JP2023064246A - Control method, reinforcement method, purification method, construction, and method of repairing construction - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、地中や地表の水を制御する技術に関する。 The present disclosure relates to technology for controlling water in the ground and on the surface.
地下水が原因となって公害や災害などが発生することがある。例えば、産業廃棄物処分場や放射性廃棄物処分場などから漏出した有害物質が地下水に混入すると、地下水が流れ込む川、湖、海、周辺地域の土壌などが有害物質で汚染されうる(例えば、非特許文献1参照)。また、地下水が浸透することにより地盤が緩んで土砂災害が発生したり、堤防などの建造物が破損したりする場合がある。 Pollution and disasters may occur due to groundwater. For example, when toxic substances leaked from industrial waste disposal sites or radioactive waste disposal sites are mixed with groundwater, rivers, lakes, seas, and surrounding soils can be contaminated with toxic substances. See Patent Document 1). In addition, the infiltration of groundwater may loosen the ground and cause landslide disasters, or damage structures such as embankments.
地下水を遮水するために地中に遮水壁を設置するには、多大な工期と工費を要する。より簡易な手法で効果的に地下水を制御する技術が求められる。 Installation of impermeable walls in the ground to impermeable groundwater requires a great amount of construction time and cost. There is a demand for a technology that effectively controls groundwater with a simpler method.
本開示は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、地中や地表の水を適切に制御する技術を提供することである。 The present disclosure has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a technology for appropriately controlling water in the ground and on the surface of the ground.
上記課題を解決するために、本開示のある態様の制御方法は、地中及び地表の少なくとも一方に水が存在する領域に、難溶性塩を構成する陽イオンを生成可能な第1の化合物、及び、難溶性塩を構成する陰イオンを生成可能な第2の化合物の少なくとも一方を含むイオン供給材を設けるステップと、イオン供給材の周囲において難溶性塩が析出することにより、水の流量、流向、及び滞留量の少なくとも1つが変更されるステップと、を備える。 In order to solve the above problems, a control method according to one aspect of the present disclosure includes a first compound capable of generating cations that constitute a sparingly soluble salt in a region where water exists in at least one of the ground and the surface of the ground; and a step of providing an ion supply material containing at least one of the second compounds capable of generating anions constituting the sparingly soluble salt; and C. at least one of flow direction and retention volume is changed.
本開示の別の態様は、補強方法である。この方法は、地中及び地表の少なくとも一方に、難溶性塩を構成する陽イオンを生成可能な第1の化合物、及び、難溶性塩を構成する陰イオンを生成可能な第2の化合物の少なくとも一方を含むイオン供給材を設けるステップと、イオン供給材の周囲において難溶性塩が析出することにより、地中及び地表の少なくとも一方が補強されるステップと、を備える。 Another aspect of the present disclosure is a reinforcement method. In this method, at least one of a first compound capable of generating cations constituting a sparingly soluble salt and a second compound capable of generating anions constituting a sparingly soluble salt is placed on at least one of the ground and the surface. providing an ion donor containing one; and reinforcing at least one of the ground and the ground surface by precipitating a sparingly soluble salt around the ion donor.
本開示のさらに別の態様は、浄化方法である。この方法は、地中及び地表の少なくとも一方に、難溶性塩を構成する陽イオンを生成可能な第1の化合物、及び、難溶性塩を構成する陰イオンを生成可能な第2の化合物の少なくとも一方を含むイオン供給材を設けるステップと、イオン供給材の周囲に存在する有害なイオンが陽イオン又は陰イオンと難溶性塩を生成して析出することにより、有害なイオンが低減されるステップと、を備える。 Yet another aspect of the present disclosure is a purification method. In this method, at least one of a first compound capable of generating cations constituting a sparingly soluble salt and a second compound capable of generating anions constituting a sparingly soluble salt is placed on at least one of the ground and the surface. a step of providing an ion supply material containing one; and a step of reducing harmful ions by forming and precipitating harmful ions present around the ion supply material together with cations or anions to form sparingly soluble salts. , provided.
