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トレーサ実験と画像解析による地下水汚染物質の移動現象の把握

Research Project

Project/Area Number 16780169
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Irrigation, drainage and rural engineering/Rural planning
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

井上 一哉  神戸大学, 農学部, 助手 (00362765)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2005: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords地下水汚染 / 画像解析 / トレーサ実験 / 物質移動 / 数値解析 / モーメント解析 / 不均質性 / 逆解析 / 物質移動実験 / 均質地盤 / 層地盤 / 遅延 / 移流分散 / 飽和・不飽和 / パラメータ推定
Research Abstract

本研究では,均質地盤における飽和・定常流下で色素トレーサを持ちいた二次元物質移動実験を実施することで物質移動現象を画像で捉え,プルーム輪郭抽出に基づく画像解析に加えて濃度コンタ抽出による空間モーメント解析により分散長の推定精度の向上を図った.その結果,プルーム輪郭抽出による画像解析における分散長推定では,規定の濃度をプルーム抽出の下限値,すなわちプルーム輪郭と定義してその形状を追跡することは妥当でなく,画像の二値化により判断される輪郭を抽出する方が適切であることが示された.また,空間モーメント解析による推定値は輪郭抽出による画像解析の値と比較して1オーダー程度大きく,既往の研究例との比較から空間モーメントによる推定値の妥当性が示された.さらに,空間モーメント解析は輪郭抽出による画像解析に比して納所の情報量が多い点を踏まえて,空間濃度分布の抽出と空間モーメント解析の連携は分散長の推定精度向上に有用な方法であると結論づけられた.また,濃度データにノイズを含む実サイトの状況を考慮し,ノイズデータを用いた逆推定を実施することで,逆解析手法の実行可能性をしめした.
さらに,LNAPLプールから地下水へ溶解した汚染プルームの探査を目的とした観測井配置について検討した.ラテンはいバーキューブ法により物質移動特性と汚染源性状の不確実性を考慮し,移流分散解析により汚染プルームに関するリアライゼーションを得ることで,設置本数に制約を設けた上で探査確率が最大となる観測井配置を遺伝的アルゴリズムにより構成した.また,評価関数に時間0次モーメントを導入することで横分散による汚染探査の重みを低減し,井戸密度を制約条件に組み込んだ結果,観測井配置へ及ぼす第2種および第3種境界条件の差異は小さく,物質移動特性よりも汚染源性状に関する確率分布の影響度が高いことが示され,探査限界値の重要性が示唆された.

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2007 2006 2005 Other

All Journal Article (10 results)

  • [Journal Article] 空間濃度分布と空間モーメント解析による分散長推定2007

    • Author(s)
      井上 一哉
    • Journal Title

      水工学論文集 51

      Pages: 487-492

    • NAID

      130003842491

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Parameter Estimation and Contaminant Source Characterization in Horizontal Tracer Experiment in Two-Layered Porous Media2006

    • Author(s)
      Kazuya Inoue
    • Journal Title

      Journal of Rainwater Catchment Systems 12・1

      Pages: 1-9

    • NAID

      110004781854

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] LNAPLプルーム探査のための観測井配置手法の検討2006

    • Author(s)
      井上 一哉
    • Journal Title

      環境工学研究論文集 43

      Pages: 517-525

    • NAID

      130003949550

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Determining Transport Parameters for Unsaturated Porous Media in Flow-Tank Experiments Using Image Analysis2006

    • Author(s)
      Kazuya Inoue
    • Journal Title

      Water Pollution VIII Modelling, Monitoring and Management

      Pages: 309-319

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Transport Parameter Estimation in Homogeneous and Two-Layered Porous Media Using Two Different Methods : Genetic Algorithm and Image Analysis2006

    • Author(s)
      Kazuya Inoue
    • Journal Title

      Weter Pollution VIII Modelling, Monitoring and Management

      Pages: 389-399

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 分散長に及ぼす透水係数分布の影響とパラメータ推定手法の比較2006

    • Author(s)
      井上 一哉
    • Journal Title

      土木学会水工学論文集 第50巻

      Pages: 235-240

    • NAID

      10007250946

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Tracer Experiments and Parameter Estimation in Horizontally Two-Dimensional Homogeneous Porous Media2006

    • Author(s)
      井上 一哉
    • Journal Title

      農業土木学会論文集 第74巻・第1号

      Pages: 87-95

    • NAID

      10019369684

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Laboratory Investigation of Dispersion and Retardation Characteristics in Homogeneous Porous Media2005

    • Author(s)
      Kazuya Inoue
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Energy, Environment and Disasters (INCEED 2005)

      Pages: 1-10

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Image Analysis to Determine the Dispersion Coefficient and Dispersivity in Capillary and Saturated Zone2005

    • Author(s)
      Kazuya Inoue
    • Journal Title

      Proceedings of the International Symposium on Advanced Experimental Unsaturated Soil Mechanics (EXPERUS 2005)

      Pages: 467-473

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Image Analysis to Determine the Dispersion Coefficient and Dispersivity in Capillary and Saturated Zone

    • Author(s)
      Inoue Kazuya
    • Journal Title

      Proceedings of International Symposium ADVANCED EXPERIMENTAL UNSATURATED SOIL MECHANICS. 2005. (未定)(印刷中)

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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