Measuring and modeling solute transport in Ryukyu limestone

测量和模拟琉球石灰岩中的溶质迁移

基本信息

  • 批准号:
    22K20602
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.83万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-08-31 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本年度は,琉球石灰岩内部の3次元間隙構造モデルを取得するためのプログラム開発と間隙構造分析に注力した.開発したコードを利用することで,直径50mmの琉球石灰岩ボーリングコアのCT画像を解析したところ,間隙率(全体積中における間隙体積の比率)が約0.2と推定された.この値は,先行研究にて実験的に推定された結果と一致しており,開発コードによる解析の妥当性を示している.また,石灰岩内部の間隙構造に目を向けると,内部の間隙は連続的なものと,独立して存在している小さなものが共存しており,間隙クラスターの体積のヒストグラムは3オーダーを超えた幅広い分布を示した.これは,琉球石灰岩内部における地下水の通過する流路幅が多様であり,時間スケールの大幅に異なる地下水流動と特異な物質輸送特性を有している可能性を示唆する.このような時間スケールの大幅な違いが存在する条件下での物質輸送の基礎的な知見を取得するため,高透水部(時間スケールが小さい)中に低透水部(時間スケールが大きい)を有するシンプルな地盤モデルを対象に,ラボでのカラム実験を実施した.結果的に,物質濃度が長時間に渡ってゼロに到達しないテーリング現象の発現を確認した.さらに,取得した3次元間隙構造モデルの内部において,Navier-Stokes方程式と移流拡散方程式を数値的に解くことで,複雑な間隙構造における水溶性物質の遷移状況の捕捉にも成功した.また,フィールド試験としては,沖縄県にあるギーザ地下ダムの帯水層を対象として単孔式希釈試験を実施し,琉球石灰岩における物質輸送特性を現地調査した.結果的に,流速が地表面からの深さに応じて大幅に変動する状況を補足した.これは琉球石灰岩が空間的に大きな不均一性を有していることを示唆する.
This year, we focused on the analysis of the 3D interstitial structure in Ryukyu limestone. The CT image of Ryukyu limestone with a diameter of 50mm was analyzed and the gap ratio (ratio of gap volume to total volume) was estimated to be about 0.2. The results of the preliminary study on the estimation and analysis of the results of the preliminary study are consistent with those of the preliminary study on the analysis and analysis of the results of the preliminary study. In addition, the internal structure of the limestone gap is oriented, and the internal gap is connected to the inside of the limestone. The independent existence of the gap is small, and the volume of the gap is distributed in the middle of the gap. This paper discusses the possibility of groundwater flow and transport characteristics in Ryukyu limestone. The basic knowledge of material transport under the condition that the time difference exists is obtained, and the high permeability part (time difference) is small, and the low permeability part (time difference) is large. As a result, it was confirmed that the substance concentration reached the peak of the phenomenon for a long time. In this paper, we obtain the numerical solution of Navier-Stokes equations and the migration and dispersion equations in the three-dimensional interstitial structure, and successfully capture the migration of water-soluble substances in the complex interstitial structure. In order to investigate the material transport characteristics of Ryukyu limestone, the experiment was carried out in situ. As a result, the velocity of the flow varies greatly from surface to surface. The large heterogeneity of Ryukyu limestone has been demonstrated.

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
愛媛大学 農学部 地域防災学研究室
爱媛大学农学部地区防灾实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Laboratory Flushing Tests of Dissolved Contaminants in Heterogeneous Porous Media with Low-Conductivity Zones
低电导率区非均质多孔介质中溶解污染物的实验室冲洗试验
  • DOI:
    10.1007/s11270-023-06236-5
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kurasawa Tomoki;Takahashi Yoshitaro;Suzuki Mariko;Inoue Kazuya
  • 通讯作者:
    Inoue Kazuya
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    2024
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    $ 1.83万
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    $ 1.83万
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    2007
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    $ 1.83万
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