本開示のさらに別の態様は、工作物である。この工作物は、地中及び地表の少なくとも一方に水が存在する領域に存在し、難溶性塩を構成する陽イオンを生成可能な第1の化合物、及び、難溶性塩を構成する陰イオンを生成可能な第2の化合物の少なくとも一方を含むイオン供給材と、イオン供給材の周囲に存在する難溶性塩と、を備える。 Yet another aspect of the disclosure is a workpiece. The workpiece is present in a region where water exists in at least one of the ground and the surface of the ground, and contains a first compound capable of generating cations that form the sparingly soluble salt and anions that form the sparingly soluble salt. An ion donor containing at least one of the producible second compounds, and a sparingly soluble salt existing around the ion donor.
本開示の更に別の態様は、工作物の修復方法である。この方法は、上記の工作物の難溶性塩の近傍に、イオン供給材を追加するステップを備える。 Yet another aspect of the present disclosure is a method of repairing a workpiece. The method comprises adding an ion donor in the vicinity of the refractory salt of the workpiece.
本開示の更に別の態様は、工作物の修復方法である。この方法は、上記の工作物の孔の近傍に新たな孔を設けるステップと、新たな孔の内部に、イオン供給材を設けるステップと、を備える。 Yet another aspect of the present disclosure is a method of repairing a workpiece. The method comprises the steps of providing a new hole proximate the hole in the workpiece and providing an ion source within the new hole.
本開示によれば、地中や地表の水を適切に制御することができる。 According to the present disclosure, it is possible to appropriately control water in the ground and on the surface.
本開示において、地中や地表に存在する水の流量、流向、滞留量などを制御する技術について説明する。本開示の実施の形態に係る制御方法では、地中及び地表の少なくとも一方に水が存在する領域に、難溶性塩を構成する陽イオンを生成可能な第1の化合物、及び、難溶性塩を構成する陰イオンを生成可能な第2の化合物の少なくとも一方を含むイオン供給材を設ける。イオン供給材の周囲において難溶性塩が析出することにより、水の流量、流向、及び滞留量の少なくとも1つが変更される。 In the present disclosure, techniques for controlling the flow rate, flow direction, retention volume, etc. of water existing underground or on the surface of the earth will be described. In the control method according to the embodiment of the present disclosure, a first compound capable of generating cations constituting a sparingly soluble salt and a sparingly soluble salt are added to a region where water exists in at least one of the ground and the surface of the ground. An ion source is provided that includes at least one of the second compounds capable of producing constituent anions. At least one of the flow rate, flow direction, and retention amount of water is changed by precipitation of the sparingly soluble salt around the ion supply material.
本開示の制御方法により制御可能な水は、地中や地表に存在する水全般であり、海水と淡水を問わない。本開示の制御方法により、河川、池、湖沼、水路、海、運河などから地中に浸透した水や、降雨、台風、竜巻、河川の氾濫などにより地表に大量に発生した水が地中に浸透した水や、河川、池、湖沼、水路、海、運河などに存在する水や、降雨、台風、竜巻、河川の氾濫などにより地表に大量に発生した水などを制御することができる。 Water that can be controlled by the control method of the present disclosure is all water that exists underground or on the surface of the earth, regardless of whether it is seawater or freshwater. According to the control method of the present disclosure, water infiltrated into the ground from rivers, ponds, lakes, waterways, seas, canals, etc., and water generated in large amounts on the ground surface due to rainfall, typhoons, tornadoes, flooding of rivers, etc. It is possible to control infiltrated water, water existing in rivers, ponds, lakes, waterways, seas, canals, etc., and water generated in large amounts on the ground surface due to rainfall, typhoons, tornadoes, flooding of rivers, etc.
