殆どが超大型海洋構造物を理立式及び浮体式で建設した場合の流況の差違のみを検討しているのが現状である。

しかし、構造物の大型化に伴う周辺海域への影響は益々甚大なものとなることが予想されるため、沿岸生経系に及ぼす影響についても言及する必要がある。

そこで本研究では、構造物を設置することにより変化する流況の予測だけでなく、周辺環境に多大な被害を及ぼす赤潮や青潮などの発生を知る上で必要な要因である溶存酸素量や動・植物プランクトン量などの沿岸生態系にまでその予測範囲を拡張し、超大型浮体式海洋構造物周辺の環境影響予測及び評価を行う。

3. 研究方法

潮流の計算モデルには、3次元の鉛直多層（マルチレベル）モデルを用いる。マルチレベルモデルの基礎式は、連動量、質量、熱量、塩素量の保存式と状態方程式を鉛直方向に種分することにより導かれる。

本研究で行う数値計算では、この基礎式を時間・空間共に中央差分（leap-frog scheme）により離散化したものを使用する。ただし、移流項だけは上流差分（up-stream scheme）を用いる。

計算には、スタッカートメッシュを使用し、各物理量の配置は、格子中央に水深、水温、塩素量等を置き、格子線上に流速を置く。密度と水温及び塩分の関係式（状態方程式）としては、クヌートセン（knudsen）の式を用いる。

3-1. モデルの基礎仮定

本研究にて用いるモデルには、以下に示す基礎仮定が常に成立するものとする。

1. 流体は、常にNewtonの粘性法則が成立する粘性非圧縮性流体である。

2. 鉛直方向には静力学的平戸衡を仮定し、運動を無視する。すなわち、重力の加速度と圧力傾度が帰的につり合っているものとみなす。

3. 地球の回転効果を示すコリオリのパラメータは計算領域全体において常に一定とするf-平面近似が成立するものと仮定する。

4. 海域の流れを駆動する要因は、潮汐、密度傾度、沿岸からの河川水の流入及び海上を吹く風の応力等を考慮する。

4. 潮流の定式化

4-1. 運動の方程式

［ｘ方向の運動方程式］

4-3. 境界条件

境界条件には、陸岸及び構造物境界にはすべり無しの条件を用いる。また、浮体と浮体下部を通る流体との間に生じる摩擦低抗力には、浮体底面摩擦係数として海底摩擦係数と同じ値を用いて表すこととする。

5. 沿岸生態系モデルの定式化1）

生態系モデルは基本的には、生産者、消費者、分解者とエネルギー資源から構成される系であり、生態系内の物質の保存を表す微分方程式で構成される。しかし、循環経路それぞれが実験や観側事実から導かれた経験則に従っており、機構的ではあっても、流体力学モデルのような物理法則に基づく機構モデルとは性格が異なる。このため、解析の目的や物質動態の捉え方よりモデルには様々なバリエーションが存在する。

本モデルでは、生態系の構成要素として、有機体のものでは植物プランクトン、動物プランクトン、テトリタス（懸濁態非生物有機物）、小魚の4つのコンパートメントを考慮し、ベントス（底生生物）や堆積物等からなる海底系は、このモデルでは変数から切り離すこととする。無機態のコンパートメントとして、溶存酸素己を用いることとする。（Fig.1参照）

5-1. 植物プランクトン（XPk）の基礎方程式

前ページ　　　目次へ　　　次ページ