不飽和土中における非水溶性汚染流体の移動機構の解明と浄化対策の合理化

非饱和土中水不溶性污染流体运动机理的阐明及净化措施的合理化

基本信息

批准号：
16J03529
负责人：
中村圭太
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

地盤内の水-NAP-空気３相の浸透問題において重要な役割を担う３相の圧力-飽和度関係について、熱力学に基づいた定式化に取り組み、不飽和土中に存在するNAPLをNAPLの種類に依らず、より精度良く評価可能な圧力-飽和度モデルを提案した。これまで圧力-飽和度関係は、Leverettの仮定に基づき、水-空気の相互作用を無視してモデル化されてきた。本仮定は、既往の２相系における圧力-飽和度モデルをそのまま組み合わせて用いることが出来るため、簡易的な3相の圧力-飽和度モデルとして、数値解析により水-NAPL-空気３相の浸透問題をシミュレートする際に広く用いられてきた。しかし、NAPLの飽和度が比較的低い場合や、拡がり係数が小さいNAPL（界面張力の大きいNAPL）では、本仮定が破綻することが実験により確認されており、実務に適用する際は地盤内に存在するNAPLの飽和度を過小評価する恐れがあった。これに対して、本研究では熱力学的観点から考察を行うとともに、中間流体圧係数（水-NAPL-空気３相混合の土中において、NAPLが他の流体を支配している度合を表す）を用いてこれまで無視されてきた水-空気の相互作用を適切に考慮する手法を提案した。本手法の妥当性の確認は、界面張力の異なるNAPLを用いた既往のカラム試験と定性的・定量的に比較することで行った。本手法の提案により、これまで再現出来なかった不飽和土中に少量存在するNAPLをNAPLの種類に依らず、正確に捉えることが出来るようになった。

我们已经基于热力学的制剂，基于三个阶段的压力饱和关系，在地面上的水NAP-Air三个阶段的浸润问题中起着重要作用，并提出了一个压力饱和模型，可以更准确地评估不饱和土壤中NAPL中的NAPL，无论NAPL类型不饱和。到目前为止，已经根据Leverett的假设对压力饱和关系进行了建模，而忽略了水上的相互作用。由于该假设可以与常规两相系统的压力饱和模型结合使用，因此在通过数值分析模拟水NAPL-AER三相阶段的渗透问题时，它已被广泛用作简单的三相压力饱和模型。但是，实验已经证实，在NAPL的饱和度相对较低或NAPL中，该假设将崩溃，或者在NAPL中具有较小的扩散系数（NAPL具有较高的室间张力），并且当应用于实际应用时，存在napl的饱和水平的风险会在地面上存在。相比之下，本研究从热力学的角度检查了研究，并提出了一种使用中间流体压力系数（代表NAPL控制水 - NAPL-NAPL-Air-Air三相混合物的土壤中其他流体）的方法，该方法适当考虑了先前被忽视的水上空气相互作用（这代表了该程度的程度）。该方法的有效性通过定性和定量与先前使用具有不同界面张力的NAPL的列测试进行比较来证实。通过提出这种方法，可以在不饱和土壤中准确捕获少量的NAPL，无论NAPL的类型如何，直到现在才能再现。