| 研究課題/領域番号 |
23501241
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
後藤 忠徳 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90303685)
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| キーワード | 自然電位 / 地下水 / 透水係数 / 数値計算 |
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| 研究概要 |
本研究では前年度に引き続き、地下水の流入・流出条件から自然電位ソース及び自然電位分布を計算するシミュレーターを開発した。今年度は不飽和層における流体流動のシミュレーション精度を向上させるため、有限要素法に基づく地下水シミュレーターも独自に開発を行った。さらに、自然電位分布から地下水ポテンシャルや地下の透水構造を求めるために、自然電位データのインバージョン（逆解析）コードの開発を実施した。開発にあたってはまず、地下水ポテンシャル分布と自然電位発生の関係式を整理して、最小自乗法を適用し、自然電位分布から地下水ポテンシャルを求めるインバージョンコードを作成した。ここでは、地下水の流入・流出条件を与える必要はなく、また水文学的情報（井戸での地下水ポテンシャルデータ）をインバージョンコードに取り入れられるようにした。数値シミュレーションで得られる合成データに対して本コードを適用したところ、地下水ポテンシャルが適正に求められることを確認した。次に、地下水の流入・流出条件を既知と仮定し、透水構造－地下水流動－自然電位発生の3者の関係に関する方程式を繋ぎあわせ、透水構造と自然電位分布の関係式を構築した。次にこの非線形関係式に対して、平滑化制約付き最小自乗法を適用し、透水構造のインバージョンコードの開発を行った。ここでも数値シミュレーションによる合成データに対してインバージョンを適用し、透水構造が適正に求められることを確認した。これらの知見に基づいて、砂を入れた水槽中や小カラム中での地下水流動・自然電位発生の予察的な基礎実験を実施し、予想していた程度の大きさの自然電位を室内実験において発生可能であることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
前年度に開発を行った数値計算ソフトを更に改良し、効果的なインバージョンソフトの開発を達成できた。また計画通り、室内実験を開始することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
より複雑な透水異常体を含む室内実験を実施し、実際の地下水流動解析に本手法を適用する際の問題点などを整理する。その上で、実際に野外調査を実施する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
室内実験機器の改良および野外観測に関する調査を実施する。
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