
b
=
0
b
=
0
b
=
0
b
=
0
b
=
1
b
=
1
b
=
1
O D 1
5
<a
･
◆ ▲ 0
<a≦5
+ A 5
<a≦1
0
▲C1
0
<a≦1
5
量 は雨水の流出量 を用 いて以下の式 で表 され る｡
1.
0
0.
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【図 -3】TN の負荷量 と流量 との関係
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本 明川,鉄道橋 )
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(
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【図 一4】汚濁負荷流 出 タン ク
源汚濁負荷 を少 しで も合理的 に評価す る 目的 か ら,公
共用水域 での水質観測は降雨の影響 を避 け るよ りはむ
しろ,その影響 を評価 す る観点 か ら今後 な され るべ き
【図 - 5】 タン クモ デルに よる汚濁負荷豊 と
流量 との関係
･0≦t
<Tの時
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一
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宗 許 -t
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A
(
5
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･T≦tの時
であ るこ とを指摘 してお く｡
4.汚濁負荷流 出機構 の検討 l)
謀 計
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禁
(
l ) ) a′
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(
6)
ここでは,流域 か らの非点涼汚濁負荷流 出量 の評価
ただ し,S
*(
0
) :初期時刻 (i-0) の汚濁 負荷 (貯
に関連 して,汚濁負荷流 出 タン クを用 いて検討す る｡
留量 ),r
o:降雨強度 ,y(
i
) :流 出強 度 ,i:流 出孔
0
0
0
000
0
2
4
6
6
4
青
首
肖溜
YtZ
(SJ
ftu
d
9
1
月
届
325
雨天時 におけ る流域 か らの窒素系汚濁 負荷流 出量の評価 に関す る研究
乗数 であ る. これ らの式 を用 いれば ,α/)の値 を変化
させ る こ とに よ り, 無 次 元 化 され た 汚 濁 負 荷 量 :
S*(
i
)
/
S*(0) と流 出量 :y(
i
)
/r
oとの関係が 【図 -5】
の よ うに表 され る｡ この 図 を参照 すれば ,降雨期 間
の正確 な評価 のため には, f̀
i
r
s
tf
l
us
h'の影響 が十 分
(
T≦i) には,汚濁 負荷流 出量 は流量 の低下 と共 に減
口
0
2
少 してお り,予想 され る結果 にな ってい る｡以上 の諸
(
a
)
)
に考 慮 され な け れ ば な らな い｡ 他 方 , 降 雨 終 了 後
-.
I .
.
.
.
JL.
"
8
中 (0≦t
<T) に汚濁 負荷 量 が減少 してい るが ,そ
.
■■
式 を用 いて汚濁負荷流 出量 を評価 した結果は,前述 さ
0 0
05
れた汚濁 負荷流 出量 と流量の関係 についての考察 と共
0
500m上流 にあ る｡
0
なお,【図 - 3】の観測地 点の鉄道橋 は,裏 山橋 の約
0 0 0 0
2 号 4 0
1
qT
t
aJ
OT
n
C
L
m山
戸
21
n であ り,
k
裏 山橋地点での流域面積は37.
6
kJであ る｡
(
代表的な諸元 を記せば,流域面積 87
k
J,幹川流路延長
o
1
皿に存在 す る裏 山橋 に とられている｡ ここで本 明川の
0
o1
6
2
暑
舅
h
P
質観測 が実施 された本 明川の基準地 点 は河 口か ら6.
0
(
C)
0
L
に,当該河川での降雨時の水質観測が実施 された｡水
0
2
明川 で流域 か らの窒素 系 汚濁 の流 出 を評価 す るた め
+
一
一一T
hN.
N
.
_
ド
■トー
0
3
本節 では,諌早湾 に流入す る代表的 な河川 であ る本
0
4
5.流域 か らの非点源汚濁負荷流出量の評価
盲 音C
!
t
J
pm ou
に次節で示 され る｡
H
23伽
H
H
"
ら開始 された｡対象降雨は24日の 3時00分過 ぎか ら始
- -- -.- "
-"
- 日
日
"
- '
'
'
I".日日-+
+
T
L
E
_
W
NN ".
"
.
