粗い空間刻みで浸透数値計算を行う際のグリッド境界透水係数重み付け値について Weighting Values for Calculating Inter-grid Hydraulic Conductivity for an Infiltration Simulation Using Coarse Grids

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抄録

粗い空間刻み幅で鉛直1次元浸透の数値計算をする際のグリッド境界透水係数計算のための重み付け係数について検討を行った.重み付け係数として,それぞれの計算空間刻み幅ごとに,定常状態を再現できる値を算出した.この重み付け係数の分布から,空間刻み幅が十分細かい時は,飽和領域付近を除いて圧力水頭算術平均値から透水係数を算出することが適切であることが分かった.また空間刻み幅が粗い場合は,適切に圧力水頭分布を計算できる重み付け値として,飽和領域付近では1.0(上流側圧力水頭値でグリッド境界透水係数を算出する),乾燥領域では0.5(圧力水頭平均値からグリッド境界透水係数を算出する)まで段階的に変化することが分かった.また,透水係数算術平均法,透水係数相乗平均法,体積含水率算術平均法との比較を行ったところ,これらの計算方法は空間刻み幅を粗くした時にグリッド境界透水係数を過大に算出することが分かった.これは,定常状態において圧力水頭分布に空間的な振動をもたらす原因となる.

This study examined values of weighted coefficients of inter-grid hydraulic conductivities for a one-dimensional vertical infiltration simulation using coarse space grids. We determined weighted values for some discretization lengths to fit the vertical profile of a pressure head at a steady state. The weighted coefficients' distributions show that, for fine space grids for numerical simulations, the value of the arithmetic mean of pressure heads of adjacent grids is appropriate to use for calculation of hydraulic conductivities, except for regions near saturation. With coarse space grids, weighted values with which the pressure head profile fit the exact solution change gradually from 1.0; it means to use the value of the pressure head of upstream grids to calculate hydraulic conductivity, near the saturated area to 0.5; it means to use the arithmetic mean of pressure heads of adjacent grids, at the unsaturated area. We compared such methods for calculating inter-grid hydraulic conductivities as arithmetic means of hydraulic conductivity, the geometric mean of hydraulic conductivities and the arithmetic mean of soil water contents. Results showed that these methods, when used with coarse space grids, overestimate hydraulic conductivities. Vertical oscillation of the pressure head profile resulted at a steady state.

収録刊行物

  • 水文・水資源学会誌 = JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY & WATER RESOURCES  

    水文・水資源学会誌 = JOURNAL OF JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY & WATER RESOURCES 20(2), 77-84, 2007-03-05 

    THE JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY AND WATER RESOURCES

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10018893683
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10088049
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    09151389
  • NDL 記事登録ID
    8742409
  • 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
    Z15-619
  • データ提供元
    CJP書誌  CJP引用  NDL  J-STAGE 
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