資 料 第 160 回神戸市環境影響評価審査会 No. 10 生態系を考慮した 3 次元モデルによる 解析結果について 平成 29 年 9 月 株式会社神戸製鋼所

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1 資 料 第 16 回神戸市環境影響評価審査会 No. 1 生態系を考慮した 3 次元モデルによる 解析結果について 平成 9 年 9 月 株式会社神戸製鋼所

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3 生態系を考慮した 3 次元モデルによる解析結果について 新設発電所の稼働に伴う水質への影響の確認のために 生態系を考慮した 3 次元モデルによる流動 水質シミュレーション解析を実施し 現地調査結果等との検証を行い 水質に関する予測を行いました 対象時期は貧酸素水塊が発生し 水質が悪化しやすい夏季を対象としました 以下に検討結果を示します 1. 計算手順 計算手順は図 1-1 のとおりになります 流動予測モデル作成 流動予測 ( 現状 : 夏季 パラメータ 潮汐条件 粘性係数 気象条件 河川流量 など NO 流れの再現性検討 YES 流動予測 ( 将来 : 夏季 現地調査結果 ( 潮流楕円 ( 夏季 : 水温 塩分 生態系モデル作成 水質予測 ( 現状 パラメータ 流入負荷量 水質の境界条件 拡散係数など NO 水質の再現性検討 現地調査結果 ( 水質 公共用水域測定結果 YES 水質予測 ( 将来 図 1-1 計算手順 1

4 . 流動計算の計算式流動の計算では 非圧縮粘性流体の Navier-Storkes の運動方程式と Euler の連続方程式を以下のように変形して基礎方程式として用いています なお 海水密度の計算は 国際状態方程式 198 を用いています 1 方向の運動方程式 u ( N u ( N u ( N P 1 d g g fv ( uw ( uv (u t u ρ ρ ρ ζ + = 方向の運動方程式 v ( N v N ( v N ( P 1 d g g fu ( vw ( v (uv t v ρ ρ ρ ζ = 3 連続の式 w v u = 自由表面の式 ζ ζ = ζ H H vd ( ud ( t ここに w v,, u : 方向の流速成分 (m/s ζ : 平均水面から自由表面までの高さ (m H : 平均水面から海底までの深さ (m ρ : 流体の密度 (kg/m 3 f :Coriolis parameter(s -1 g : 重力加速度 (m/s P : 大気圧 (Pa N N,, N :,, 方向の粘性係数 (m /s

5 水温 塩分の計算では Fick の拡散方程式を以下のように変形して基礎方程式として用いてい ます 5 熱収支の式 T t = + (K ( ut T + ( vt ( K T ( wt + ( K T 6 塩分の式 S t = + (K (us S + ( vs (K ( ws + S (K S ここに T : 水温 ( S : 塩分 K, K, K : 方向の拡散係数 (m /s 3. 水質計算の概念図水質計算に用いた生態系モデルの概念図は 図 3-1 になります 流入負荷 日射 再曝気 流入負荷 大気 水面 光合成 植物プランクトン ( クロロフィルa 溶存酸素 枯死 消費 (DO 海水 摂取 呼吸 消費 消費 移流 拡散 無機態リン (DIP 無機態窒素 (DIN 無機化 細胞外分泌溶存態有機炭素 (DOC 分解 懸濁態有機炭素 (POC 沈降 溶出 無機化 沈降 消費 底泥 炭素 窒素 リンの循環 溶存酸素 (DO の循環 無機態窒素 (DIN は アンモニア態窒素 亜硝酸態窒素 硝酸態窒素の総量である 図 3-1 生態系モデルの概念図 3