N
0
(
290
998年 9月23日∼24
本論 で取 り上 げ られた観測 は ,1
日に実施 され,具体的な測定は 9月23日の23時 30分 か
' '- -I "
500
8の0
1
1dO
1
4伽
1
7伽
2
0伽
23t
X
)
Ti
t
p
【図 -6】ハ イエ トグラフ,ハ イ ドログラフ,
ポ リュー トグラフ (
本 明川 ,裏 山橋)
ま り,総降雨量 は27
Ⅶ皿, 1時間の最大降雨量 は 6Ⅱ
山で
あ った｡水質観測のための採水は,降雨開始の直前 か
出量 が大 き くな っている｡ この ように汚濁 負荷流 出榛
ら30分ない しは 1時間の間隔で24時間にわた って行わ
溝 を明 らかに しよう との観点で 【図 -6】を注意深 く
れた｡今回の測定項 目としては,窒素系汚濁 の成分 が
検討 すれば,非点源汚濁負荷 が流域 か ら水域へ流 出 し
取 り上 げ られた｡以下 に示 された観測デー タの うち,
て くる様子 を窺 うこ とがで きる｡ この ような 目的 を果
降雨量 は河 川情報 セン ター (
略称 :F
RI
CS)の端 末
たすために,減衰期の流量 な らび に汚濁 負荷流 出量 の
よ り得 られた｡ また,流量 は建設 省長崎工事事務所 よ
低 減傾 向を調 べ , タン クの流 出孔乗 数 が求 め られた
り提供 された｡【図 -6】 には,今回の観測 で求め ら
(
【図 - 7】,参照)｡ すなわち,今回の降雨流 出に対
れたハ イエ トグラフ,ハ イ ドログラフ,ポ リュー トグ
しては , A-0.138(
hr-1),α-0.
232(
hr 1) の値 が
ラフがま とめて示 されてい る｡ とくに,ポ リュー トグ
求め られた｡
N,I
n
o
r
.
N,Or
g.
N の濃度 な ら
ラフに関 しては ,T
以上 に述べ られた こ とよ り,今回の降雨 に対す る汚
び に汚濁負荷量の両者 に対 して時間的変化 が示 されて
濁負荷流 出量 を前節 で示 された(
5)
,(
6)
式 を用 いて整理
い る｡ なお,本観測 が行 われ る以前 には ,3
0日間無降
すれば,【図 -8】の ようにな る｡ この種 の 当てはめ
雨 日が続 いてお り,上のハ イ ドログラフか ら明 らかな
の事例 は,平成 9年度の 日本水環境学会九州支部大会
ように,降雨直後の初期損失 が大 き くな っている｡ ま
の席 で も紹介 された 5)｡ その際の適用河川は長崎市 内
た,容易に察せ られ るように,無降雨 日が長 く続 いた
の浦上川の支川であ る大井手川 と昭和川 であ ったが,
ため に f̀
i
r
s
tf
l
us
h'に よ り降雨開始直後 の流 出水 の
α/)として,それぞれ ,0.
3-0.
4な らび に0.
7-0.
8の
濃度 は他 に比べて非常 に大 き くな ってい る｡ しか し,
結果 を得 ている｡ これに対 して,今回の本 明川の観測
汚濁 を含 んだ流 出水の濃度ではな く,汚濁 負荷流 出量
では,【図 - 8コ に示 され るように α/)の値 はおお よ
で比較 すれば,降雨 に伴 う流 出水が本格化 してか ら流
そ, 1.1
- 1.
3で あ る｡ 実際 ,【図 - 7】 に示 され た
3
2
6
野口
正人 ･西 田
捗 ･朴
元 ･矢代 まゆみ
しか し両者の流 出擁横 の違 いを考慮 し,流域の汚濁負
i
r
s
tf
l
us
h'等 に よ り激 し く流 出す るこ とを考
荷 が f̀
えれば,その様子 が推察 で きない訳ではない｡ これ ら
の横樺は,今後 さ らに非点源汚濁 負荷の形成機構や剥
離 ･輸送の擁樺 を検討 してい く中で明 らかにされ る.
つぎに今回,本明川で観測 された窒素系汚濁負荷流
出の濃度 な らびに汚濁負荷量 を流量 との関係で整理す
0
1
0
3
O
2
0
a) は
れば ,【図 -9】の ようにな る｡ ここに,図 (
Bl
甲9
e
JThe
(
A
r)
TN,I
n
o
r
.
l
N,Or
g.
N の濃度 を示 した ものであ る｡
これ らの図において特 に注 目され るこ とは ,I
n
o
r
.
N
の濃度 に大 きな変化 がない こ とであ る｡ 図 (
b) は同
ノーヽ
く>
ヽ
N,I
n
o
r
.
N,Or
g.
N の流 出量 を示 した もの
じ く,T-
■
■
′
●
.
I
q
2
0
′
ヽ
●
ヽ
′
であ る｡図
t
b
(
b)の最初の図は,TN を流量 との関係
でま とめた ものであ る｡後 の考察のために,国中には,
【図 - 3】に示 された回帰 曲線 で用 い られた式 (
a-
O.
0
0
0.
8967,b-1.
