JP2002328065A - Environment monitoring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物の処分施設
において、処分施設から漏洩する特定有害物質をモニタ
リングする装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for monitoring a specific hazardous substance leaking from a disposal facility in a waste disposal facility.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、処分施設は、地下水が流れ込む
のを低減するために、ベントナイトあるいはセメント等
の人工バリア材、あるいは遮水性の高いシートで廃棄物
の周囲を囲む構造となっている。しかし、地下水が、産
業廃棄物・一般廃棄物中の有害物質あるいは核燃料関連
廃棄物中の放射性物質に触れると、これらの物質が地下
水中に溶けるかあるいは地下水に混ざって周辺の環境に
放出される。この有害物質の濃度を検出して周辺環境へ
の汚染を定量化するためには、検出装置によりこの有害
物質の漏洩量を測定する必要があった。2. Description of the Related Art Generally, a disposal facility has a structure in which waste is surrounded by an artificial barrier material such as bentonite or cement, or a sheet having high water barrier properties in order to reduce the flow of groundwater. However, when groundwater comes into contact with harmful substances in industrial and municipal waste or radioactive substances in nuclear fuel-related waste, these substances are dissolved in the groundwater or mixed with the groundwater and released to the surrounding environment. . In order to detect the concentration of this harmful substance and quantify the pollution to the surrounding environment, it was necessary to measure the amount of leakage of this harmful substance using a detection device.
【０００３】例えば、原子力発電所あるいは核燃料の再
処理工場から排出される放射性廃棄物の地下処分施設で
は、地中に埋設された放射性廃棄物からの漏洩量が測定
されている。For example, in an underground disposal facility for radioactive waste discharged from a nuclear power plant or a nuclear fuel reprocessing plant, the amount of leakage from radioactive waste buried underground is measured.
【０００４】しかしながら、地中に埋められた放射線検
出器の数は限られた数であるのが実情である。However, in reality, the number of radiation detectors buried in the ground is limited.
【０００５】以下に、図５を参照して、従来のモニタリ
ング装置について説明する。図５では、従来の環境モニ
タリング装置は、地中に埋め込まれた検出器１０３と検
出器からの信号を地上の建物に送信する信号線１０４と
建物１０５内の表示器１０７とから構成されている。廃
棄物が放射性廃棄物の場合は、検出器として、放射線検
出器が設置されている。Hereinafter, a conventional monitoring apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the conventional environment monitoring device includes a detector 103 embedded in the ground, a signal line 104 for transmitting a signal from the detector to a building on the ground, and a display 107 in the building 105. . If the waste is radioactive waste, a radiation detector is installed as a detector.
【０００６】このように構成された環境モニタリング装
置においては、処分施設から漏洩した物質の濃度が検出
器によって検知され、検知された信号は信号線を伝わっ
て地上の建物内の表示器に送信され、環境への影響を評
価するために表示され、さらに保存されていた。In the environmental monitoring device thus configured, the concentration of the substance leaked from the disposal facility is detected by a detector, and the detected signal is transmitted to a display in a building on the ground via a signal line. Displayed to assess the environmental impact, and was further preserved.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
廃棄物の環境モニタリング装置は、地中に埋められた限
られた個数の検出器を使っているために、地中内の漏洩
量の濃度分布を把握するには不充分であり、一方、多数
の検出器を地中内に設置すると、水みち（水脈）を形成
して地下水量を増加させるだけでなく、修理のために掘
り返されて、さらに新たな水みちを形成してしまい、地
下水量を増加させて、測定値に誤差を与えることが課題
であった。As described above, the conventional waste environmental monitoring apparatus uses a limited number of detectors buried in the ground, so that the amount of leakage in the ground is reduced. Insufficient to understand the concentration distribution of water, on the other hand, if a large number of detectors are installed in the ground, not only will the formation of water channels (water veins) not only increase the amount of groundwater but also excavate them for repair. Therefore, a new water path was formed, and the problem was to increase the amount of groundwater and give an error to the measured value.
【０００８】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたものであり、廃棄物中の特定物質
の地中内への漏洩量とその濃度分布を計算機によって得
ることができるとともに、その計算結果を検出器による
測定結果に代用することによって、地中内に設置する検
出器を削減することができる環境モニタリング装置を提
供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such problems of the prior art, and a computer is capable of obtaining the amount of leakage of a specific substance in waste into the ground and the concentration distribution thereof. In addition, an object of the present invention is to provide an environmental monitoring device capable of reducing the number of detectors installed in the ground by substituting the calculation results for the measurement results of the detectors.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の環境モニタリング装置は、
地中の特定物質が地下水流と雨水の地中への浸透とによ
って移動する状況を監視し、環境への影響を評価する環
境モニタリング装置において、入力データの入力を受付
ける入力手段と、地下水流量を流動方程式によって算出
する地下水流量算出手段と、前記特定物質の濃度分布を
移流拡散方程式によって算出する濃度分布算出手段と、
前記濃度分布を表示する濃度分布表示手段と、前記入力
手段、前記地下水流量算出手段および前記濃度分布表示
手段の結果を保存する記憶装置とを有することを特徴と
する。In order to achieve the above object, an environmental monitoring device according to claim 1 of the present invention comprises:
In an environmental monitoring device that monitors the movement of a specific substance in the ground due to groundwater flow and rainwater infiltration into the ground, and evaluates the impact on the environment, an input means for receiving input of input data, and a groundwater flow rate. Groundwater flow rate calculation means calculated by a flow equation, and concentration distribution calculation means to calculate the concentration distribution of the specific substance by an advection diffusion equation,
A concentration distribution display means for displaying the concentration distribution, and a storage device for storing the results of the input means, the groundwater flow rate calculation means and the concentration distribution display means.
【００１０】請求項１記載の発明によれば、演算装置内
に適切にプログラミングされた流動方程式と移流拡散方
程式により、地下水量と特定物質の濃度分布を計算する
ことができるので、地中内の特定物質の漏洩による濃度
分布が提供できるとともに、その濃度分布を検出器によ
る測定結果に代用することによって、地中内に設置する
検出器を削減することができる。According to the first aspect of the present invention, the groundwater flow and the concentration distribution of the specific substance can be calculated by the flow equation and the advection-diffusion equation appropriately programmed in the arithmetic unit. A concentration distribution due to leakage of a specific substance can be provided, and the concentration distribution can be substituted for the measurement result by the detector, whereby the number of detectors installed in the ground can be reduced.
【００１１】次に、本発明の請求項２記載の環境モニタ
リング装置は、請求項１記載の環境モニタリング装置に
おいて、前記特定物質の少なくとも一つが、有害化学物
質であることを特徴とする。Next, the environmental monitoring device according to a second aspect of the present invention is the environmental monitoring device according to the first aspect, wherein at least one of the specific substances is a harmful chemical substance.
【００１２】請求項２記載の発明によれば、特定物質の
少なくとも一つが有害化学物質である場合に、漏洩によ
る濃度分布が提供でき、地中内に設置する検出器を削減
することができる。According to the second aspect of the present invention, when at least one of the specific substances is a harmful chemical substance, a concentration distribution due to leakage can be provided, and the number of detectors installed underground can be reduced.