6 4. 水質計算の計算式 水質計算の計算式は 以下の式に示すように物質の移流拡散方程式を基本として 生物化学過 程を生成消滅項の中で評価します M t = ( um ( vm ( wm + K K M dm M + ω dt M + K M + ここに M K K K u v w ω dm dt : 水質項目 (mg/l : 水平 鉛直方向の拡散係数 (m /s : 水平 鉛直方向の流速 (m/s : 沈降速度 (m/s : 生物化学過程項 ( 生成消滅項 (mg/l/s 各生物化学過程の定式化は 以下のとおりになります (1 植物プランクトン (PHY:mg/L 植物プランクトンの生物量時間変化は 以下の式になります dphy dt = B 1 B3 B5 B6 B 1 : 光合成による増殖量 B 3 : 光合成により固定した炭素 ( 有機物 の一部を溶存態有機物の形態で細部外に排出すること B 5 : 光合成によって生産された炭素を呼吸により消費する 有機物の無機化に相当する B 6 : 本来の枯死は細胞の老化による植物プランクトン生物量の減衰過程であるが ここでは高次 栄養塩段階による摂食などモデルに含まれない因子を暗に表現する B = v T µ ( DIN, DIP ( I, PHY PHY 1 1 ( 1 µ v1 ( T = α 1 ep( β 1T DIN DIP µ 1( DIN, DIP = min, KN + DIN KP + DIP 1 I µ I, PHY = ep 1 k( 1 I I ep 1 I ep opt k k1 ( ep opt B = ( PHY PHY 3 µ 3 {.1 [ chl a C ] PHY } µ ( PHY =.135 ep : 3 B v ( T PHY 5 = 5 v5 ( T = α ep( β T B v ( T PHY 6 = 6 v 6 ( T = α 3 ep( β 3T 4

7 係数単位内容 α 1 l/da 水温 における増殖速度 β 1 l/ 温度係数 ( 水温が 1 上昇すると増殖速度が何倍になるかを決定 T 水温 K n m mol /m 3 植物プランクトンの増殖に関する無機態窒素の半飽和定数 K p m mol /m 3 植物プランクトンの増殖に関する無機態リンの半飽和定数 k 1/m 消散係数 1, m 水深 ( 1 < I l/da 海面の光強度 I opt l/da 植物プランクトンの増殖に関する最適光量 [Chl-a:C] - 植物プランクトン中のクロロフィルaとCの割合 α l/da 水温 における呼吸 ( 無機化 速度 β l/ 温度係数 ( 水温が 1 上昇すると呼吸 ( 無機化 速度が何倍になるかを決定 α 3 l/da 水温 における枯死速度 β 3 l/ 温度係数 ( 水温が 1 上昇すると枯死速度が何倍になるかを決定 ( 懸濁態有機炭素 (POC:mg/L 本モデルでは懸濁態有機物は懸濁態有機炭素として計算しており PON( 懸濁態有機窒素 POP( 懸濁態有機リン は 元素比 P/C N/C を乗じて算出します 生物量時間変化は 以下の式 になります dpoc dt = B 6 B1 B13 B 6 : 植物プランクトンの枯死 B 1 : 微生物による分解 酸素濃度が低いほど分解速度は遅くなる B 13 : 分解余剰物生成 懸濁態有機物の大部分は細菌により無機化されるがフミンのような難分解性の部分は無機化せず溶存態の有機物となる κは懸濁態有機物の直接無機化量に対する余剰物生成の割合を示す B v ( T PHY 6 = 6 v 6 ( T = α 3 ep( β 3T B v ( T, DO POC B 1 = 8 v8 ( T, DO = α 6 ep( β 6T = κ 13 B 1 DO DO + DO 1 係数 単位 内容 α 6 l/da 細菌の懸濁態有機物の無機化に関する速度 β 6 l/ 細菌の懸濁態有機物の無機化に関する温度係数 DO 1 mg/l 細菌の懸濁態有機物の無機化に関する溶存酸素濃度影響を表す係数 κ - 分解余剰生成物の割合 5

8 (3 溶存態有機炭素 (DOC:mg/L 本モデルでは溶存態有機物は溶存態有機炭素として計算しており DON( 溶存態有機窒素 DOP( 溶存態有機リン は 元素比 P/C N/C を乗じて算出します 生物量時間変化は 以下の式 になります ddoc dt = B + 3 B13 B15 B 3 : 光合成により固定した炭素 ( 有機物 の一部を溶存態有機物の形態で細部外に排出すること B 13 : 分解余剰物生成. 懸濁態有機物の大部分は細菌により無機化されるがフミンのような難分解 性の部分は無機化せず溶存態の有機物となる κ は懸濁態有機物の直接無機化量に対する余 剰物生成の割合を示す B 15 : 無機化 ここでは懸濁態有機物が無機化されるのに準じて温度と溶存酸素濃度の関数とする 酸素濃度が低いほど分解速度は遅くなる B 3 = µ 3 ( PHY PHY B {.1 [ chl a C ] PHY } µ ( PHY =.135 ep : = κ 13 B 1 3 B v ( T, DO DOC 15 = 9 v9 ( T, DO = α 7 ep( β 7T DO DO + DO 係数 単位 内容 α 7 l/da 細菌の溶存態有機物の無機化に関する速度 β 7 l/ 細菌の溶存態有機物の無機化に関する温度係数 DO mg/l 細菌の溶存態有機物の無機化に関する溶存酸素濃度影響を表す係数 (4 無機態リン (DIP:mg/L 本モデルでは無機態リン (DIP は リン酸態リン (PO 4 -P として計算します 植物プラン クトン 懸濁態有機物 溶存態有機物中の P/C 元素組成比を乗じて DIP への換算を行います 無 機態リンの時間変化は 以下の式になります ddip dt = [ P : CPHY ]( B1 + B5 + [ P : CPOC ] B1 + [ P : CDOC ] B15 + B16 B 1 : 植物プランクトンの光合成に伴う取り込み B 5 : 植物プランクトンの呼吸 ( 無機化 に伴う供給 B 1 : 懸濁態有機物の細菌による無機化に伴う供給 B 15 : 溶存態有機物の無機化に伴う供給 B 16 : 海底からの溶出 B = v T µ ( DIN, DIP ( I, PHY PHY 1 1 ( 1 µ v1( T = α 1 ep( β1t µ 1( DIN, DIP = min K DIN DIP, + DIN K P + DIP N 6