地中に存在する地下水や浸透水などを制御する場合は、イオン供給材は、土壌、地盤、岩盤、海底などの地中に設けられてもよい。地表に存在する河川水や海水などを制御する場合は、イオン供給材は、河川水や海水などに接する地表や地中に設けられてもよい。後述するように、イオン供給材から供給されたイオンが周囲に拡散して難溶性塩を析出するので、イオン供給材は、イオン供給材から供給されたイオンが周囲に拡散可能である場所に設けられることが望ましい。 When controlling groundwater, seepage water, and the like existing in the ground, the ion supply material may be provided in the ground such as soil, ground, bedrock, seabed, and the like. When controlling river water, seawater, etc. existing on the ground surface, the ion supply material may be provided on the ground surface or in the ground that is in contact with river water, seawater, or the like. As will be described later, the ions supplied from the ion supply material diffuse into the surroundings and deposit a sparingly soluble salt. It is desirable that
図1は、本開示の工作物の実施の形態に係る地下水制御設備の構成を概略的に示す。地下水2が存在する領域に存在する産業廃棄物処分場や放射性廃棄物処分場などの施設1から有害物質が漏出した場合、漏出した有害物質が地下水2に混入しうる。本実施の形態では、有害物質が混入した地下水2の河川、湖沼、海、汚染を避けるべき地域などへの流入を低減させるために、地下水制御設備3がそれらの領域の上流側に設けられる。
FIG. 1 schematically shows the configuration of a groundwater control system according to an embodiment of a work piece of the present disclosure. When a hazardous substance leaks from a facility 1 such as an industrial waste disposal site or a radioactive waste disposal site located in an area where
地下水制御設備3は、地下水2が存在する領域に設けられたボーリング孔4と、ボーリング孔4の内部に設けられたイオン供給材5と、イオン供給材5から供給されたイオンにより生成された難溶性塩6とを備える。イオン供給材5は、難溶性塩6を構成する陽イオンを生成可能な第1の化合物、及び、難溶性塩6を構成する陰イオンを生成可能な第2の化合物の少なくとも一方を含む。ボーリング孔4の内部及び周囲において、イオン供給材5から供給されたイオンから難溶性塩6が析出することにより、ボーリング孔4の内部及び周囲において、地下水2の流路の少なくとも一部が閉塞され、地下水2の下流域への流量が低減される。
The
図1の例では、複数のボーリング孔4が短い間隔で設けられ、隣接するボーリング孔4の間に析出した難溶性塩6の少なくとも一部が一体化して、地下水制御設備3が壁を形成する。これにより、地下水2の下流域への流量がより一層低減される。壁により流れが妨げられた地下水の一部は上流側に滞留し、一部は壁の外側に回り込んで流れる。したがって、地下水制御設備3の内側では、難溶性塩6が複数のボーリング孔4にわたって形成されることに伴い地下水2の流量が減少し、外側では地下水2の流量が地下水制御設備3内側の減少分増大する。また、壁を含む地下水制御設備3の上流側では地下水2の滞留量が増大し、下流側では地下水2の滞留量が減少する。地下水制御設備3により堰き止められた地下水2は、汲み上げられて有害物質を処理するための処理施設などに運搬されてもよいし、処理施設がある場所の方へ流れるように誘導されてもよい。
In the example of FIG. 1, a plurality of
イオン供給材5に第1の化合物が含まれる場合は第1の化合物から難溶性塩を構成する陽イオンが、イオン供給材5に第2の化合物が含まれる場合は第2の化合物から難溶性塩を構成する陰イオンが、それぞれ溶出する。イオン供給材5に第1の化合物及び第2の化合物の双方が含まれる場合は、溶出した陽イオンと陰イオンから難溶性塩が生成される。イオン供給材5に第1の化合物が含まれる場合は、溶出した陽イオンと周囲の地下水などに含まれる陰イオンから難溶性塩が生成される。イオン供給材5に第2の化合物が含まれる場合は、溶出した陰イオンと周囲の地下水などに含まれる陽イオンから難溶性塩が生成される。
When the
イオン供給材5から供給されたイオンは、ボーリング孔4の周囲の岩盤や地層などにある空隙や亀裂などにも拡散するので、ボーリング孔4の周囲の空隙や亀裂の中でも難溶性塩6が形成される。これにより、ボーリング孔4の内部だけでなく、ボーリング孔4の周囲の空隙も難溶性塩6で閉塞することができる。図1に示すように、複数のボーリング孔4を設け、隣接するボーリング孔4の間にある空隙を難溶性塩6で閉塞すれば、複数のボーリング孔4を含む面を実質的に遮水壁として機能させることができる。これにより、地中に遮水壁を設置する場合よりも大幅に工期や工費を抑えつつ、地下水2の流量、流速、流向、滞留量などを効果的に制御することができる。
The ions supplied from the