【００１３】また次に、本発明の請求項３記載の環境モ
ニタリング装置は、請求項１又は請求項２記載の環境モ
ニタリング装置において、前記特定物質の濃度分布を算
出する際に、トレーサを地下水流中に注入して、前記地
下水流内で前記トレーサの濃度を検出器によって測定
し、測定された濃度と検出器の設置地点における算出さ
れた濃度とを比較して、濃度分布の精度を補正する濃度
分布精度補正手段をさらに有することを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, in the environmental monitoring apparatus according to the first or second aspect, when calculating the concentration distribution of the specific substance, the tracer is connected to a groundwater flow. Injected into the groundwater flow, the concentration of the tracer is measured by a detector, and the measured concentration is compared with the calculated concentration at the detector installation point to correct the accuracy of the concentration distribution. It is characterized by further comprising a density distribution accuracy correcting means.
【００１４】請求項３記載の発明によれば、算出された
濃度分布を精度よく補正することができる。なお、補正
の方法としては、測定値と算出値のズレを比例補正する
方法、算出条件としての係数を補正する方法等がある。
なお、トレーサとしては、非放射性物質を用いる場合、
放射性物質を用いる場合のそれぞれが考えられる。According to the third aspect of the invention, the calculated density distribution can be accurately corrected. In addition, as a correction method, there are a method of proportionally correcting a deviation between the measured value and the calculated value, a method of correcting a coefficient as a calculation condition, and the like.
When using a non-radioactive substance as a tracer,
Each of the cases where radioactive materials are used is conceivable.
【００１５】さらに、本発明の請求項４記載の環境モニ
タリング装置は、請求項３記載の環境モニタリング装置
において、前記トレーサが、沃素またはセシウムである
ことを特徴とする。Further, the environmental monitoring device according to a fourth aspect of the present invention is the environmental monitoring device according to the third aspect, wherein the tracer is iodine or cesium.
【００１６】請求項４記載の発明によれば、特にトレー
サとして放射性物質を用いることで、算出された濃度分
布を精度よく補正することができる。According to the fourth aspect of the present invention, the calculated concentration distribution can be accurately corrected by using a radioactive substance as a tracer.
【００１７】沃素又はセシウムは、水によく溶け検出し
やすいので、トレーサとして適している。なお、セシウ
ム（例えば137Ｃｓ）は、半減期が約３０年と長いため
に、他の半減期の短い核種に比べれば、崩壊による現象
による影響を受け難く、水に対する溶解度も４４と比較
的大きいので、地下水に良く溶け、サンプリングした地
下水中の137Ｃｓが放出するガンマ線強度も測定でき
る。したがって、放射性物質検出用のサンプルとして有
効である。Iodine or cesium is suitable as a tracer because it is easily dissolved in water and easily detected. Since cesium (for example, 137 Cs) has a long half-life of about 30 years, it is less susceptible to decay phenomena than other short-lived nuclides and has a relatively high water solubility of 44. Therefore, the gamma ray intensity dissolved in groundwater and emitted by 137 Cs in the sampled groundwater can also be measured. Therefore, it is effective as a sample for detecting a radioactive substance.
【００１８】次に、本発明の請求項５記載の環境モニタ
リング装置は、請求項１記載の環境モニタリング装置で
あって、前記特定物質の少なくとも一つが放射性物質で
あり、前記放射性物質の濃度分布を算出する放射性物質
濃度分布算出手段をさらに有することを特徴とする。Next, an environmental monitoring device according to a fifth aspect of the present invention is the environmental monitoring device according to the first aspect, wherein at least one of the specific substances is a radioactive substance, and the concentration distribution of the radioactive substance is determined. It is characterized by further comprising a radioactive substance concentration distribution calculating means for calculating.
【００１９】請求項５記載の発明によれば、特定物質が
放射性物質である場合にも、地中内の放射性物質の漏洩
による濃度分布が提供でき、地中内に設置していた多数
の検出器を削減することができる。According to the fifth aspect of the present invention, even when the specific substance is a radioactive substance, it is possible to provide a concentration distribution due to leakage of the radioactive substance in the ground, and to detect a large number of detections installed in the ground. Vessels can be reduced.
【００２０】また次に、本発明の請求項６記載の環境モ
ニタリング装置は、請求項５記載の環境モニタリング装
置において、前記放射性物質の濃度分布を算出する際
に、放射性物質の壊変により生ずる娘核種の濃度分布も
合わせて評価する娘核種濃度分布評価手段をさらに有す
ることを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the environmental monitoring apparatus according to the fifth aspect, when calculating the concentration distribution of the radioactive substance, a daughter nuclide generated by decay of the radioactive substance is calculated. Characterized in that it further comprises a daughter nuclide concentration distribution evaluation means for also evaluating the concentration distribution of.
【００２１】請求項６記載の発明によれば、特定物質で
ある放射性物質が壊変する場合にも、地中内の放射性物
質の漏洩による濃度分布が提供できるとともに、その濃
度分布を検出器の測定結果に代用することによって地中
内に設置している多数の検出器を削減することができ
る。According to the sixth aspect of the present invention, even when a radioactive substance as a specific substance decays, it is possible to provide a concentration distribution due to leakage of the radioactive substance in the ground and measure the concentration distribution by a detector. By substituting the results, the number of detectors installed underground can be reduced.
【００２２】さらに、本発明の請求項７記載の環境モニ
タリング装置は、請求項５記載の環境モニタリング装置
において、前記放射性物質の濃度分布を算出する際に、
地下水流内で前記放射性物質の放射能強度を検出器によ
って測定し、測定された放射能強度から換算され求めら
れた放射性物質濃度と前記検出器の設置地点における算
出された放射性物質濃度とを比較して、濃度分布の精度
を補正する放射性物質濃度分布精度補正手段をさらに有
することを特徴とする。Further, the environmental monitoring device according to claim 7 of the present invention, when calculating the concentration distribution of the radioactive substance, in the environmental monitoring device according to claim 5,
In the groundwater flow, measure the radioactivity intensity of the radioactive substance by a detector, and compare the radioactive substance concentration calculated from the measured radioactivity intensity with the radioactive substance concentration calculated at the installation point of the detector. Further, the apparatus further comprises a radioactive substance concentration distribution accuracy correction means for correcting the accuracy of the concentration distribution.
【００２３】請求項７記載の発明によれば、算出された
放射性物質の濃度分布を精度よく補正することができ
る。なお、補正の方法としては、測定値と算出値のズレ
を比例補正する方法、算出条件としての係数を補正する
方法等がある。According to the seventh aspect of the invention, the calculated concentration distribution of the radioactive substance can be corrected with high accuracy. In addition, as a correction method, there are a method of proportionally correcting a deviation between the measured value and the calculated value, a method of correcting a coefficient as a calculation condition, and the like.
【００２４】次に、本発明の請求項８記載の環境モニタ
リング装置は、請求項５記載の環境モニタリング装置に
おいて、前記放射性物質を埋設した人工バリア材の主成
分が地下水流に溶出する状況を算出する際に、人工バリ
ア材内の地下水流量を流動方程式によって算出する人工
バリア材内地下水流量算出手段をさらに有することを特
徴とする。Next, an environmental monitoring device according to an eighth aspect of the present invention, based on the environmental monitoring device according to the fifth aspect, calculates a situation in which a main component of the artificial barrier material in which the radioactive substance is embedded is eluted into a groundwater flow. The method further comprises a means for calculating a groundwater flow rate in the artificial barrier material, which calculates a groundwater flow rate in the artificial barrier material by a flow equation.