9 1 I µ I, PHY = ep 1 k( 1 I I ep 1 I ep opt k k1 ( ep opt B v ( T PHY 5 = 5 v5 ( T = α ep( β T B v ( T, DO POC 1 = 8 v8 ( T, DO = α 6 ep( β 6T B v ( T, DO DOC B 15 = 16 = 9 v9 ( T, DO = α 7 ep( β 7T v 1 ( T, DO 1 δ h DO DO + DO 1 DO DO + DO v1 ( T, DO = α 8 ep( β 8T γ P DO 係数 単位 内容 [P:C PHY ] - 植物プランクトン中のP/C 比 [P:C DOC ] - 溶存態有機物中のP/C 比 [P:C POC ] - 懸濁態有機物中のP/C 比 δ h m 海底直上層の層厚 γ P (mg/l -1 溶出速度のDO 依存性を関する係数 α 8 mg/m /da 底泥からの無機態リンの溶出速度 β 8 l/ 底泥からの無機態リンの溶出に関する温度係数 (5 無機態窒素 (DIN:mg/L 本モデルでは無機態窒素 (DIN は アンモニア態窒素 NH 4 -N 亜硝酸態窒素 NO -N 硝酸態窒 素 NO 3 -N の和として扱います 植物プランクトン 懸濁態有機物 溶存態有機物中の N/C 元素組 成比を乗じて DIN への換算を行います 無機態窒素量の時間変化は 以下の式になります ddin dt = [ N : C PHY ]( B1 + B5 + [ N : CPOC ] B1 + [ N : CDOC ] B15 + B17 B 1 : 植物プランクトンの光合成に伴う取り込み B 5 : 植物プランクトンの呼吸 ( 無機化 に伴う供給 B 1 : 懸濁態有機物の細菌による無機化に伴う供給 B 15 : 溶存態有機物の無機化に伴う供給 B 17 : 海底からの溶出 B = v T µ ( DIN, DIP ( I, PHY PHY 1 1 ( 1 µ v1( T = α 1 ep( β1t µ 1( DIN, DIP = min K DIN DIP, + DIN K P + DIP 1 I µ I, PHY = ep 1 k( 1 I N I ep 1 I ep opt ( k ep k1 opt 7

10 B v ( T PHY 5 = 5 v5 ( T = α ep( β T B v T, DO POC 1 = 8 ( v8 ( T, DO = α 6 ep( β 6T B v ( T, DO DOC B 15 = 17 = 9 v9 ( T, DO = α 7 ep( β 7T v 1 ( T, DO 1 δ h DO DO + DO 1 DO DO + DO v1 ( T, DO = α 9 ep( β 9T γ N DO 係数単位内容 [N:C PHY ] - 植物プランクトン中のN/C 比 [N:C DOC ] - 溶存態有機物中のN/C 比 [N:C POC ] - 懸濁態有機物中のN/C 比 δ h m 海底直上層の層厚 γ P (mg/l -1 溶出速度の DO 依存性を関する係数 α 9 mg/m da 底泥からの DIN の溶出速度 β 9 l/ 底泥からの DIN の溶出に関する温度係数 (6 溶存酸素 (DO:mg/L 溶存酸素 (DO の変化量は 消費と生産のバランスにより定式化しています 本モデルは全 変化量を一旦 炭素量に置き換えて与えるため 溶存酸素濃度の変化を扱う場合においても 植物プランクトン 懸濁態有機物 溶存態有機物中の酸素要求量と炭素元素組成比を用いて計 算を行います 溶存酸素の時間変化は 以下の式になります ddo dt = [ TOD : CPHY ]( B1 B5 [ TOD : CPOC ] B1 [ TOD : CDOC ] B15 D6 + D7 B 1 : 植物プランクトンの光合成に伴う生成 B 5 : 植物プランクトンの呼吸 ( 無機化 に伴う消費 B 1 : 懸濁態有機物の細菌による無機化に伴う酸素消費 B 15 : 溶存態有機物の無機化に伴う酸素消費 D 6 : 底泥による酸素消費 D 7 : 再曝気による酸素供給 B = v T µ ( DIN, DIP ( I, PHY PHY 1 1 ( 1 µ v1( T = α 1 ep( β1t µ 1( DIN, DIP = min K B v ( T PHY 5 = 5 v5 ( T = α ep( β T B v T, DO POC 1 = 8 ( DIN DIP, + DIN K P + DIP N 8

