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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J03529/
• 关键词: 土壌汚染; NAPL; 多相流; 圧力-飽和度関係; Leverettの仮定; 特性曲線; 有限要素法; 多相浸透流

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。

Turf の water - NAP - empty 気 3 phase の penetration problem に お い て の う 3 important cut を な service phase pressure - saturation masato に つ い て, thermodynamic に づ い た demean に み り group, に exist in unsaturated soil す る NAPL を NAPL の kinds に in ら ず, よ り precision fine く may review 価 な pressure - saturation モ デ ル を proposal し た. こ れ ま で pressure - saturation masato は, Leverett の 仮 set に base づ き, water - empty 気 の interaction を ignore し て モ デ ル change さ れ て き た. This 仮 は, always の 2 facies series に お け る pressure - saturation モ デ ル を そ の ま ま group み close わ せ て in い る こ と が out る た め, simple な 3 phase の pressure - saturation モ デ ル と し て, the numerical analytic に よ り water - NAPL - empty 気 3 phase の penetration problem を シ ミ ュ レ ー ト す る interstate に hiroo く with い ら れ て き た. し か し, NAPL の saturation が compared low い や, company が り coefficient が small さ い NAPL (interfacial tension の き い NAPL) で は flaw, this 仮 が す る こ と が be 験 に よ り confirm さ れ て お り, be に applicable す る interstate は turf に exist す る NAPL の saturation を too small review 価 す る fear れ が あ っ た. こ れ に し seaborne て, this study で は thermodynamic point of 観 か ら line inspection を う と と も に 圧 coefficient, intermediate fluid (water - NAPL - empty 気 3 phase in mixed の soil に お い て, NAPL の fluid を が his domination し て い る degrees を table す) を with い て こ れ ま で ignore さ れ て き た water - empty 気 の interaction を appropriate に consider す る technique proposed を し た . This technique の justice の confirm は, interfacial tension の different な る NAPL を with い た always の カ ラ ム test と に of qualitative, quantitative comparison す る こ と で line っ た. This technique proposed の に よ り, こ れ ま で reappear な か っ た に a few exist in unsaturated soil す る NAPL を NAPL の kinds に in ら ず, correct に catch え る こ と が out る よ う に な っ た.

项目成果

New concept to describe three-phase capillary pressure?degree of saturation relationship in porous media

描述多孔介质三相毛细管压力与饱和度关系的新概念

• DOI: 10.1016/j.jconhyd.2018.03.008
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of Contaminant Hydrology
• 影响因子: 3.6
• 作者: Keita Nakamura;Mamoru Kikumoto
• 通讯作者: Mamoru Kikumoto

Simulation of water-NAPL-air three-phase flow in porous media based on a generalized characteristic curve model

基于广义特征曲线模型的多孔介质中水-NAPL-空气三相流模拟

• 发表时间: 2017
• 作者: Satoki Ogiso;Koichi Mizutani;Naoto Wakatsuki and Tadashi Ebihara;Keita Nakamura
• 通讯作者: Keita Nakamura