【００２５】請求項８の発明によれば、従来、濃度分布
の算定に含まれていなかった人工バリア材内地下水流量
が算出できる。According to the invention of claim 8, it is possible to calculate the groundwater flow rate in the artificial barrier material which has not been conventionally included in the calculation of the concentration distribution.
【００２６】また次に、本発明の請求項９記載の環境モ
ニタリング装置は、請求項８記載の環境モニタリング装
置において、人工バリア材であるコンクリートの主成分
が、酸化カルシウム及び酸化シリコンであることを特徴
とする。Next, in the environmental monitoring device according to a ninth aspect of the present invention, in the environmental monitoring device according to the eighth aspect, the main component of concrete as the artificial barrier material is calcium oxide and silicon oxide. Features.
【００２７】請求項９の発明によれば、人工バリア材と
してコンクリートが用いられた場合に、漏洩による特定
物質の濃度分布を精度よく算定することができる。According to the ninth aspect of the present invention, when concrete is used as the artificial barrier material, the concentration distribution of a specific substance due to leakage can be accurately calculated.
【００２８】さらに、本発明の請求項１０記載の環境モ
ニタリング装置は、請求項１記載の環境モニタリング装
置において、前記濃度分布算出手段による算出結果を用
いて、地下水流中での人工バリア材の化学形態の変化を
評価する化学形態変化評価手段をさらに有することを特
徴とする。Further, according to a tenth aspect of the present invention, there is provided the environmental monitoring device according to the first aspect, wherein the chemical value of the engineered barrier material in the groundwater flow is calculated using the calculation result by the concentration distribution calculating means. It is characterized by further comprising a chemical form change evaluating means for evaluating a form change.
【００２９】廃棄物処分場のバリア材としてセメントを
使用した場合には、セメント主成分である酸化カルシウ
ム及び酸化シリコンは、地下水と反応して、その化学形
態を変化する。When cement is used as a barrier material for a waste disposal site, calcium oxide and silicon oxide, which are the main components of cement, react with groundwater to change their chemical forms.
【００３０】すなわち、セメントの主成分である酸化カ
ルシウムＣａＯおよび酸化シリコンＳｉＯ２は、化学変
化の過程で、Ｃａ（ＯＨ）２、ＣａＨ２ＳｉＯ４に変化
し、これら及びＳｉＯ２は、水と反応してイオンまたは
液体となって溶解する。That is, calcium oxide CaO and silicon oxide SiO 2 , which are the main components of cement, change into Ca (OH) 2 and CaH 2 SiO 4 in the course of chemical change, and these and SiO 2 react with water. And dissolve as ions or liquid.
【００３１】具体的には、Ｃａ（ＯＨ）２は、Ｃａ２＋
と２ＯＨ―になり、ＣａＨ２ＳｉＯ ４は、Ｃａ２＋とＨ
２ＳｉＯ４ ２−になり、ＳｉＯ２は、２Ｈ２Ｏと反応し
て液状のＨ４ＳｉＯ４になって溶解する。Specifically, Ca (OH)2Is Ca2+
And 2OH―And CaH2SiO 4Is Ca2+And H
2SiO4 2-Becomes SiO2Is 2H2Reacts with O
Liquid H4SiO4To dissolve.
【００３２】このように請求項１０の発明によれば、コ
ンクリートのような人工バリア材の内部において、化学
形態の変化を把握することができるので、人工バリア材
の健全性あるいは耐久程度を評価することができる。As described above, according to the tenth aspect of the present invention, since the change in chemical form can be grasped inside the artificial barrier material such as concrete, the soundness or durability of the artificial barrier material is evaluated. be able to.
【００３３】[0033]
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る環境モニタ
リング装置の実施の形態について、図面を参照して説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００３４】本発明の第１の実施の形態を図１に示す。
本実施の形態は、対象とする地下環境の水理条件（水頭
圧、空隙率）、計算条件（初期条件、境界条件、メッシ
ュ幅、メッシュ数）、物性データ（密度、拡散係数、収
着係数）、廃棄物条件（初期濃度、分布）からなる入力
データ１と、この入力データをもとに流動方程式から計
算される地下水流量の算出部２と、上記入力データと上
記地下水流量を基に移流拡散方程式によって計算される
濃度分布の算出部３と、計算結果が出力される表示装置
４と、入力データ１及び算出部２及び算出部３のプログ
ラムと計算結果が記憶されている例えば磁気ディスク装
置からなる記憶装置５から構成されている。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
In this embodiment, the hydraulic conditions (head pressure, porosity) of the target underground environment, calculation conditions (initial conditions, boundary conditions, mesh width, number of meshes), physical property data (density, diffusion coefficient, sorption coefficient) ), Input data 1 consisting of waste conditions (initial concentration, distribution), a groundwater flow rate calculator 2 calculated from a flow equation based on the input data, and advection based on the input data and the groundwater flow rate A calculation unit 3 for calculating the concentration distribution calculated by the diffusion equation, a display device 4 for outputting the calculation result, and a magnetic disk device in which the input data 1 and the programs of the calculation unit 2 and the calculation unit 3 and the calculation result are stored. And a storage device 5 composed of
【００３５】入力データ１は、記憶装置５へのインタフ
ェースとして例えばキーボード等からなる入力を受付け
る入力手段によって入力され、記憶装置５に記憶される
ものとする。The input data 1 is assumed to be input by an input means such as a keyboard as an interface to the storage device 5 and to be stored in the storage device 5.
【００３６】上記構成要素の中、地下水流量の算出部２
が算出する地下水流量の算出方法と、濃度分布の算出部
３が算出する濃度分布の算出方法について説明する。Among the above components, the groundwater flow rate calculation unit 2
The method of calculating the groundwater flow rate calculated by the method and the method of calculating the concentration distribution calculated by the concentration distribution calculator 3 will be described.
【００３７】先ず、地下水流量の算出方法について説明
する。地下水流量は地下水の実流速Ｖｊｋとして捉える
が、出発点は以下に示す流動方程式である。First, a method of calculating the groundwater flow rate will be described. The groundwater flow rate is considered as the actual groundwater flow velocity Vjk , and the starting point is a flow equation shown below.
