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海岸地下淡水資源保全のための海水侵入制御メカニズムとモデリング

研究課題

研究課題/領域番号 19580283
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 農業土木学・農村計画学
研究機関鹿児島大学

研究代表者

籾井 和朗  鹿児島大学, 農学部, 教授 (40136536)

研究分担者 中川 啓  鹿児島大学, 農学部, 准教授 (90315135)
神野 健二  九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (80038025)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2007年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード海水侵入 / 地下水 / 地下ダム / 人工涵養 / 室内実験 / 数値計算 / 水資源 / 海岸帯水層 / 止水壁 / 注水井戸 / 密度効果 / 数値解析 / 移流分散 / 密度流 / 数値モデル / 浸透池 / 水資源開発
研究概要

海岸帯水層において淡水地下水を適切に利用するには,海水侵入の問題を予め把握することが必要となる.海岸域での過剰な地下水の揚水や地球温暖化による海面上昇は,海水をさらに内陸部へと侵入させることになり,淡水地下水の塩水化が懸念される.本研究では,地下止水壁設置に伴い帯水層内に残留している海水の挙動を,室内実験と数理モデルにより明らかにし,さらに,海岸帯水層における地下淡水域への海水侵入制御に関して,止水壁ならびに地表からの淡水注入や井戸からの注水の効果について検討を加えた.
まず,地下止水壁下端が基盤に達している場合,止水壁設置後に貯留域に残留した海水は完全に消失することを可視化実験により明らかにした.密度効果を考慮した数値解析では,陸側から海側へ向かう淡水流れが存在する条件下では,止水壁設置後では海側からの海水の侵入が止水壁により遮断され,淡水地下水と海水の境界付近において,分散により希釈された残留海水が陸側からの淡水流れにより徐々に洗い出される流動状況を正確に再現した.一方,止水壁下端が基盤に達していない不完全な止水条件下では,止水壁による海水の押し戻し割合は,海から止水壁までの水平距離の1次関数,及び止水壁挿入深さの3次関数になることを明らかにした.この結果に基づいて,止水壁設置位置と海水の押し戻し割合の関係式を新たに提案し,海岸帯水層に設置した止水壁が海水侵入に及ぼす効果の定量的評価を可能とした.
次に,淡水を井戸から人工的に注入し海水侵入を制御する場合では,海水侵入のくさび先端部近傍で注水することにより,海水を海側に最も後退させることを示した.また,地表面から淡水を涵養する場合では,井戸からの注水に比べて,同一の注入量条件下では,海水侵入抑制効果が小さいことを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2010 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Modelling reactive solute transport from groundwater to soil surface under evaporation.2010

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, K., Hosokawa, T., Wada, S.-I., Momii, K., Jinno, K., Berndtsson, R.
    • 雑誌名

      Hydrological Processes 24

      ページ: 608-617

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laboratory-scale saltwater behavior due to subsurface cutoff wall.2009

    • 著者名/発表者名
      Luyun Jr., R., Momii, K., Nakagawa, K.
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology 377

      ページ: 227-236

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of artificial recharge and physical barrier on seawater intrusion.2009

    • 著者名/発表者名
      Luyun Jr., R., Momii, K., Nakagawa, K., Takahashi, M.
    • 雑誌名

      Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE 53

      ページ: 85-90

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laboratory-scale saltwater behavior due to subsurface cutoff wall2009

    • 著者名/発表者名
      Luyun Jr., R., Momii, K., Nakagawa, K
    • 雑誌名

      Journal of Hydrology 377

      ページ: 227-236

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of physical barrier and artificial recharge on seawater intrusion2009

    • 著者名/発表者名
      Luyun R., Momii K., Nakagawa K., Takahashi M.
    • 雑誌名

      Annual Journal of Hydraulic Engineering 53

      ページ: 85-90

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Saltwater dynamics due to cutoff wall installation in coastal unconfined aquifers: experimental and numerical studies.2008

    • 著者名/発表者名
      Luyun Jr., R., Momii, K., Nakagawa, K., Fujiyama, S.
    • 雑誌名

      International Association of Hydrological Sciences Publication 320

      ページ: 214-219

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effective location of injection wells and cutoff walls for controlling seawater intrusion2010