11 v8 ( T, DO = α 6 ep( β 6T B v ( T, DO DOC D D 15 = 6 9 v9 ( T, DO = α 7 ep( β 7T k B = h = k a ( DO s DO / h 7 DO DO + DO 1 DO DO + DO 飽和量 DOs の計算は海洋観測指針に基づき 以下の式から計算しました 88. DOs = Howa( 55. Howa = ep(howa 1. Howa = a1 + a( + a3* log( T T = T : 水温 ( K Cl: 塩分 a1 = a = a3 = a4 = b1 =.3396 b =.1459 b3 =.17 T 1. + T a4( 1. + Cl b1 + T b( 1. + T b3( 1. 係数単位内容 [TOD:C PHY ] - 植物プランクトン中の炭素と溶存酸素の重量比 [TOD:C DOC ] - 溶存態有機物中の炭素と溶存酸素の重量比 [TOD:C POC ] - 懸濁態有機物中の炭素と溶存酸素の重量比 k B mg/m /da 底質の酸素消費速度 ka - 再曝気係数 9

12 (7 化学的酸素要求量 (COD:mg/L 化学的酸素要求量 (COD は 全有機炭素 (TOC とCODの関係から換算して求めました 今回の夏季現地調査におけるTOCとCODの関係を整理した結果 CODはTOCの約.4 倍であったことから CODの濃度は植物プランクトン 懸濁態有機物 溶存態有機物の各計算結果の炭素濃度を足し合わせ.4 倍しました 図 4-1 夏季現地調査結果の TOC と COD の関係 1

13 5. 水質計算の諸元 水質計算の諸元は 以下のとおりです (1 計算領域計算領域は 図 5-1 のとおりです 計算格子幅は第 1 エリアが 9m 第 エリアが 3m 第 3 エリアが 1m 第 4 エリアが 5m となります 潮流計算は第 1~ 第 4 エリアを 水質計算は第 3 エリア 第 4 エリアを計算対象範囲としました N km 神戸製鉄所火力発電所 ( 仮称 第 3 エリア 第 エリア 第 1 エリア 神戸製鉄所火力発電所 ( 仮称 第 4 エリア 第 3 エリア 図 5-1 計算領域 11

14 ( 流動計算条件 流動計算の計算条件は 表 5-1 のとおりです 表 5-1 流動計算の計算条件 項目 条件 流れ場 潮流 ( 半日周期 潮位 第 1 エリア西振幅 :15.cm 遅角 :33. 度第 1 エリア南振幅 :38.cm 遅角 :186. 度 レベルモデルの層間隔 水深 mまでは m 間隔 m 以深は 1 層 初期水温 ~31 ( 夏季の現地調査結果を参考に設定 初期塩分 9~3 ( 夏季の現地調査結果を参考に設定 大気との熱のやり取り 夏季 神戸の平年値を使用 大和川 淀川 神崎川 武庫川 夙川 芦屋川 宮川 流入河川 高橋川 天上川 住吉川 天神川 石屋川 高羽川 都 賀川 西郷川 生田川 宇治川 河川流量 流域面積と猪名川の平水時比流量 ( 神崎川 武庫川は淀川の平水時比流量 から算定 水平粘性係数 ~5 1 5 cm /s 水平拡散係数 ~5 1 5 cm /s 鉛直拡散係数.1 cm /s (3 水質計算の諸元 水質計算の計算条件は 表 5- および表 5-3 のとおりです 表 5- 水質計算の計算条件 項目 条件 日射量 気象台測候所大阪の平成 年から平成 6 年の 7 月から 9 月の毎時日別全天日射量の平均値 負荷量を設定した河川 夙川 芦屋川 宮川 高橋川 天上川 住吉川 天神川 石屋川 高羽川 都賀川 西郷川 生田川 負荷量を設定した下水処理場 芦屋下水処理場 南芦屋下水処理場 ポートアイランド下水処理場 東灘下水処理場 水平拡散係数 cm /s 鉛直拡散係数.1 cm /s 1