【数１】 (Equation 1)
【００３８】上式において、添字のｉは地下水中の成分
の１つを表し、ｊｋはメッシュの位置を示す。また、式
中の変数の意味は以下の通りである。 Ｓ：比貯留係数 ｈ：水頭ヘッド (m) ｔ：時間 (s) Ｋｊｋ：透水係数 (m/s) ｂ：帯水相の厚さ (m) Ｗ：単位面積あたりの体積流束として表される流体源の
フラックス (m/s)In the above equation, the subscript i represents one of the components in the groundwater, and jk represents the position of the mesh. The meanings of the variables in the expression are as follows. S: Specific storage coefficient h: Head head (m) t: Time (s) K jk : Permeability coefficient (m / s) b: Thickness of aquifer phase (m) W: Volume flux per unit area Fluid source flux (m / s)
【００３９】主題の地下水の実流速Ｖｊｋは、ダルシー
の法則により以下のように定義されている。The actual flow velocity V jk of the subject groundwater is defined by Darcy's law as follows:
【数２】 (Equation 2)
【００４０】上式において、εｊｋは実効空隙率であ
り、透水係数Ｋｊｋは、以下に示すKozeny-Carmenの式
に基づいて空隙率εｊｋによって評価することができ
る。In the above equation, ε jk is the effective porosity, and the permeability K jk can be evaluated by the porosity ε jk based on the Kozeny-Carmen equation shown below.
【数３】 ここで、 ρｊｋ：密度 (kg/m3) ｇ ：重力加速度 (m/s2) μ ：動粘性係数 (Pa s) Ｃｆ ：定数 である。(Equation 3) Here, ρ jk : density (kg / m 3 ) g: gravitational acceleration (m / s 2 ) μ: kinematic viscosity coefficient (Pa s) C f : constant.
【００４１】また、空隙率εｊｋ ｎのセメント溶解依存
性は（４）式により表わされる。空隙率εｊｋ ｎは、各
タイムステップｎにおける体積全体Ｖｊｋに占める空隙
部分の体積 （Ｖｖ ｎ）ｊｋの割合で表される。Further, the cement dissolution dependency of the porosity ε jk n is expressed by the following equation (4). Porosity epsilon jk n is represented by the ratio of the volume (V v n) jk air gap portions occupying the total volume of V jk at each time step n.
【数４】 (Equation 4)
【００４２】空隙部分（Ｖｖ ｎ）ｊｋの体積の時間変化
は、固相成分の溶解による体積減少分を空隙部分の体積
に加えることにより表される。The time variation of the volume of the void portion (V v n) jk is represented by adding a volume decrease due to the dissolution of the solid phase component to the volume of the gap portion.
【数５】 なお、 αｉ ：溶解時定数 Ｃｉ’：ｉ番目の物質の溶解平衡濃度 （kg/m3） Ｃｉ ：ｉ番目の物質の濃度 （kg/m3） ρｉ ：密度 （kg/m3） である。(Equation 5) Α i : dissolution time constant C i ′: dissolution equilibrium concentration of i-th substance (kg / m 3 ) C i : concentration of i-th substance (kg / m 3 ) ρ i : density (kg / m 3) ).
【００４３】次に、地下水中の特定物質の移流拡散によ
る濃度の分布Ｃｉ，ｊｋを求める方法について述べる。Next, a description will be given of a method for obtaining the concentration distribution Ci , jk of the concentration of a specific substance in groundwater due to advection diffusion.
【００４４】移流拡散方程式は、地中の物質の拡散と、
地下水の流れによる移動と、地中内の特に廃棄物からの
移行とからなる３つの事象のバランスにより構成されて
おり、以下に示すとおりの基礎方程式である。The advection-diffusion equation describes the diffusion of subsurface materials,
It consists of a balance of three events: movement by groundwater flow and migration from underground, especially from waste, and is a basic equation as shown below.
【数６】 (Equation 6)
【００４５】上式において、添字のｉは地下水中の成分
の１つを表し、ｊｋはメッシュの位置を示す。また、式
の中の変数の意味は以下のとおりである。 Ｃｉ：ｉ番目の物質の濃度 (kg/m3) Ｒｉ：遅延係数（retardation factor） Ｄｊｋ：拡散係数 (m2/s) αｉ：ｉ番目の物質の溶解時定数 (/s) Ｃ’ｉ：ｉ番目の物質の溶解平衡濃度 (kg/m3) εｊｋ：実効空隙率 Ｖｊｋ：地下水の実流速 （m/s） ｔ：時間 (s) である。In the above equation, the subscript i represents one of the components in the groundwater, and jk represents the position of the mesh. The meanings of the variables in the expression are as follows. C i : concentration of i-th substance (kg / m 3 ) R i : retardation factor D jk : diffusion coefficient (m 2 / s) α i : dissolution time constant of i-th substance (/ s) C ′ i : dissolution equilibrium concentration of the i-th substance (kg / m 3 ) ε jk : effective porosity V jk : actual flow velocity of groundwater (m / s) t: time (s).
【００４６】また、遅延係数Ｒｉは以下の式で表わされ
る。[0046] The delay coefficient R i is expressed by the following equation.
【数７】 (Equation 7)
【００４７】ここで、ρｂ：土壌の密度(kg/m3) Ｋｄ,ｉ：ｉ番目の物質の収着係数又は分配係数 である。Here, ρ b : density of soil (kg / m 3 ) K d, i : sorption coefficient or distribution coefficient of the i-th substance.
【００４８】式（６）においては、左辺は濃度の時間変
化を表す項であり、右辺第一項は拡散による濃度の時間
変化を表す項であり、右辺第二項は地下水の流れによる
物質の濃度の時間変化を表す項であり、右辺第三項は固
相の溶解により濃度の時間変化を表わす項である。In the equation (6), the left side is a term representing the time change of the concentration, the first term on the right side is a term representing the time change of the concentration due to diffusion, and the second term on the right side is a term of the substance due to the flow of the groundwater. The third term on the right-hand side is a term representing the change over time in the concentration due to the dissolution of the solid phase.
【００４９】以上述べたように、本実施の形態によれ
ば、地下水流量（実際には地下水の実流速Ｖｊｋ）およ
び濃度分布Ｃｉ，ｊｋを求めることができる。As described above, according to the present embodiment, the groundwater flow rate (actually, the actual velocity V jk of groundwater) and the concentration distribution C i, jk can be obtained.
【００５０】以下に、本実施の形態における構成要素の
作用について、さらに説明する。The operation of the components in the present embodiment will be further described below.
【００５１】地下水流量及び濃度分布の算出部２，３
は、ワークステーション等の電子計算機の中に構築さ
れ、前述の入力データは記憶装置５の中にファイルとし
て記憶されている。Calculation units 2 and 3 for groundwater flow rate and concentration distribution
Is built in a computer such as a workstation, and the input data described above is stored as a file in the storage device 5.
【００５２】地下水流量を扱う算出部２は、地中内の流
動特性を求めるに当り、多孔質体として透水係数を導入
し、ダルシーの法則により流動方程式を構築し、数値解
法として差分法を使用することによって演算処理を行
う。When calculating the underground flow characteristics, the calculation unit 2 that handles the flow rate of groundwater introduces the permeability as a porous body, constructs a flow equation according to Darcy's law, and uses a difference method as a numerical solution. To perform arithmetic processing.
【００５３】地下水流量を扱う算出の手順としては、入
力データ１を用いて、地下環境の水理条件（水頭圧、空
隙率）と計算条件（初期条件、境界条件、メッシュ幅、
メッシュ数）を入力して、地下水流量及び地下水流速の
分布を出力する。As a calculation procedure for treating the groundwater flow rate, the input data 1 is used to calculate the hydraulic conditions (head pressure, porosity) of the underground environment and the calculation conditions (initial conditions, boundary conditions, mesh width,
The number of meshes is input, and the distribution of groundwater flow rate and groundwater velocity is output.
