塩害土壌における塩水浸透と塩水排出過程の可視化実験と浸透解析

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(目的)東日本大震災による津波で運ばれた塩分が土壌に浸透し、農作物の生育に悪影響を与えている。その機序を可視化するため、机上サイズの実験装置を考案・作成した。実験装置の構造は(横)700×(奥行)150×(高さ)500mmのアクリル製で,その両サイドには可動調節水量タンクが設置されている。塩害に侵された土壌を想定したガラスビーズ層に色素塩水でフィンガーリング現象を発生させ,塩分除去の方策を検討・把握使用とするものである。また,この装置を用いて,廃液や有害物質による汚染範囲予測や汚染物質の挙動把握も可能である。(実験概要)ガラスビーズ(0.1mm-1.0mm)を高さ450mmまで充填し,150mm間隔で塩分濃度測定器を埋設した。流れ状況確認のために防水ビデオカメラを設置し,津波再現にはイベント風船内に3%NaCl水溶液を充填したものを最上部で破裂させ,その浸透状況を塩分濃度測定器・色素トレーサー(ポスターカラー(赤色))で観測した。津波浸透水がフィンガーリング現象を形成した時点で,降雨実験を開始し塩分排出の効果を観測した。降雨が底部より200mmの地下水位を形成した時点で,水量タンクから浸透流を供給し,塩分排水状況の観測を開始した。(実験結果)降雨による塩分排出はさほど影響が見られず,逆に浸透過程が進むに従って底部に塩分が蓄積されることが判明した。降雨パターンによる時間差はあったが実験値での傾向とはさほど異なるものではなかった。当初は塩水クサビが生成し塩分排出は難しいと思われたが,数多くの検証により低速で時間を掛ければ排出が可能であることが判明した。水量タンクから浸透流を供給すると10minで塩分排水が始まり120minで完全に0%になることを確認できたことは顕著な成果といえる。また,工場廃液などに関しても地盤にポーリング孔を穿ち,上流から溶剤を注入し,下流ボーリング孔から浸透廃液を汲み上げることにより,工場廃液なども除去できると思われる。また,URL:http://www.rcuss.kobe-u.ac.jp/kaken24/kaken24.htmlに実験状況をUpしている。