15 表 5-3 水質計算の主要な生化学的パラメータ 項目内容単位設定値 植物 プランクトン 懸濁態有機物 (POC 溶存態有機物 (DOC 無機態リン (DIP 無機態窒素 (DIN 溶存酸素 増殖速度 ( 水温 1/da.56 1 増殖速度の温度係数 1/ 無機態窒素の半飽和定数 mmol/m 無機態リンの半飽和定数 mmol/m 呼吸速度 ( 水温 1/da.3 1 呼吸速度の温度係数 1/.54 1 植物プランクトンの増殖, 最適光量 l/da 5 1, 枯死速度 ( 水温 1/da.1 1 枯死速度の温度係数 1/ 無機化速度 ( 水温 1/da.14 無機化速度の温度係数 1/.7 無機化速度 ( 水温 1/da.434 無機化速度の温度係数 1/.693 植物プランクトン中の P/C 比 溶存態有機物中の P/C 比 懸濁態有機物中の P/C 比 底泥の溶出速度 ( 水温 mg/m /da 底泥の溶出に関する温度係数 1/.14 5 植物プランクトン中の N/C 比 溶存態有機物中の N/C 比 懸濁態有機物中の N/C 比 底泥の溶出速度 ( 水温 mg/m /da 底泥の溶出に関する温度係数 1/.8 5 再曝気係数 (DO 底泥の酸素消費速度 mg/m /da 1, (- 水温 7 参考文献 1. 古川恵太 細川恭史 (1994: 浅場の窒素収支を考慮した 3 次元物質循環モデルの構築と計算事例 港湾技術研究所報告 中田喜三郎 (1993: 物理過程の変動と沿岸と外洋の物質フラックスの推定 沿岸海洋研究ノート 通商産業省産業公害防止協会 :(1988 富栄養化予測手法マニュアル- 富栄養化実施例 4. 平成 8 年 8 月の現地調査結果 ( 夏季 5. 細川恭史 三好英一 堀江毅 :(1981 栄養塩溶出速度の温度 DO 依存性について 港湾技術研究資料 No.45 p 松梨史郎 (1993: 閉鎖性海域の窒素 リン 溶存酸素の予測モデル 海岸工学論文集 山根信之 寺口貴康 中辻啓二 村岡浩爾 (1998: 大阪湾における水質の季節変動に関する数値実験 水工学論文集 第 4 巻 p a 参考 文献 13

16 (4 発電所の諸元現状再現計算における発電所の諸元は 表 5-4 のとおりです なお 放水口より放水する冷却水には 取水箇所 ( 取水口位置底層 の水質濃度 (COD,T-N,T-P,DO を条件として与えています 設備 表 5-4 現状再現計算における発電所の諸元排水量 (m 3 / 日 特定排出水の負荷量 (kg/ 日 化学的酸素全窒素全リン冷却水特定排出水要求量 (T-N (T-P (COD 神戸製鉄所 1,56,379 7, 神戸発電所 ( 既設設備 5,616, 1, (5 河川及び下水処理場の諸元現状再現計算における河川及び下水処理場処理水の諸元は 表 5-5 のとおりです 河川流量は 各河川の流域面積に猪名川の比流量を乗じて求めました 各河川の負荷量は 平成 ~6 年の 7~9 月の公共用水域水質測定結果を基に設定しました 下水処理場処理水の放水流量及び負荷量は 平成 ~6 年の実績値の平均値を用いました 表 5-5 現状再現計算における河川及び下水処理場の諸元 地点 DIN DIP POC DOC (kg/ 日 (kg/ 日 (kg/ 日 (kg/ 日 夙川 芦屋川 宮川 高橋川 天上川 住吉川 天神川 石屋川 高羽川 都賀川 西郷川 生田川 芦屋川処理場 南芦屋処理場 ホ ートアイラント 処理場 東灘処理場