イオン供給材5から供給されたイオンは、そのイオンの濃度勾配によって拡散していくが、通常、ボーリング孔4の周囲に元々存在していたそのイオンの濃度は低いので、外力などを与えなくてもボーリング孔4の周囲の岩盤にある空隙や亀裂まで容易にそのイオンを拡散させることができる。また、水に溶解した状態でイオンが拡散していくので、地下深部であっても間隙水圧に関係なく原子・分子レベルの極めて微小な空隙や亀裂などにも容易にイオンを拡散させ、そこで難溶性塩6を形成して閉塞することができるので、より確実にボーリング孔4の内部や周囲において地下水2の流れを遮ることができる。
The ions supplied from the
ボーリング孔4の周囲に形成される難溶性塩6の反応縁の幅L(cm)と、反応縁が形成される速度V(cm/s)と、地層におけるイオンの拡散係数D(cm2/s)の間には、D=VLという関係が成立する。例えば、複数のボーリング孔4を20cm間隔で設ける場合、それぞれのボーリング孔4からイオンの拡散と難溶性塩の析出が進み、反応縁の幅が概ね10cmになると、隣接するボーリング孔4からの反応縁同士が重なる。ボーリング孔4の周囲におけるイオンの拡散係数Dが10-5~-6cm2/sであるとすると、隣接するボーリング孔4からの反応縁同士が重なるまでに、およそ数ヶ月から1年程度かかることになる。複数のボーリング孔4の間隔や配置パターンは、ボーリング孔4の周囲におけるイオンの拡散係数、透水係数、地下水2の流量や流速、隣接するボーリング孔4の間の空隙を閉塞するまでの期間、地下水制御設備3が設けられる目的などに応じて設計されてもよい。
The width L (cm) of the reaction edge of the sparingly
難溶性塩は、ボーリング孔4が設けられる場所における水に対する溶解度が十分に低く、化学的に安定で、周囲の自然環境を汚染しないものであればよく、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸鉄(II)(菱鉄鉱、シデライト)などの炭酸塩や、炭酸カルシウムマグネシウム(CaMg(CO3)2、苦灰石、ドロマイト)などの複塩や、硫酸カルシウムなどの硫酸塩などであってもよい。難溶性塩は、ボーリング孔4が設けられる場所に応じて適宜選択されてもよい。例えば、炭酸カルシウムは、二酸化炭素との化学反応により、水に対する溶解度が比較的高い炭酸水素カルシウムに変化しうるので、二酸化炭素の濃度が比較的高い環境にボーリング孔4を設ける場合には、炭酸カルシウム以外の難溶性塩を形成するイオンを供給するイオン供給材5がボーリング孔4に設けられてもよい。また、炭酸カルシウムは、酸との化学反応により溶解しうるので、pHが比較的低い環境に構造材を配設する場合には、水酸化物や酸化物が水に対して難溶である鉄(III)イオンなどのイオンを供給するイオン供給材5がボーリング孔4に設けられてもよい。これにより、ボーリング孔4の周囲に存在する酸によってボーリング孔4の内部や周囲の炭酸カルシウムが溶解したとしても、炭酸カルシウムにより酸が中和されてpHが上昇し、難溶性の水酸化物や酸化物が沈殿するので、沈殿した水酸化物や酸化物によりボーリング孔4の内部や周囲の空隙を閉塞することができる。難溶性の水酸化物や酸化物を形成するためのイオンは、例えば、鉄(III)イオン、アルミニウムイオン、銅(II)イオン、亜鉛イオン、マンガンイオンなどであってもよい。
The sparingly soluble salt may have sufficiently low solubility in water at the location where the
難溶性塩として炭酸カルシウムを析出させる場合、カルシウムと同じアルカリ土類金属でありカルシウムと化学的性質が類似するストロンチウムが、炭酸カルシウムに取り込まれる。これにより、地下水2にストロンチウムの放射性同位体が含まれる場合であっても、炭酸カルシウムとともに析出させることができるので、地下水2からストロンチウムの放射性同位体を除去することができる。また、その他の放射性物質を難溶性塩6と共沈させたり、難溶性塩6に吸着させたりして固定化することにより、放射性物質を含む汚染水の拡散を抑止するだけでなく、汚染水や地中又は地表を浄化することができる。
When calcium carbonate is deposited as a sparingly soluble salt, strontium, which is an alkaline earth metal like calcium and has similar chemical properties to calcium, is incorporated into calcium carbonate. As a result, even if the
難溶性塩として炭酸カルシウムを析出させる場合、第1の化合物は、カルシウムイオンを生成可能であり、イオン供給材が配設される環境の温度における水に対する溶解度が十分に高く、周囲の自然環境を汚染しないものであればよい。第1の化合物は、例えば、塩化カルシウム(CaCl2)、硝酸カルシウム(Ca(NO3)2)、炭酸水素カルシウム(Ca(HCO3)2)、酸化カルシウム(CaO)などであってもよい。 When calcium carbonate is precipitated as the sparingly soluble salt, the first compound is capable of generating calcium ions, has sufficiently high solubility in water at the temperature of the environment in which the ion supply material is provided, and can be used in the surrounding natural environment. Any material that does not contaminate is acceptable. The first compound may be, for example, calcium chloride (CaCl 2 ), calcium nitrate (Ca(NO 3 ) 2 ), calcium bicarbonate (Ca(HCO 3 ) 2 ), calcium oxide (CaO), and the like.
