実フィールドに適応可能な3次元流に対応する地下水流速流向測定装置の製作

本研究は、LD-60型に代表される電位差法を用いた地下水流速流向センサーに、垂直方向のトレーサー移動量を検出する機能を追加することにより、3次元流に対応しうる可能性を検討するものである。これまで申請者は、LD-60型を模擬した装置を製作し実験を行ってきたが、装置の動作精度およびデータの再現性に問題があった。そこで、これまでの研究成果を基に装置の再設計を行い、実際の観測井において測定可能な地下水流速流向測定装置を製作した。装置は、センサー部と制御部に大別される。センサー部の主要部品にはステンレス材を用い、各構成部品の精度を確保するため、加工を専門業者に委託した。トレーサーの移動の検出にはリング電極を用い、各電極間の電気抵抗の変化をアンプを介して出力する。センサー内にはトレーサータンクを設置し、小型プランジャーポンプによってトレーサー室に充填する。計測時は、円筒型シャッターを開閉しトレーサーを投入するが、これをステッピングモーターで行うことにより、安定したトレーサー投入が可能となった。制御部は、H8/3694Fマイコンボード、ステッピングモータードライバ、安定化電源、操作パネル等で構成される。センサー部と制御部は30mのビニルキャプタイヤケーブルにより接続し、センサーを遠隔操作する。室内実験では、長さ1000mm×幅200mm×深さ380mmの試験水槽を製作し、装置の動作試験を行った。その結果、設置角度(傾斜角)に応じた各電極からの出力変化が得られ、また装置の防水性も確認できた。しかし、ノイズの発生によってステッピングモーターの制御等に不具合が生じたため、今後はノイズ対策および計測・制御方法の見直しを行う必要がある。なお、現場の都合により地下水観測井での試験はできなかったが、以上の問題点を解決することによって、実フィールドへの適応が可能であると考えられる。

本研究は、LD-60型に代表される電位差法を用いた地下水流速流向センサーに、垂直方向のトレーサー移動量を検出する機能を追加することにより、3次元流に対応しうる可能性を検討するものである。これまで申請者は、LD-60型を模擬した装置を製作し実験を行ってきたが、装置の動作精度およびデータの再現性に問題があった。そこで、これまでの研究成果を基に装置の再設計を行い、実際の観測井において測定可能な地下水流速流向測定装置を製作した。装置は、センサー部と制御部に大別される。センサー部の主要部品にはステンレス材を用い、各構成部品の精度を確保するため、加工を専門業者に委託した。トレーサーの移動の検出にはリング電極を用い、各電極間の電気抵抗の変化をアンプを介して出力する。センサー内にはトレーサータンクを設置し、小型プランジャーポンプによってトレーサー室に充填する。計測時は、円筒型シャッターを開閉しトレーサーを投入するが、これをステッピングモーターで行うことにより、安定したトレーサー投入が可能となった。制御部は、H8/3694Fマイコンボード、ステッピングモータードライバ、安定化電源、操作パネル等で構成される。センサー部と制御部は30mのビニルキャプタイヤケーブルにより接続し、センサーを遠隔操作する。室内実験では、長さ1000mm×幅200mm×深さ380mmの試験水槽を製作し、装置の動作試験を行った。その結果、設置角度(傾斜角)に応じた各電極からの出力変化が得られ、また装置の防水性も確認できた。しかし、ノイズの発生によってステッピングモーターの制御等に不具合が生じたため、今後はノイズ対策および計測・制御方法の見直しを行う必要がある。なお、現場の都合により地下水観測井での試験はできなかったが、以上の問題点を解決することによって、実フィールドへの適応が可能であると考えられる。