17 6. 再現計算結果 流動計算及び生態系モデルを用いた水質計算におけるモデルの整合性の検討は 以下のとおり です (1 流動計算流動計算の再現性について 大阪湾の流れを代表する沖ノ瀬環流の確認と 現地調査結果 ( 平成 8 年 月 5 月 8 月 11 月 から得られたM 分潮の潮流楕円図と比較しました ( 図 6-1 大阪湾を対象とする第 1 エリアの流動計算結果 ( 平均流 をみると 淡路島の東側に直径 1km 以上の時計回りの渦が発生しており 沖ノ瀬環流を概ね再現できています また 各調査地点の潮流楕円図と比較した結果 計算結果は概ね調査結果の流れの向きと速度の傾向を捉えており 流動モデルによって計算した対象海域周辺の流れの整合性を確認しました 沖ノ瀬環流 図 6-1(1 大阪湾の流動計算結果 15

18 冬季 春季 夏季 計算 1 CM/SEC 秋季 N 5m 図 6-1( 潮流再現計算結果と調査結果の比較 16

19 ( 水質計算生態系モデルを用いた水質計算の再現性について 図 6- に示す平成 ~6 年度の 7~9 月における公共用水域の水質測定結果 ( 兵庫県 と計算結果を比較しました 比較した結果は 図 6-3 のとおりです COD T-N T-Pの計算結果は表層 底層ともに過年度の公共用水域の水質測定結果の最小値及び最大値の範囲内に収まっています また 底層 DOについても 過年度の公共用水域の水質測定結果の最小値及び最大値の範囲内に収まっています 以上の結果から 生態系モデルを用いて計算した結果は 対象海域周辺の水質の状況を概ね再現できており モデルの整合性を確認しました 図 6- 公共用水域の水質測定点 17

20 mg/l 1 表層 /COD mg/l 表層 /TN 第 工区南六甲大橋 葺合港摩耶大橋 第 4 工区南沖合 (1 ポートアイランド東第 6 防波堤北 神戸市東部沖 1 六甲アイランド南沖合 (3 神戸市東部沖 第 4 工区南沖合 ( ポートアイランド南沖合 (1 六甲アイランド南観測塔 第 工区南六甲大橋 葺合港摩耶大橋 第 4 工区南沖合 (1 ポートアイランド東第 6 防波堤北 神戸市東部沖 1 六甲アイランド南沖合 (3 神戸市東部沖 第 4 工区南沖合 ( ポートアイランド南沖合 (1 六甲アイランド南観測塔. mg/l 表層 /TP.1 第 工区南六甲大橋 葺合港摩耶大橋 第 4 工区南沖合 (1 ポートアイランド東第 6 防波堤北 神戸市東部沖 1 六甲アイランド南沖合 (3 神戸市東部沖 第 4 工区南沖合 ( ポートアイランド南沖合 (1 六甲アイランド南観測塔 計算結果 公共用水域の水質測定夏季平均値 公共用水域の水質測定最大値 公共用水域の水質測定最小値 図 6-3(1 公共用水域の水質測定結果と計算結果の比較 ( 表層 COD TN TP 18

21 3.5 mg/l 底層 /COD.7 mg/l 底層 /TN 第 工区南六甲大橋 葺合港摩耶大橋 第 4 工区南沖合 (1 ポートアイランド東第 6 防波堤北 神戸市東部沖 1 六甲アイランド南沖合 (3 神戸市東部沖 第 4 工区南沖合 ( ポートアイランド南沖合 (1 六甲アイランド南観測塔 第 工区南六甲大橋 葺合港摩耶大橋 第 4 工区南沖合 (1 ポートアイランド東第 6 防波堤北 神戸市東部沖 1 六甲アイランド南沖合 (3 神戸市東部沖 第 4 工区南沖合 ( ポートアイランド南沖合 (1 六甲アイランド南観測塔 mg/l.16 底層 /TP mg/l 8 底層 /DO 第 工区南六甲大橋 葺合港摩耶大橋 第 4 工区南沖合 (1 ポートアイランド東第 6 防波堤北 神戸市東部沖 1 六甲アイランド南沖合 (3 神戸市東部沖 第 4 工区南沖合 ( ポートアイランド南沖合 (1 六甲アイランド南観測塔 第 工区南六甲大橋 葺合港摩耶大橋 第 4 工区南沖合 (1 ポートアイランド東第 6 防波堤北 神戸市東部沖 1 六甲アイランド南沖合 (3 神戸市東部沖 第 4 工区南沖合 ( ポートアイランド南沖合 (1 六甲アイランド南観測塔 計算結果 公共用水域の水質測定夏季平均値 公共用水域の水質測定最大値 公共用水域の水質測定最小値 図 6-3( 公共用水域の水質測定結果と計算結果の比較 ( 底層 COD TN TP DO 19

