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

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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。