【００５４】また、濃度分布を扱う算出部３は、地下水
流内の物質の吸着、地下水流による物質の移動、物質の
拡散により移流拡散方程式を構築し、数値解法として差
分法を使用することにより演算処理を行う。The calculation unit 3 for handling the concentration distribution constructs an advection-diffusion equation based on the adsorption of a substance in the groundwater flow, the movement of the substance by the groundwater flow, and the diffusion of the substance, and uses the difference method as a numerical solution. Perform arithmetic processing.
【００５５】濃度分布を扱う算出の手順としては、入力
データ１より、地下環境の水理条件（水頭圧、空隙率）
と計算条件（初期条件、境界条件、メッシュ幅、メッシ
ュ数）、物性データ（密度、拡散係数、収着係数）、廃
棄物条件（初期濃度、分布）と、演算部２より、地下水
流量及び地下水流速の分布を入力して、物質の濃度分布
を出力する。The calculation procedure for handling the concentration distribution is based on the input data 1 based on the hydraulic conditions (head pressure, porosity) of the underground environment.
And calculation conditions (initial conditions, boundary conditions, mesh width, number of meshes), physical property data (density, diffusion coefficient, sorption coefficient), waste conditions (initial concentration, distribution), The flow velocity distribution is input and the substance concentration distribution is output.
【００５６】表示装置４は、演算部３より出力された濃
度分布を、ディスプレイに表示する。オぺレータはこの
表示画面を見ながら、地下環境の特定物質のモニタリン
グを行う。The display device 4 displays the density distribution output from the calculation section 3 on a display. The operator monitors specific substances in the underground environment while watching the display screen.
【００５７】なお、上記の移流拡散方程式を解く場合の
入力手順をさらに詳細に示すと、図２のようになる。The input procedure for solving the advection-diffusion equation described above is shown in more detail in FIG.
【００５８】すなわち、ステップ１で、扱う物質の数ｉ
に数量Ｎを入力する。次に、ステップ２では、物質ごと
に分配係数Ｋｄ，ｉと溶解時定数αｉを入力し、ステッ
プ３では、対象とする領域の大きさを入力し、さらに矩
形（メッシュ）により細分化するときの一辺の長さを入
力し、ステップ４では、メッシュ毎に実効空隙率εｊ ｋ
と密度ρｊｋを入力する。That is, in step 1, the number i of substances to be treated
Enter the quantity N. Next, in step 2, a distribution coefficient K d, i and a dissolution time constant α i are inputted for each substance, and in step 3, a size of a target region is inputted, and further subdivided by a rectangle (mesh). enter the length of one side of the case, in step 4, the effective porosity epsilon j k in each mesh
And the density ρ jk are input.
【００５９】ステップ５では、メッシュ毎に遅延係数Ｒ
ｉ，ｊｋを計算する。In step 5, the delay coefficient R
Calculate i, jk .
【００６０】さらに、ステップ６では、メッシュ毎に、
ｉ番目の物質の初期濃度Ｃｉを入力し、ステップ７で、
扱う物質の数だけ、ステップ６を繰返す。Further, in step 6, for each mesh,
Input the initial concentration C i of the i-th substance, and in step 7,
Step 6 is repeated for the number of substances to be handled.
【００６１】ステップ８で、メッシュ毎に、ｉ番目の物
質の溶解平衡濃度Ｃ‘ ｉを入力し、ステップ９では、扱
う物質の数だけ、ステップ８を繰返す。[0061] In step 8, for each mesh, enter the i-th dissolution equilibrium concentration C 'i materials, in step 9, deals with the number of substances, repeats step 8.
【００６２】さらに、ステップ１０では、メッシュ毎
に、ｉ番目の物質の拡散係数Ｄｊｋを入力し、ステップ
１１では、扱う物質の数だけ、ステップ１０を繰返す。Further, in step 10, the diffusion coefficient Djk of the i-th substance is input for each mesh, and in step 11, step 10 is repeated for the number of substances to be handled.
【００６３】終りにステップ１２で、メッシュ毎に、地
下水流速Ｖｊｋを入力する。あるいは、地下水流の式を
使用して地下水流速Ｖｊｋを計算する。Finally, in step 12, the groundwater flow velocity Vjk is input for each mesh. Alternatively, the groundwater flow velocity Vjk is calculated using the groundwater flow equation.
【００６４】なお、括弧内の微分係数については、差分
法を用いて離散化して計算する。これらの入力作業を終
えると、濃度分布Ｃｉ，ｊｋが出力される。The differential coefficient in parentheses is calculated by discretization using the difference method. When these input operations are completed, the density distribution C i, jk is output.
【００６５】このように本実施の形態によれば、演算装
置内に適切にプログラミングされた流動方程式と移流拡
散方程式とによって、地下水量と特定物質の濃度分布と
を計算することができ、地中の特定物質漏洩の濃度分布
が提供できるので、この濃度分布を検出器の測定結果に
代用することによって、地中内に設置する検出器の削減
を図ることができる。As described above, according to the present embodiment, the amount of groundwater and the concentration distribution of a specific substance can be calculated by the flow equation and the advection diffusion equation appropriately programmed in the arithmetic unit. Can be provided, and by substituting this concentration distribution for the measurement result of the detector, the number of detectors installed underground can be reduced.
【００６６】本発明の第２の実施の形態を図３に示す。
本実施の形態は、第１の実施の形態において、特定物質
が放射性物質である場合の濃度分布を求める形態であ
る。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
This embodiment is a form in which the concentration distribution when the specific substance is a radioactive substance in the first embodiment is obtained.
【００６７】すなわち、本実施の形態は、対象とする地
下環境の水理条件（水頭圧、空隙率）、計算条件（初期
条件、境界条件、メッシュ幅、メッシュ数）、物性デー
タ（密度、拡散係数、収着係数）、廃棄物条件（初期濃
度、分布）からなる入力データ１と、放射性物質からな
る廃棄物の半減期を示す入力データ７と、この入力デー
タをもとに流動方程式から計算される地下水流量の算出
部２と、上記入力データと上記地下水流量をもとに移流
拡散方程式から濃度分布を計算する算出部３と、計算結
果が出力される表示装置４と、入力データ１、算出部２
及び算出部３のプログラムと計算結果が記憶されている
記憶装置５とから構成されている。That is, in the present embodiment, the hydraulic conditions (head pressure, porosity) of the target underground environment, calculation conditions (initial conditions, boundary conditions, mesh width, number of meshes), physical property data (density, diffusion) Coefficient, sorption coefficient), input data 1 consisting of waste conditions (initial concentration, distribution), input data 7 showing the half-life of waste consisting of radioactive materials, and a flow equation based on this input data A calculating unit 2 for calculating a groundwater flow rate, a calculating unit 3 for calculating a concentration distribution from the advection-diffusion equation based on the input data and the groundwater flow rate, a display device 4 for outputting a calculation result, and input data 1; Calculator 2
And a storage device 5 in which a program of the calculation unit 3 and a calculation result are stored.