    • 著者名/発表者名
      Kei Nakagawa, Kazuro Momii, Roger Luyun Jr.
    • 学会等名
      17th Congress of the Asia and Pacific Division of the International Association of Hydraulic Engineering and Research
    • 発表場所
      Auckland, New Zealand
    • 年月日
      2010-02-21
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Effective location of injection wells and cutoff walls for controlling seawater intrusion2010

    • 著者名/発表者名
      Kei Nakagawa, Kazuro Momii, Roger Luyun Jr
    • 学会等名
      7th Congress of the Asia and Pacific Division of the International Association of Hydraulic Engineering and Research
    • 発表場所
      Auckland, New Zealand
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Laboratory-scale effects of flow barriers on seawater intrusion2009

    • 著者名/発表者名
      Roger Luyun Jr., 籾井和朗, 中川啓
    • 学会等名
      日本地下水学会2009年秋季講演会(札幌大会)
    • 発表場所
      日北海道立道民センターかるで2・7(札幌市)
    • 年月日
      2009-10-16
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Laboratory-scale effects of flow barriers on seawater intrusion2009

    • 著者名/発表者名
      Roger Luyun Jr., 籾井和朗, 中川啓
    • 学会等名
      日本地下水学会 2009年秋季講演会(札幌大会)
    • 発表場所
      北海道立道民センター(札幌市)
    • 年月日
      2009-10-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 淡水注入による塩水侵入抑制効果に関する検討2008

    • 著者名/発表者名
      高橋昌弘, 籾井和朗, 中川啓
    • 学会等名
      日本地下水学会2008年秋季講演会
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2008-11-21
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書 2008 実績報告書
  • [学会発表] Saltwater dynamics due to cutoff wall installation- The effect of grid spacing on numerical simulations2008

    • 著者名/発表者名
      Luyun Jr., R., Momii K., Nakagawa K.
    • 学会等名
      日本地下水学会2008年秋季講演会
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2008-11-21
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Saltwater dynamics due to cutoff wall installation : The effect of grid spacing on numerical simulations2008

    • 著者名/発表者名
      Luyun R., Momii K., Nakagawa K.
    • 学会等名
      日本地下水学会2008年秋季講演会
    • 発表場所
      九州大学(福岡)
    • 年月日
      2008-11-21
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Effects of physical barrier and artificial recharge on seawater intrusion. XXXVI International Association of Hydrogeologists Congress2008

    • 著者名/発表者名
      Luyun Jr., R., Momii, K., Nakagawa, K., Imahase, F.
    • 学会等名
      Integrating Groundwater Science and Human Well-being
    • 発表場所
      Toyama International Center, Toyama
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Effects of physical barrier and artificial recharge on seawater intrusion2008

    • 著者名/発表者名
      Luyun R., Momii K., Nakagawa K., Imahase F.
    • 学会等名
      XXXVI International Association of Hydrogeologists Congress
    • 発表場所
      富山国際会議場(富山)
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Saltwater dynamics due to cutoff wall installation in coastal unconfined apuifers: Experimental and numerical studies2007

    • 著者名/発表者名
      Luyun Jr., R., Momii, K., Nakagawa, K., and Fujiyama, S.
    • 学会等名
      Sixth International Conference on Calibration and Reliability in Groundwater Modelling
    • 発表場所
      コペンハーゲン(デンマーク)
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Nitrate transport process through volcanic ash soil2007

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa, K., Momii, K., Berntdsson, R.
    • 学会等名
      6th International Groundwater Quality Conference
    • 発表場所
      Fremantle, Western Australi
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Saltwater dynamics due to cutoff wall installation in coastal unconfined aquifers: Experimental and numerical studies. Pre-published Proceedings of Sixth International Conference on Calibration and Reliability in Groundwater Modelling2007

    • 著者名/発表者名
      Luyun Jr., R., Momii, K., Nakagawa, K., Fujiyama, S.
    • 学会等名
      Credibility in Modelling
    • 発表場所
      Copenhagen, Denmark
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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