[M-AG34] ラジオアイソトープ移行：福島原発事故環境動態研究の新展開

[MAG34-P06] 底質からの溶出を考慮した数値計算モデルによるダム湖の放射性セシウム動態の再現

*辻 英樹¹、林 誠二¹ (1.国立環境研究所 福島地域協働研究拠点)

キーワード：放射性セシウム、ダム湖、底質溶出、数理モデル

福島第一原発事故被災地のダム湖では、湖底堆積物から放射性セシウム(以下¹³⁷Cs)が溶出し、放流水における溶存態¹³⁷Cs濃度の低下速度の鈍化をもたらしている。湖底からの¹³⁷Csの溶出速度は湖底の酸素･温度環境の影響を強く受けることから、ダムからの¹³⁷Cs放流負荷の再現･予測にあたっては、湖底部の¹³⁷Cs挙動とともに湖水の熱･水移動を解く数値計算モデルの活用が有効である。本研究では、福島県の横川ダムを対象に、流入水･湖水･放流水のモニタリング結果および底質培養実験から得られた結果をもとに、ダム湖における¹³⁷Cs動態の再現モデルの構築を行った。
湖水モデルではダム流入地点で観測した水温、流量および¹³⁷Cs濃度(粒子態･溶存態)を含む水質データを入力し、湖水の水温分布に従い拡散方程式に基づいて流動計算を行った。また、気象庁アメダスおよび福島地方気象台の観測気象データから湖面の熱収支を計算し、流入水の水温と合わせて拡散方程式を解き、湖内の水温分布を計算した。また、植物プランクトンの増殖制限因子である全りん濃度からクロロフィルa濃度に関しても再現を行った。底質モジュールでは湖水流動計算により得られた湖底面の酸素濃度と底質中有機物の分解速度から底質間隙水中のNH4+濃度を計算し、分配係数のNH4+濃度依存性を考慮して間隙水中の¹³⁷Cs拡散方程式を解き、湖底からの¹³⁷Cs溶出フラックスを求めた。本モデルにより、ダム放流水において観測された¹³⁷Cs濃度の季節変動や長期的な減衰を概ね再現することができた。今後は、土粒子挙動等の精緻化により大規模出水イベント後や貯水率低下時における¹³⁷Cs濃度変動の再現性の向上を図る必要がある。