22 7. 新設発電所影響による水質影響について本事業において 新設発電所 ( 温排水量 6m 3 /s の稼働後における水質への影響について着目されており 特に 対象海域となる神戸港内は閉鎖性が強い海域であり 新設発電所による温排水量の増加によって成層が強まることで 底層 DOが悪化する可能性が指摘されております 新設発電所の稼働に伴う水質に関する影響について 整合性を確認した生態系モデルを用いて予測及び評価を実施しました (1 計算諸元新設発電所の影響を把握する目的のため 新設発電所以外の諸元 ( 地形 放水流量 負荷量 は将来条件で固定とし 新設発電所ありの場合と新設発電所なしの場合の水質計算結果を比較しました 予測に用いた既設設備および新設発電所の諸元は表 7-1 のとおりです なお 放水口より放水する冷却水には 取水箇所 ( 取水口位置底層 の水質濃度 (COD,T-N,T-P,DO を条件として与えています 表 7-1 既設設備及び新設発電所の排水量及び負荷量 設備 地形計算ケース排水量 (m 3 / 日 特定排出水の負荷量 (kg/ 日 化学的新設発電所新設発電所特定全窒素全リン現状将来冷却水酸素要求量なしあり排出水 (T-N (T-P (COD 神戸製鉄所 - 8,64 6, 神戸発電所 ( 既設設備 - 5,616, 1, 新設発電所 - 5,184, 1, (COD,T-N,T-Pの予測結果新設発電所の稼働前 ( 新設発電所なし 稼働後 ( 新設発電所あり における各項目の予測結果は図 7-1 のとおりです 新設発電所の稼働に伴い表層のCODは 放水口の前面海域の一部において 濃度が若干 (.1 ~.5 mg /L 低下するような傾向が確認されました これは新設発電所によって冷却排水量が増加したことによる希釈効果が若干の濃度低下につながったと推察されますが 海域全体として考えると ほとんど影響はないものと考えられます T-Nについては.1mg/L T-Pについては.1mg/Lの僅かな変化が見られましたが 海域全体として濃度分布に特段の変化は確認されませんでした

23 新設発電所なし 新設発電所あり mg/l 図 7-1(1 COD の予測結果の平面分布 ( 表層 新設発電所なし 新設発電所あり mg/l 図 7-1( T-N の予測結果の平面分布 ( 表層 1

24 新設発電所なし 新設発電所あり mg/l 図 7-1(3 T-P の予測結果の平面分布 ( 表層

25 (3 底層 DOの予測結果新設発電所の稼働前 ( 新設発電所なし 稼働後 ( 新設発電所あり における底層 DO 平面分布の予測結果は図 7- のとおりです さらに 底層 DOについては特に悪化する可能性が指摘されていることから 図 7-3 に示す現地調査等の主な地点での値の比較を行い 予測値を表 7- に整理し 稼働後の底層 DOの値は放水口周辺で.1 mg /L 増加する結果となりました また 併せて鉛直分布も確認しており 図 7-4 のとおりとなります 今回実施した生態系モデルを考慮したシミュレーション解析では 表 7-3 に示す過去 1 年間の夏季の公共用水域における調査結果の変動幅と比べると増加幅は小さいものの 新設発電所稼動前に比べ 稼動後の底層の DO の値は放水口周辺で約.1mg/L 増加する計算結果となり 新設発電所の稼動によって底層の貧酸素状態が助長されることはなく 底層 DOはわずかながら増加する可能性が示唆されました なお 図 7-4 を見ると表層 DO については 新設発電所の稼動後に低下する結果となりました が 放水する過程での大気との曝気や 放水後速やかに周辺海水と混ざり合うことが考えられ 実際の影響は小さくなるものと考えられます 新設発電所なし 新設発電所あり mg/l 図 7- 底層 DO の予測結果の平面分布 3

26 第 工区南六甲大橋 図 7-3 計算結果の比較地点 表 7- 比較地点の底層 DO の予測値 底層 DO(mg/L 地点差濃度新設発電所なし新設発電所あり ( あり-なし 第 工区南六甲大橋 地点は図 7-3 を参考 4

