化学反応を考慮した地下水中における物質輸送解析 -数値モデル開発と室内実験への適用- Solute Transport Analysis with Chemical Reactions in Groundwater -Model Development and Its Application to Laboratory Experiments-

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抄録

本研究では.地下水中において多成分化学反応のある物質輸送を予測する数値モデルを提案する.また.本モデルの妥当性を検証するために.一様な飽和土壌カラム内に高濃度のカリウムをパルス注入する条件下での室内実験による検討も行った.本数値モデルでは.多成分化学反応項を含む移流分散方程式を数値的に解くためには.特性曲線法を適用した.化学反応項の数値解を得るためには.Levenberg-Marquardt法による非線形最小二乗推定を採用した.陽イオン濃度の計算値は.実験カラム流出端での実測値とよい一致を示した.連続注入条件下での数値シミュレーションにおいては.1)可動イオンと吸着陽イオンの濃度の計算値が.質量収支条件.質量作用の法則および電気的中性の条件を満足すること.および2)化学反応のない陰イオンCl<SUP>-</SUP>の計算値が解析解とよく一致することを示した.以上のことから.本モデルは地下水中における化学反応を考慮した物質輸送解析に十分よく適用可能であると結論づける.

This paper presents a numerical model for predicting solute transport with multicomponent chemical reactions in groundwater. To test the reliability of the model, laboratory experiments were also performed under the conditions of pulse injection of high K<SUP>+</SUP>concentration into a homogeneous saturated soil column. In the numerical model, method of characteristics was applied for numerically solving the convection-dispersion equations involving the multicomponent chemical reaction term. A non-linear least square estimation by Levenberg-Marquardt method was adopted for obtaining numerical solution of the chemical reaction term. The calculated results of the cation concentrations are in good agreement with the measured data at the column outlet. In the numerical simulation under the conditions of continuous injection, the followings are demonstrated; 1) the simulated values of mobile ion and adsorbed cation concentrations satisfy the mass balance criteria, the law of mass action and the electroneutrality conditions, and 2) the simulated values of the nonreactive anion Cl<SUP>-</SUP>agree well with the analytical solution. It is concluded that the model can be successfully applied to solute transport analysis considering chemical reactions in groundwater.

収録刊行物

  • 地下水学会誌  

    地下水学会誌 38(2), 113-125, 1996-05-31 

    公益社団法人 日本地下水学会

参考文献:  12件

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被引用文献:  5件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002381086
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10088275
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    09134182
  • NDL 記事登録ID
    3974886
  • NDL 雑誌分類
    ZM44(科学技術--地球科学--海洋・陸水・火山)
  • NDL 請求記号
    Z15-140
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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