不飽和層を伴う変動場における核種移行モデルの開発とその人工バリア設計への活用

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ケイ砂充填カラムに，別個に合成したCHSゲルを充填することは困難であることがわかった。また，流動実験中にカラム内部において直接CSHを合成する実験については，CSHの生成が確認できるほどの量が見込めなかった。そのため，共同実験者が多孔質体を模擬したガラスビーズを充填したカラムにケイ酸を析出させる実験を行い，流路が閉塞しカラム内部の流動状況が変化する様子を定量化した．今後は，その実験系においてカラム内部の液相飽和率（間隙体積に占める液相の割合）を飽和（間隙体積が液相のみで充填）した状態から，気相を含む不飽和状態における実験を行う。また，カラムの大きさを変えた場合における物質応答実験は，数値計算モデルにおいては、浅い地中における物質移行挙動を計算する流路に適用する移流分散方程式を、モデルに整合するように最適化した。また、数値計算における差分の精度と、その差分式の次数に適合した境界条件を解明した。また，これまでモデルのネットワーク構造を大きくする程に，実験値と反して物質応答における水力学的分散が反比例し過小に評価されていた。この問題に対して，モデル化の際のパラメータを整合させることで水力学的拡散を増大させていたが，ネットワークモデル内の一つの計算単位ごとに設定している内部境界条件が，数学的に拡散のフラックスを制限していることがわかった。今後は，物質拡散が実験値に沿った内部境界条件を設定し，モデル化の際のパラメータの整合性を実験結果と照らし合わせて、定量評価することでモデルの計算精度の向上に努め、様々な地下環境をシミュレートする数学モデルを完成する。