1
8
82) も併記 されている｡既 に 【図 -
3
0
1
0
2
0
Ehp沖dThe
(
A
r)
3】の考察で述べ られた ように,降雨時の非点源汚濁
b)の最初
負荷流 出を詳細 に検討 すれば ,【図 -9】 (
【図 -7】無次元化 された流量 と汚濁負荷量の
時間的変化
の図 に明 らかな ように,観測値 は前述の回帰 曲線 よ り
はずれ ることは明白であ る｡ それでは一体前述の回帰
.0
1
曲線 は何 を表 しているのかが問題 にな るが,それに対
す る答 えが同 じ く 【図 - 9】 (
b) の 2番 目の 図 とし
0.8
3
て現 れてい る｡ と くに窒素系 汚濁 負荷流 出では ,I
n
-
o
r
.
N の濃度 がはば一定であ るこ とに対応 して,それ
0.6
αノ1
b
i
i
Zl
01
●
■
一･
一･
一0.
I
･
0.
l
1乃 0 . 4
･
-･
-0.
8
----1.
0
11
- 1.
A
0 . 2
0
.
0
0
.
0
0
.
2
0
.
4
0
.
6
0
.8
y
(
I
)
/
r
｡ :y
(
t
)
/
r
｡
(
o
l
Ll
)
1
.
0
らは大体の ところ,
前述 された回帰 曲線 に乗 ってい る｡
TN の回帰 曲線 か ら
r
g
.
Nに よるものであ る
の散 らば りほ,その多 くが O
すなわち,最初の図に示 された
-I
-･
-1
.
6
こ とは,はば間違 いがない｡【図 - 1】に示 された降
1
.
a
H･
一
･
‥2.
0
下粉塵の大小の違 い,あ るいは,一連の浅層地下水 に
【図 -8】観測 と計算 に よる T
Nの負荷量 と
流量 との関係 (
本 明川,裏 山橋)
おけ る水質観測 の結果 は 6) , ここで示 された結 果 と
r
g.
N が大
類似の ものであ り,主 として降雨時 に,O
き く輸送 されてい るこ とが推測 で きる｡
以上 に示 された ように,水域 を清澄 に保 つ上 で益 々
.
68
)と α との値 を用 いて α/)を計算 すれば ,α/A-1
制御の必要性 が認識 され始めた非点源汚濁負荷 に関 し
とな った｡ この値 が,【図 -8】の計算値 と観測値 と
ては,その形成榛横 を解 明す る問題 や剥離 ･輸送の問
の対比で求め られた値 と異な っているのほ,第 4節で
題 を正 し く定量化 してい く必要性 があ るが,その全体
展開 されたモデルの前提 にな っている,一定の降雨強
的な整理 と定量化 に向けた試 みがされた｡
既 に何 回 も,
度 の降 雨 が T時 間競 いた とい った仮定 が完 全 には満
その必要性 が繰 り返 して述べ られてい るように,好 ま
た されていないためであ る｡【図 -8】の結果 を ま と
しい水環集 を達成 す るためには,流域 に分布 す る点源
め る際 には,【図 - 6】のハ イエ トグラフで示 された
･非点源汚濁負荷の評価が適切 にされねばな らない｡
今回の降雨 に対 して, と くに 1
2時 か ら1
3
時の 1時間 に
最近 ,国の内外 を問わず良好な水環境 を実現す るため,
降 った 6mm/
hrの雨 に着 目した｡ ここでは ,α/
l≒
真剣 に ｢
流域水質管理｣の取 り組 みが始 まっている｡
1.
5とす る こ とにすれば,浦上川 の支川 で観測 された
これは,量的 な側面 で ｢総合治水｣ が必要 とされた と
ときの値 と大 き く異 な ってい るこ とが注 目され る｡ こ
同様 ,質的な側面で も総合的な流域水管理 が必要であ
の ように,雨水 よ り汚濁負荷の方 が よ り激 し く流 出す
るこ とによっている｡ この ような事例の一 つ として,
る とい う結果は,
時 として理解 しに くい ところ もあ る｡
た とえば,米国のエルムハー ス ト ･ク ォリーを上げ る
3
2
7
雨天時 におけ る流域 か らの窒素系汚濁負荷流 出量の評価 に関す る研究
,
O
l
5
･
Sep.
23-
L
=
0.
8
987
Q1
.
1
ー
t2
2
41998
3
2
O
R
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1
5.
0
2
0.
0
【図 一 9】TN,I
n
o
r
.
N,
Or
g.