【００６８】ここで、本実施の形態の構成要素である算
出部２において計算される地下水流量の流速と、同じく
算出部３において計算される濃度分布の算出方法につい
て説明する。Here, a method of calculating the flow rate of the groundwater flow rate calculated by the calculating unit 2 and the concentration distribution calculated by the calculating unit 3 which are components of the present embodiment will be described.
【００６９】先ず、地下水の流れの式は、第１の実施の
形態と同様に、式（１）によって表現されるので省略す
る。First, the equation for the flow of groundwater is omitted because it is expressed by equation (1), as in the first embodiment.
【００７０】次に、地下水中の物質の移流拡散による濃
度の変化とその分布は、地中の物質の拡散と、地下水の
流れによる移動と、地中内の廃棄物からの移行と、特に
放射性物質の場合は放射能の壊変による移行の計４つの
事象のバランスによる式から求まるものであり、この基
礎方程式は式（８）に示すとおりになる。Next, the change in concentration and its distribution due to advection and diffusion of substances in groundwater are described by the diffusion of substances in the ground, the movement by the flow of groundwater, the transfer from waste in the ground, and especially the radioactivity. In the case of a substance, it can be obtained from an equation based on the balance of a total of four events of transition due to decay of radioactivity, and this basic equation is as shown in equation (8).
【数８】 (Equation 8)
【００７１】上式において、添字のｉは地下水中の成分
の１つを表し、ｊｋはメッシュの位置を示す。また、式
中の変数の意味は以下のとおりである。 Ｃｉ：ｉ番目の物質の濃度 (kg/m3) Ｒｉ：遅延係数（retardation factor） Ｄｊｋ：拡散係数 (m2/s) αｉ：ｉ番目の物質の溶解時定数 (/s) Ｃ’ｉ：ｉ番目の物質の溶解平衡濃度 (kg/m3) εｊｋ：実効空隙率 λｉ：ｉ番目の物質の第一次崩壊定数 (/s) Ｖｊｋ：地下水の実流速 (m/s) ｔ：時間 (s) である。遅延係数Ｒｉは式（７）と同一の式で表され
る。In the above equation, the subscript i represents one of the components in the groundwater, and jk represents the position of the mesh. The meanings of the variables in the expression are as follows. C i : concentration of i-th substance (kg / m 3 ) R i : retardation factor D jk : diffusion coefficient (m 2 / s) α i : dissolution time constant of i-th substance (/ s) C ′ i : dissolution equilibrium concentration of i-th substance (kg / m 3 ) ε jk : effective porosity λ i : first-order decay constant of i-th substance (/ s) V jk : actual flow rate of groundwater (m / s) t: time (s). The delay coefficient Ri is expressed by the same equation as equation (7).
【００７２】式（８）において、左辺は濃度の時間変化
を表す項であり、右辺第一項は拡散による濃度の変化を
表す項であり、右辺第二項は地下水の流れによる物質の
濃度変化を表す項であり、右辺第三項は固相の溶解によ
り濃度の変化を表す項であり、さらに、右辺第四項は放
射性物質の壊変による濃度変化を表す項である。In equation (8), the left-hand side is a term representing a change in concentration over time, the first term on the right-hand side is a term representing a change in concentration due to diffusion, and the second term on the right-hand side is a change in concentration of a substance due to a flow of groundwater. The third term on the right side is a term representing a change in concentration due to dissolution of the solid phase, and the fourth term on the right side is a term representing a change in concentration due to decay of the radioactive substance.
【００７３】また、式（８）において、右辺第四項の放
射性物質の壊変に関わる操作を繰り返すことによって、
放射性物質の壊変によって生ずる娘核種の濃度分布を算
出することができる。In the equation (8), by repeating the operation related to the decay of the radioactive material in the fourth term on the right side,
The concentration distribution of daughter nuclides caused by the decay of radioactive materials can be calculated.
【００７４】以上のように本実施の形態によれば、演算
装置内に適切にプログラミングされた流動方程式と、放
射性壊変の項を含んだ移流拡散方程式とによって、地下
水量と放射性物質の濃度分布とをより精緻に計算するこ
とができる。したがって、地中内の漏洩放射性物質の濃
度分布が提供でき、これを検出器の測定結果に代用する
ことによって、地中内に設置する検出器を削減すること
ができる。As described above, according to the present embodiment, the flow rate of groundwater and the concentration distribution of radioactive material can be obtained by the flow equation appropriately programmed in the arithmetic unit and the advection-diffusion equation including the term of radioactive decay. Can be calculated more precisely. Therefore, it is possible to provide the concentration distribution of the leaked radioactive substance in the ground, and to substitute the result for the measurement result of the detector, it is possible to reduce the number of detectors installed in the ground.
【００７５】また、本実施の形態では、放射性物質の濃
度分布を算出する際に、地下水流内の放射性物質の放射
能強度を検出器によって検出する手段を追設してもよ
い。これにより、測定された放射能強度から放射性物質
濃度を換算によって求め、この検出に基づく放射性物質
濃度と、上述の方法により算出されて求められる放射性
物質濃度とを比較して、濃度分布の精度を補正すること
ができ、補正によって測定精度をより高めることができ
る。なお、この場合の補正の方法としては、例えば、測
定値と算出値の偏差を比例補正する方法や、算出条件と
しての係数を補正する方法等がある。In the present embodiment, when calculating the concentration distribution of the radioactive substance, means for detecting the radioactivity intensity of the radioactive substance in the groundwater flow by a detector may be additionally provided. Thus, the radioactive substance concentration is determined from the measured radioactivity intensity by conversion, and the radioactive substance concentration based on this detection is compared with the radioactive substance concentration calculated and calculated by the above-described method, thereby obtaining the accuracy of the concentration distribution. Correction can be performed, and the measurement accuracy can be further improved by the correction. As a correction method in this case, for example, there is a method of proportionally correcting the deviation between the measured value and the calculated value, a method of correcting a coefficient as a calculation condition, and the like.
【００７６】本発明の第３の実施の形態を図４に示す。
本実施の形態は、地中内に人工バリア材が用いられてい
る場合に、人工バリア材の主成分の地下水流への溶出を
考慮したものである。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
In the present embodiment, when an artificial barrier material is used in the ground, elution of a main component of the artificial barrier material into the groundwater flow is considered.
【００７７】本実施の形態の構成は、入力データ１と、
地中のコンクリート（セメント）より流出する水の流量
を算出する算出部６と、上記入力データ１とセメントよ
り流出する水の流量を入力して、流動方程式によって地
下水流量を算出する算出部２と、上記入力データ１と上
記地下水流量を入力して、移流拡散方程式によって濃度
分布を算出する算出部３と、計算結果が出力されて濃度
分布を表示する表示装置４と、入力データ１及び算出部
６、２及び３のプログラムと計算結果が記憶される記憶
装置５からなっている。The configuration of the present embodiment is such that input data 1
A calculating unit 6 for calculating a flow rate of water flowing out of underground concrete (cement); a calculating unit 2 for inputting the input data 1 and the flow rate of water flowing out of the cement to calculate a groundwater flow rate by a flow equation; A calculation unit 3 for inputting the input data 1 and the groundwater flow rate to calculate a concentration distribution by an advection-diffusion equation, a display device 4 for outputting a calculation result and displaying the concentration distribution, an input data 1 and a calculation unit The storage device 5 stores programs 6, 6, and 3 and calculation results.