27 DO 濃度 (mg/l DO 濃度 (mg/l DO 濃度 (mg/l 水深 (m 1 水深 (m 1 水深 (m 新設発電所なし 18 新設発電所なし 18 新設発電所なし 新設発電所あり 新設発電所あり 新設発電所あり DO 計算結果の鉛直分布 ( 調査点 4 DO 計算結果の鉛直分布 ( 調査点 8 DO 計算結果の鉛直分布 ( 調査点 9 DO 濃度 (mg/l DO 濃度 (mg/l DO 濃度 (mg/l 水深 (m 1 水深 (m 1 水深 (m 新設発電所なし 新設発電所あり 18 新設発電所なし 新設発電所あり 18 新設発電所なし 新設発電所あり DO 計算結果の鉛直分布 ( 調査点 1 DO 計算結果の鉛直分布 ( 調査点 1 DO 計算結果の鉛直分布 ( 調査点 14 DO 濃度 (mg/l DO 濃度 (mg/l DO 濃度 (mg/l 水深 (m 1 水深 (m 1 水深 (m 新設発電所なし 新設発電所あり 18 新設発電所なし 新設発電所あり 18 新設発電所なし新設発電所あり DO 計算結果の鉛直分布 ( 調査点 16 DO 計算結果の鉛直分布 ( 調査点 17 DO 計算結果の鉛直分布 ( 第 工区南六甲大橋 図 7-4 新設発電所稼働前後における各地点の DO の予測結果 ( 鉛直分布 5

28 表 7-3 公共用水域の過年度における底層 DOの平均値と標準偏差 地点 項目 1 ヵ年 (H18~H7 年度 平均値および標準偏差 (mg/l 7 月 8 月 9 月 7-9 月平均 ポートアイランド東 平均値 第 6 防波堤北 標準偏差 神戸市東部沖 1 平均値 標準偏差 図 7-5 公共用水域調査地点 6

29 8. 北側運河への部分放水による水質影響について 新設発電所の冷却水について 現在 計画地点 ( 敷地南側 からの放水を計画していますが 仮に一部の放水量を北側運河から放水する場合の水質の影響について検討しました (1 計算諸元 計画地点からの放水及び北側運河の部分放水の排水量は 表 8-1 のとおりです 表 8-1 北側運河への部分放水における計算条件 放水位置 冷却水流量 北側運河へ部分放水なし 北側運河へ部分放水あり 計画地点放水口 6m 3 /s 57m 3 /s 北側運河放水口 自家発電所 :3.7m 3 /s 自家発電所 :3.7m 3 /s 新設発電所 : 約 3m 3 /s 運河の仕様等の制約から 現実的に放水可能と考えられる流量 ( 予測結果新設発電所の冷却水を計画地点から全て放水する場合 ( 北側運河へ部分放水なし と 一部の放水量を北側運河から放水した場合 ( 北側運河へ部分放水あり における各項目の予測結果の平面分布は 図 8-1 のとおりです COD 及びT-Nの計算結果を見ると 神戸製鉄所と第 工区のごく限られた範囲で濃度が低下するような変化が確認されましたが T-Pについてはほとんど変化が見られませんでした また 底層 DOでは CODやT-Nと同様の範囲で濃度が低下するような変化が確認されました 発電所は底層水を取水しており 底層のCOD T-N DOは表層より低濃度となっているため 放水量の一部を北側運河に放水した場合 北側運河周辺の海域のみ 計画地点放水より濃度が低くなったと考えられます 北側運河への部分放水の影響としては COD T-N 及び底層 DO に対して影響があるものの そ の範囲は神戸製鉄所と第 工区の間の海域の一部に限定されたものでした したがって 現在計画している地点からの放水とする計画で問題ないことを確認しました 7

30 北側運河部分放水なし 北側運河部分放水あり 神戸製鉄所 第 工区 神戸製鉄所 第 工区 mg/l 図 8-1(1 COD の予測結果の平面分布 ( 表層 北側運河部分放水なし 北側運河部分放水あり 神戸製鉄所 第 工区 神戸製鉄所 第 工区 mg/l 図 8-1( T-N の予測結果の平面分布 ( 表層 8

31 北側運河部分放水なし 北側運河部分放水あり 神戸製鉄所 第 工区 神戸製鉄所 第 工区 mg/l 図 8-1(3 T-P の予測結果の平面分布 ( 表層 北側運河部分放水なし 北側運河部分放水あり 神戸製鉄所 第 工区 神戸製鉄所 第 工区 mg/l 図 8-1(4 DO の予測結果の平面分布 ( 底層 9

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