Nの濃度 な らびに負荷量 と流量 との関係
こ とがで きる｡ 中米 にあ るア メリカの第 3番 目の大都
る観点 か らも実施 され るべ きことが指摘 された｡ 同時
市 であ るシカゴは,五大湖の一 つであ る ミシガン′
湖に
に, この種の観測 が長崎県の本明川で行われ,窒素系
面 している｡ そのため,水環境の整備 は重要 な課題 に
汚濁負荷流 出の特性 が,一般的 に示 され る汚濁負荷流
な っている｡ ここでは,廃鉱 を有効 に利用 しようとし
出量 と流量 との関係式 との関連 で検討 され るこ とが示
た ク ォリーな どが実際 に流域の非点源汚濁負荷 を削減
された｡ すなわち,窒素系汚濁負荷流 出量の うち, こ
す る方策の一 つ として使 われてい る｡すなわち,雨水
の種の関係式で示 されてい るものは多 くが,無機態窒
の流 出水を廃鉱 な どに溜めて,河川の流量 が下 が って
素 であ り,有擬態窒素 は主 として降雨の影響で流 出 し
か ら水を放流 しよう とす るものであ る｡最初は下流域
ていることが示 された｡ この ような結果は,降雨の影
におけ る洪水の制御 を 目的 として ク ォリーの建設 がさ
響があ る地下水水質の窒素系汚濁濃度 について も同様
れたが,近年 ,雨水流 出水 を一旦貯留す るこ とで水質
に得 られてお り6),浅層地下水や表面流 出水では,流
処理 を行 う施設 として も注 目されてい る｡今後 は この
域 に分布す る非点源汚濁 負荷の影響 を強 く受 けている
種の施設 の整備 ･充実 を図 り,流域 か らの未処理 の汚
こ とが示唆 された｡併せて, この ような流出に対 して
濁 負荷流 出を極 力削減す るこ とが望 まれ る｡
適切 な対応策 を講 じて,好 ま しい水環境1こ配慮す るこ
との重要性 が述べ られた｡
6.おわ りに
好 ま しい水環境 を実現す るためには,多面的な配慮
謝
辞
が必要 であ る｡水域 での 自浄作用 を促進 す るために各
本研究は河川環境管理財団か ら,河川整備基金 (
平
種 の方策 が欠 かせない こ とは当然の ことであ り,同時
成 9,1
0年度)の助成 を受けて実施 された｡ ここに記
に,流域 か らの汚濁 負荷流 出を抑制す るこ とに も大 い
して,関係各位 に深甚の謝意 を表 します｡ また,流量
な る努力が払 われなければな らない｡
デー タの取得等では,建設省長崎工事事務所の方 々に
本研究では上述 された ことか ら,流域の非点源汚濁
お世話 にな った｡ さ らに,水質観測の実施等では,長
負荷 が如何 に形成 され るかを,降下粉塵 との関係で考
崎大学工学部 の卒業研究生であ った伊藤嘉徳 ･許聡子
察 した｡ また,通常 ,水域での水質観測は降雨の影響
の両氏 を初め とす る河川工学研究室の学生諸氏にご協
を避 けて行われ るが,今後 は,その影響 を明 らかにす
力戴 いた｡ これ らの方 々に感謝致 します｡
3
2
8
野 口 正人 ･西 田
渉 ･朴
参 考 文 献
元 ･矢代 まゆみ
4)野 口正人,朴元培 ,矢代 まゆみ (
1
9
9
8) :発生源
1)U.S.Envi
r
o
nme
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l Pr
a
o
t
e
c
t
i
o
nAge
nc
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1
9
9
8):
対策 を基本 に した汚濁処理 と河川環境整備 ,第 4回
Nonpoi
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cePol
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i
onCont
r
olPr
ogr
am;
河道 の水理 と河川環境 シンポジウム論文集 ,土木学
(
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go
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,l
a
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tupda
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e
d.
p.237
-2
4
2･
会水理委員会河川部会 ,p
1
9
98) :
5)矢代 まゆみ,野 口正人,西田渉 ,朴元培 (
2)野 口正人,西 田渉,書井克浩,碇慎一 (
1
9
94
):
流域 か らの非 点源 汚濁 負荷流 出の評 価 に関 す る研
都市域 におけ る点源 ･非点源汚濁負荷の水域への影
究,平成 9年度 日本水環境学会九州支部研究発表会
響 ,長 崎大学 工学部 研究報 告 ,第 24巻 ,第 43号 ,
講演要 旨集 ,A3,pp.1
6
-21
･
1
9
98) :流域 に分布す る非点源汚濁負荷
6)朴元培 (
pp.22
5
-2
2
9･
1
9
91
) :都市化 した中小河
3)和 田安彦 ,三浦浩之 (
川の水質 に及 ぼす下水道等整備効果 のモ デル解析 ,
4
2
9/Ⅱ-1
5,pp.97
-1
0
5･
土木学会論文集 ,No.
の流 出麟横の解 明に関す る研究,長崎大学大学院工
学博士学位論文｡