【００７８】このように構成された本実施の形態におい
て、夫々の構成要素の作用を説明する。The operation of each component in the present embodiment having the above-described configuration will be described.
【００７９】先ず、セメントより流出する水の流量算出
部６は、以下に述べるとおり、セメントからの水流量を
算出する。First, the flow rate calculator 6 for water flowing out of the cement calculates the flow rate of water from the cement as described below.
【００８０】すなわち、算出部６では、ステップ１で、
セメント中の主成分に含まれるカルシウムとシリコンの
元素のモル比（Ｃａ/Ｓｉ比）を算出し、ステップ２で
は、この比から酸化カルシウム及び酸化シリコンの地下
水への平衡溶解濃度を、例えば、Ｂｅｒｎｅｒ, Ｕ．
Ｒ．, Ｗａｓｔｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ, Ｖｏｌ. １
２, ｐｐ. ２０１−２９１,１９９２に記載されている
セメントのカルシウム・シリコン水和物（ＣＳＨゲル）
中のＣａ/Ｓｉ比と平衡溶解度の関係式から算出し、ス
テップ３では、平衡溶解度から地下水中への溶出量を算
出し、ステップ４では、溶出量をセメント中の体積減少
量として空隙率を計算し、その空隙率から、前出のKoze
ny-Carmenの式を使って透水係数を算出し、ステップ５
では、前記透水係数を入力して、流動方程式によってセ
メントからの地下水の流量を算出する。That is, in the calculation unit 6, in step 1,
The molar ratio (Ca / Si ratio) of calcium and silicon elements contained in the main component in the cement is calculated. In step 2, the equilibrium dissolved concentrations of calcium oxide and silicon oxide in groundwater are calculated from this ratio, for example, Berner. , U.S.
R. , Waste Management, Vol. 1
2, pp. 201-291, 1992, calcium-silicon hydrate (CSH gel) of cement
Calculated from the relational expression between the Ca / Si ratio and the equilibrium solubility in step 3. In step 3, the amount of elution into groundwater is calculated from the equilibrium solubility. Calculated, and from the porosity, Koze
Calculate the hydraulic conductivity using the ny-Carmen equation and go to Step 5
Then, the flow coefficient is input and the flow rate of groundwater from cement is calculated by a flow equation.
【００８１】次に、演算部２は、前記セメントからの地
下水流量と、入力データ１による地下環境の水理条件
（水頭圧、空隙率）、計算条件（初期条件、境界条件、
メッシュ幅、メッシュ数）、物性データ（密度、拡散係
数、収着係数）、廃棄物条件（初期濃度、分布）とによ
って、地下水流量及び地下水流速の分布を算出する。Next, the calculation unit 2 calculates the groundwater flow rate from the cement, the hydraulic conditions (head pressure, porosity) of the underground environment based on the input data 1, and the calculation conditions (initial conditions, boundary conditions,
The distribution of groundwater flow rate and groundwater flow velocity is calculated based on the mesh width, the number of meshes, physical property data (density, diffusion coefficient, sorption coefficient), and waste conditions (initial concentration, distribution).
【００８２】また次に、演算部３は、この地下水流量及
び地下水流速の分布を入力して、物質の濃度分布を出力
する。Next, the arithmetic unit 3 inputs the distribution of the groundwater flow rate and the groundwater flow velocity, and outputs a substance concentration distribution.
【００８３】さらに、表示装置４は、演算部３より出力
された濃度分布を、例えばディスプレイに表示する。オ
ペレータは表示装置４に表示された濃度分布を見なが
ら、地下環境の物質のモニタリングを行う。Further, the display device 4 displays the density distribution output from the calculation unit 3 on, for example, a display. The operator monitors the substance in the underground environment while watching the concentration distribution displayed on the display device 4.
【００８４】このように、本実施の形態によれば、演算
装置内に適切に容易されたプログラムに人工バリア材で
あるセメントの主成分の溶解量を入力して、流動方程式
によってセメントからの地下水流量が算出され、この地
下水流量を入力とするもう一つの流動方程式と移流拡散
方程式により、地下水量と物質の濃度分布を計算するこ
とができる。したがって、地中内に人工バリア材が用い
られている場合においても、地中内の漏洩量の濃度分布
が提供でき、この濃度分布を用いて検出器の測定結果の
代行をすることにより、地中内に設置する検出器を削減
することができる。As described above, according to the present embodiment, the amount of dissolution of the main component of cement, which is an artificial barrier material, is input to a program, which is appropriately facilitated, in the arithmetic unit, and groundwater from cement is flowed by the flow equation. The flow rate is calculated, and the groundwater flow rate and the concentration distribution of the substance can be calculated by another flow equation and advection diffusion equation using the groundwater flow rate as an input. Therefore, even when the artificial barrier material is used in the ground, the concentration distribution of the amount of leakage in the ground can be provided, and by using this concentration distribution, the measurement result of the detector can be substituted, The number of detectors installed in the inside can be reduced.
【００８５】また、本実施の形態では、濃度分布の算出
結果を用いて、地下水中での人工バリア材の化学形態の
変化を評価する手段を新たに追設してもよい。この場合
は、例えばコンクリート（セメント）の場合、その主成
分であるＣａＯやＳｉＯ２が水と反応し、イオンまたは
液体となって溶解するが、化学形態の変化すなわち溶解
の進行度合を評価することで、人工バリア材の健全性あ
るいは耐久程度を評価することができる。In the present embodiment, a means for evaluating a change in the chemical form of the artificial barrier material in groundwater using the calculation result of the concentration distribution may be additionally provided. In this case, for example, in the case of concrete (cement), it CaO and SiO 2 which is a main component to react with water, dissolves as ions or liquid, to assess the progress of change i.e. dissolution chemical forms Thus, the soundness or durability of the artificial barrier material can be evaluated.
【００８６】[0086]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の環境モニ
タリング装置によれば、演算装置内に適切にプログラミ
ングされた流動方程式と移流拡散方程式により地中内に
ある特定物質の漏洩量の濃度分布が提供できるので、こ
の濃度分布を用いて検出器の測定結果を代行することに
より、地中内に設置する検出器を削減することができ
る。As described above, according to the environmental monitoring apparatus of the present invention, the concentration distribution of the leakage amount of a specific substance in the ground is obtained by the flow equation and the advection diffusion equation appropriately programmed in the arithmetic unit. Can be provided, and the measurement results of the detectors can be substituted for using the concentration distribution, whereby the number of detectors installed in the ground can be reduced.
【００８７】また、検出器の埋設や修理の手間を省くこ
とができ、水みち（水脈）の発生を回避して精度の良い
測定を行うことができる。In addition, labor for embedding and repairing the detector can be omitted, and accurate measurement can be performed while avoiding the occurrence of water channels (water veins).
【図１】本発明による環境モニタリング装置の動作を示
すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing an operation of an environment monitoring device according to the present invention.
【図２】式（６）への入力から濃度分布の出力までのフ
ローチャートである。FIG. 2 is a flowchart from input to equation (6) to output of a density distribution.
