都市雨水の流出解析法には, 主として貯留池追跡法と Kinematic-wave 的流れ追跡法があり, 貯留池追跡法である修正RRL法の適用例が多い. これらのモデルは, 排水区や管きょのモデル化が複雑であったり, インプット・データの作成にかなりのロードが要求される. そこで, こうした問題点の少ないAR法を都市雨水の流出解析に適用し良好な結果が得られた. また, AR係数の適正値が比較的広い範囲に分布していることも分かった. AR法の適用上のポイントはAR係数の値を求めることである. モデル化した流出パターンを対象としてAR法による流出解析を行い, 流達時間からAR係数の値が把握できるようになった. 以上の成果から, 流出データの有無に関係なく, 都市雨水の流出解析が容易に行えるようになった.

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本論文は, 都市の温熱環境改善を目的とした舗装表面の高温化抑制策について検討を加えたものである. まず, 舗装の表面温度がアルベド, 熱容量, 熱伝導率の値によりどの程度変化するかを数値計算により確認した. 次に, 透水性舗装の熱収支と温度変化を実験的に求め, 今回の土壌・気象条件では舗装下に接する土壌からの潜熱輸送はほとんどなく表面温度の抑制には効果がないことや, 透水性舗装の間隙に継続的に保水されている場合には地表面温度が15℃程度抑制され, 注水後1日ほどの間は潜熱輸送量が正味放射量の大部分を占めること等を明らかにした. さらに, 人体の熱平衡方程式に基づいて仮に地表面温度が60℃から40℃に低下した場合の人間の温熱感覚の緩和効果を示した.

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この研究は, 公共下水道として使用されてきた標準型自然流下式, 揚水併用型自然流下式, 圧力式および真空式からなる汚水収集システムに関する素材, 製造, 運搬, 建設, 運転管理, 廃棄にいたるライフサイクルエネルギー (LCE) についてデータを収集, 整理し, エネルギー特性を比較評価したものである. エネルギー算定に当っては, 素材は文献値に拠ったが, 製品製造は国内会社の協力を得て, 各工場の生産量と電力, 燃料の消費量の実データを用いた. 建設のエネルギーは積算基準の工種, 数量に基づき, 維持管理のエネルギーは実態調査による作業内容に基づき算定した. 各システムのエネルギー特性より省エネルギー的な代替システムの検討を行い, 11のシステムについて郊外の住宅地を想定した面積20ha, 人口密度70人/haで, LCEの年間換算値および経年変化での比較検討を行った.

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本研究では土壌汚染の概況調査において, 5地点混合方式で得られる測定値の統計的性質について考察した. 場の統計的性質として弱定常性と等方性を仮定し, 指数型, ガウス型, 球面型の3つの共分散関数について検討した. 約1000m²の正方形領域について5地点混合方式で推定した場合の推定分散を理論的に求めるとともに, 遺伝アルゴリズムを用いて, 推定分散を最小にする試料採取地点の配置を求めた. その結果, 推奨されているように中心1地点及び周辺4方位の5mから10mまでの間からそれぞれ1地点ずつとるより, 中心から13m程度離れた地点にとる方が良いという結論を得た.

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都市の自己水源として雨水と生活雑排水を活用することのメリットを評価した. 雨水利用は屋根降水利用と雨水貯留施設を活用した貯留水利用である. 雑用水利用は家庭・事業所単位での台所排水以外の生活雑排水を利用する水のカスケード利用である. 評価には都市域水量・負荷量収支シミュレーションモデルを用いた. また, 雨水等を活用するために必要な諸施設の建設と運用における環境負荷を定量した. 上水給水量削減等の資源消費減少面では屋根雨水利用と水のカスケード利用が, 河川放流負荷量削減等の環境への負荷減少面では水のカスケード利用が効果的であった.

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嫌気性消化に及ぼす固形物濃度の影響を明らかにするため, 脱水汚泥を基質として用い, 連続実験を行った. 実験条件は中温35℃, 滞留時間14日とし, 脱水汚泥の固形物濃度 (TS) は3.0%, 5.4%, 7.1%, 8.9%, 11.0%の5段階に変化させた. 汚泥成分の分解で最も投入汚泥濃度の影響を受けた成分は, 炭水化物であり, 3.0%の条件での除去率が71.1%であるのに対し, 11.0%の場合では27.8%と大幅に減少した. 炭水化物の除去率が低下したことにより, 投入汚泥濃度8.9%以上の条件で, 投入VSS当たりのメタン生成量は減少したが, TS11.0%の場合においても290 (mL/g-投入VSS) のメタン生成が維持された.

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光合成・蒸散活動に伴い樹幹を流れる樹液は, 根系により集められ根株に集中してから根際を経て樹幹を通過し枝葉に至り, 利用される. その際, 樹液は樹幹外部の温熱環境からの影響を受け温度が変化する. 成育良好な樹木は蒸散が盛んで樹液流量が多く樹冠も大きいため温熱環境からの影響が小さく. 成育不良な樹木はその反対となる. そこで, 科学技術庁の活力度評価手法と樹液流の温度変化率との関連を検討したところ相関が認められ, 物理的な数値による客観的な樹木健全度判定の可能性が認められた.

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微生物の炭素・エネルギー貯蔵物質として知られているPHA (Polyhydroxyalkanoate) は, 生分解性プラスチックとして近年注目されている. このPHAを活性汚泥が生産することが知られており, 活性汚泥によるPHA生産は, 廃水からの有機物回収などの面で注目に値する技術である. 本研究では, 活性汚泥によるPHA生産, 特にPHAの原料組成が活性汚泥のPHA生産に与える影響について実験的検討を行った. その結果, 原料の酢酸・プロピオン酸比を制御することによって, 生産されるPHAの3HB/3HV比を制御できる (3HV比は3～84%) こと, 一般にPHA生産を阻害するとされる窒素共存下でも十分にPHA生産が行われることが明らかとなった.

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回転平膜を用いた高濃度活性汚泥により高濃度発酵廃液の連続処理運転を行い, 高濃度活性汚泥の特性に関して検討を加えた. 実験結果より有機物及びアンモニア性窒素に関しては高い除去能が得られた. また, 反応槽内で高DO濃度が維持されたため, 連続運転結果から得られた比硝化速度と回分実験から得られた最大比硝化速度はほぼ同じ傾向を示したが, 連続運転結果から得られた比脱窒速度は回分実験から得られた最大比脱窒速度よりもかなり低かった. 反応槽内の汚泥濃度の増加とともに、単位汚泥当たりの比酸素消費速度と脱水素酵素活性はわずかながら減少したが, 反応槽全体の各活性は飛躍的に増加した。低汚泥濃度域では糸状菌が優占種となり, 高汚泥濃度域では球菌及び桿菌が優占種となり, 菌相に変化が認められた.

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河川に生息する淡水魚類の耐久遊泳速度を明らかにするために, 大型実験水路を用い1993年春から94年冬にかけて数種魚類の成魚の耐久遊泳実験を行った. この結果, 魚類成魚の水温12～13℃以上における耐久遊泳速度 (60分) は, イワナとウグイ85cm/s, コイ70cm/s, キン・ギンブナとオイカワ65cm/s, カワムツ55cm/s程度であった. これらの耐久遊泳速度は, 魚類の簡易体重係数に対し比例関係にあると共に, 水温8～9℃以下では低下した. この結果は, 魚道の設計や魚の遡りやすい川造りの設計流速の参考資料として利用できるものと考えられる.

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