| 研究概要 |
本研究では,土壌および地下水中における化学的な反応を考慮した溶質輸送に関して,新たに解析モデルを構築し,室内実験結果との比較検討を加え,化学反応系として溶解,沈殿,酸化還元反応等を加えた溶質輸送解析のモデリングに貢献することを目的とする.本研究の特色は,地下環境中における物理的な溶質輸送過程と化学反応過程をカップリングし,同時に解析するための溶質輸送計算法を提案することにある.今年度は,特に,1次元移流分散方程式に陽イオン交換反応と表面錯形成反応を熱力学平衡モデルとして組込んだ溶質輸送モデルを鉛汚染土壌の酸洗浄シミュレーションに適用した.提案モデルとその解法の利点として,計算負荷が低いこととアルゴリズムの簡便さであり,このことは考慮する化学種の増減,および溶液中の錯体形成反応や溶解沈殿反応などの他の反応系への拡張に有効であることを明らかにした.
また,反応系溶質輸送数値解析には,差分法Finite Difference Method (FDM),特性曲線法Method Of Characteristics (MOC),およびConstrained Interpolation Profile法 (CIP)を適用している.ここでは,FDM, MOC, CIP法のそれぞれの計算法の妥当性や問題点について検討するために,海岸地下水海水侵入現象を対象とした塩分濃度輸送数値解析について検討を加えた.比較する室内実験は,地下環境中での溶質輸送解析のベンチマークとして有用と考えられる断面2次元塩水侵入実験とした.特性曲線法(MOC)およびCIP法が,移流分散現象を支配する基礎式の数値解析に対して,高い精度をもつことを室内実験結果の再現性に基づいて明らかにした.
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