【図３】放射性物質の壊変を考慮した環境モニタリング
装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the environment monitoring device in consideration of decay of a radioactive substance.
【図４】コンクリートの溶解を考慮した環境モニタリン
グ装置の動作を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the environment monitoring device in consideration of the melting of concrete.
【図５】従来のモニタリング装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional monitoring device.
１…入力データ、２…地下水流量の演算部、３…濃度分
布の演算部、４…表示装置、５…磁気ディスク装置、６
…セメントからの流量算出部、７…半減期の入力デー
タ、１０１…廃棄物、１０２…廃棄物処理施設、１０３
…検出器、１０４…信号線、１０５…建物、１０６…地
表面、１０７…表示器DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input data, 2 ... Calculation part of groundwater flow rate, 3 ... Calculation part of concentration distribution, 4 ... Display device, 5 ... Magnetic disk device, 6
... Calculation unit from cement, 7 ... Input data of half-life, 101 ... Waste, 102 ... Waste treatment facility, 103
... Detector, 104 ... Signal line, 105 ... Building, 106 ... Ground surface, 107 ... Display
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０２Ｆ 1/00 Ｇ２１Ｆ 9/36 ５４１Ｚ Ｇ２１Ｆ 9/34 Ｂ０９Ｂ 5/00 ＺＡＢＭ 9/36 ５４１ Ｌ Ｔ (72)発明者 金子 昌章 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 Ｆターム(参考） 2G067 AA48 CC01 CC15 2G088 EE10 EE13 EE23 EE25 FF04 FF05 FF18 HH09 JJ01 KK24 KK27 KK33 KK35 LL28 MM01 MM04 4D004 AA41 AA46 AA50 AB05 AB09 BB04 BB06 CB50 DA01 DA04 DA16 DA17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // C02F 1/00 G21F 9/36 541Z G21F 9/34 B09B 5/00 ZABM 9/36 541 LT ( 72) Inventor Masaaki Kaneko 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture F-term in the Toshiba Hamakawasaki Plant (reference) MM04 4D004 AA41 AA46 AA50 AB05 AB09 BB04 BB06 CB50 DA01 DA04 DA16 DA17
Claims (10)
への浸透とによって移動する状況を監視し、環境への影
響を評価する環境モニタリング装置において、 入力データの入力を受付ける入力手段と、 地下水流量を流動方程式によって算出する地下水流量算
出手段と、 前記特定物質の濃度分布を移流拡散方程式によって算出
する濃度分布算出手段と、 前記濃度分布を表示する濃度分布表示手段と、 前記入力手段、前記地下水流量算出手段及び前記濃度分
布算出手段の結果を保存する記憶装置とを有することを
特徴とする環境モニタリング装置。An input means for receiving input of input data in an environmental monitoring apparatus for monitoring a situation in which a specific substance in the ground moves due to groundwater flow and rainwater infiltration into the ground, and evaluating an influence on an environment. Groundwater flow rate calculating means for calculating a groundwater flow rate by a flow equation; concentration distribution calculating means for calculating a concentration distribution of the specific substance by an advection-diffusion equation; concentration distribution display means for displaying the concentration distribution; and the input means. And a storage device for storing the results of the groundwater flow rate calculation means and the concentration distribution calculation means.
化学物質であることを特徴とする請求項１記載の環境モ
ニタリング装置。2. The environmental monitoring apparatus according to claim 1, wherein at least one of the specific substances is a harmful chemical substance.
に、トレーサを地下水流中に注入して、前記地下水流内
で前記トレーサの濃度を検出器によって測定し、測定さ
れた濃度と検出器の設置地点における算出された濃度と
を比較して、濃度分布の精度を補正する濃度分布精度補
正手段をさらに有することを特徴とする請求項１又は請
求項２記載の環境モニタリング装置。3. When calculating the concentration distribution of the specific substance, a tracer is injected into a groundwater flow, and the concentration of the tracer is measured in the groundwater flow by a detector. The environmental monitoring device according to claim 1 or 2, further comprising a concentration distribution accuracy correction unit that compares the calculated concentration at the installation point with the concentration and corrects the concentration distribution accuracy.
あることを特徴とする請求項３記載の環境モニタリング
装置。4. The environment monitoring apparatus according to claim 3, wherein said tracer is iodine or cesium.
物質であり、前記放射性物質の濃度分布を算出する放射
性物質濃度分布算出手段をさらに有することを特徴とす
る請求項１記載の環境モニタリング装置。5. The environment monitoring apparatus according to claim 1, wherein at least one of said specific substances is a radioactive substance, and further comprising a radioactive substance concentration distribution calculating means for calculating a concentration distribution of said radioactive substance.
に、放射性物質の壊変により生ずる娘核種の濃度分布も
合わせて評価する娘核種濃度分布評価手段をさらに有す
ることを特徴とする請求項５記載の環境モニタリング装
置。6. A daughter nuclide concentration distribution evaluation means for evaluating the concentration distribution of a daughter nuclide generated by decay of the radioactive substance when calculating the concentration distribution of the radioactive substance. Environmental monitoring device as described.
に、地下水流内で放射性物質の放射能強度を検出器によ
って測定し、測定された放射能強度から換算され求めら
れた放射性物質濃度と前記検出器の設置地点における算
出された放射性物質濃度とを比較して、濃度分布の精度
を補正する放射性物質濃度分布精度補正手段をさらに有
することを特徴とする請求項５記載の環境モニタリング
装置。7. When calculating the concentration distribution of the radioactive substance, the radioactivity intensity of the radioactive substance in the groundwater flow is measured by a detector, and the radioactive substance concentration obtained by conversion from the measured radioactivity intensity is calculated. 6. The environment monitoring apparatus according to claim 5, further comprising a radioactive substance concentration distribution accuracy correction means for comparing the calculated radioactive substance concentration at the installation location of the detector and correcting the accuracy of the concentration distribution.
の主成分が地下水流に溶出する状況を算出する際に、人
工バリア材内の地下水流量を流動方程式によって算出す
る人工バリア材内地下水流量算出手段をさらに有するこ
とを特徴とする請求項５記載の環境モニタリング装置。8. When calculating the situation where the main component of the artificial barrier material in which the radioactive substance is buried is eluted into the groundwater flow, the groundwater flow rate in the artificial barrier material is calculated by the flow equation of the groundwater in the artificial barrier material. The environment monitoring device according to claim 5, further comprising a unit.
主成分が、酸化カルシウム及び酸化シリコンであること
を特徴とする請求項８記載の環境モニタリング装置。9. The environment monitoring device according to claim 8, wherein the main component of the concrete as the artificial barrier material is calcium oxide and silicon oxide.
を用いて、地下水流中での人工バリア材の化学形態の変
化を評価する化学形態変化評価手段をさらに有すること
を特徴とする請求項１記載の環境モニタリング装置。10. The method according to claim 1, further comprising a chemical form change evaluating means for evaluating a change in a chemical form of the engineered barrier material in the groundwater flow using a result of the calculation by the concentration distribution calculating means. Environmental monitoring equipment.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001134293A JP2002328065A (en) | 2001-05-01 | 2001-05-01 | Environment monitoring apparatus |
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|---|---|
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