粗い空間刻みでの浸透数値計算におけるグリッド境界透水係数計算法相違の影響 Comparison of Calculation Methods of Inter-grid Hydraulic Conductivity for an Infiltration Simulation Using Coarse Space Grids

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抄録

粗い空間刻み幅を用いて浸透数値計算を行う際に,グリッド境界透水係数の算出法の相違がどのような影響をもたらすか比較検討した.また,新たに粗い空間刻み幅においても定常状態の圧力水頭分布を近似計算できる,変動重み付け法(<I>η</I>法)を提示した.計算手法として,圧力水頭算術平均法,体積含水率算術平均法,透水係数算術平均法,透水係数相乗平均法,透水係数調和平均法,上流法,<I>η</I>法を比較した.定常状態の数値実験より,上流法,<I>η</I>法を除いて,粗い空間刻み幅の時に圧力水頭分布に空間的な振動が発生することが分かった.ここで,透水係数算術平均法での振動幅がもっとも大きかった.乾燥土壌への浸透数値実験より,透水係数算術平均法,上流法,<I>η</I>法で安定して計算可能であることがわかった.一方,圧力水頭算術平均法,体積含水率算術平均法,透水係数相乗平均法,透水係数調和平均法において,空間刻み幅を粗くした場合に計算不能になる場合があることが分かった.排水過程での非定常数値計算より,圧力水頭算術平均法と<I>η</I>法が粗い空間刻み幅においても精度の良い近似結果を示すことが分かった.総合的に見て,粗い空間刻み幅を用いる場合は<I>η</I>法が有効であるが,事前に<I>η</I>値を算出するという前処理が必要になる.

Comparative tests clarified calculation methods of inter-grid hydraulic conductivities for infiltration simulation using coarse space grids. The <I>η</I> method, which uses variable coefficients to calculate inter-grid hydraulic conductivity, is newly proposed in this study. Using it with coarse space grids, the pressure head profile exactly fits the solution at the steady state. Arithmetic mean for pressure heads, soil water contents, arithmetic, geometric and harmonic mean of hydraulic conductivities, the upstream weighted method, and the <I>η</I> method were all tested. Results for steady state conditions using coarse space grids revealed vertical oscillation, except for the upstream and <I>η</I> methods. Use of the arithmetic mean of hydraulic conductivities showed the greatest space oscillation. The test of rainfall infiltration into dry soil showed that the method of the arithmetic mean of hydraulic conductivities, the upstream method, and the <I>η</I> method have numerical robustness. Computational programs terminated when using coarse space grids with the method of arithmetic mean of pressure heads and soil water contents and geometric and harmonic mean of hydraulic conductivities. The test of unstable drainage discharge showed that the method of arithmetic mean of pressure heads and the <I>η</I> method showed good approximate calculations using coarse space grids. Using coarse space grids, the <I>η</I> method was better overall for the infiltration simulation, despite the necessity of preprocessing calculation.

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), 85-92, 2007-03-05 

    THE JAPAN SOCIETY OF HYDROLOGY AND WATER RESOURCES

参考文献:  9件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10018893691
  • 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
    8742450
  • 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  NDL  J-STAGE 
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