難溶性塩として炭酸カルシウムを析出させる場合、第2の化合物は、炭酸イオン及び炭酸水素イオンのうち少なくとも一方を生成可能であり、イオン供給材が配設される環境の温度における水に対する溶解度が十分に高く、周囲の自然環境を汚染しないものであればよい。第2の化合物は、例えば、炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)、炭酸水素カリウム(KHCO3)、炭酸水素アンモニウム(NH4HCO3)などであってもよい。 When calcium carbonate is precipitated as the sparingly soluble salt, the second compound is capable of producing at least one of carbonate ions and hydrogen carbonate ions, and has sufficient solubility in water at the temperature of the environment in which the ion supply material is provided. It is acceptable if it is high and does not pollute the surrounding natural environment. The second compound may be, for example, sodium bicarbonate (NaHCO 3 ), potassium bicarbonate (KHCO 3 ), ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ), and the like.
イオン供給材5を地中や地表に設けることにより、地中や地表に含まれる有害なイオンを難溶性塩として沈殿させ、地中や地表を浄化することもできる。例えば、地盤を改良するために石膏ボードを砕いたものを地盤に撒くことがあるが、石膏に含まれる硫酸カルシウム(CaSO4)が溶解して硫酸イオンが土壌中に溶出すると、硫酸塩還元細菌によって硫化水素に変換され、コンクリートなどの腐食の原因となる。また、硫酸イオンの濃度が高まると、硫酸ナトリウムが10水和塩(Na2SO4・10H2O:ミラビライト)や無水塩(Na2SO4:テナルダイト)として析出するが、10水和塩の生成は大きな膨張圧を発生するため、コンクリートやレンガなどの中で10水和塩が多量に生成すると、膨張破壊を引き起こす可能性がある。また、硫酸塩とセメント中に含まれるアルミネート相の反応により生成するエトリンガイト(3CaO・Al2O3・3CaSO4・32H2O)も膨張する性質を有しているため、セメントが硬化した後にエトリンガイトが遅延生成すると、膨張破壊を引き起こす可能性がある。このように、硫酸イオンは、コンクリートなどにより建造された構造物の劣化の原因となる点で有害なイオンである。カルシウムイオンを供給可能なイオン供給材5を土壌中に設けることにより、土壌中に含まれる硫酸イオンを硫酸カルシウムとして沈殿させることができるので、土壌中に含まれる硫酸イオンを減少させ、土壌を浄化することができる。この場合、第1の化合物は、塩化カルシウム(CaCl2)、硝酸カルシウム(Ca(NO3)2)、炭酸水素カルシウム(Ca(HCO3)2)などであってもよい。また、本実施の形態の技術によれば、地中や地表に存在する重金属イオンや放射性物質などの有害物質を沈殿させたり、共沈させたり、吸着させたりすることにより、地中や地表に含まれる有害物質の濃度を減少させ、地中や地表を浄化することもできる。
By providing the
第1の化合物及び第2の化合物の双方がイオン供給材5中に一緒に存在してもよい。例えば、第1の化合物と第2の化合物がイオン供給材5中に混在していてもよい。第1の化合物及び第2の化合物の双方がイオン供給材5中に分離して存在してもよい。例えば、第1の化合物及び第2の化合物のうち少なくとも一方がカプセルなどに封入されてイオン供給材5中に含有されてもよい。カプセルは、水などに溶解する材質で形成されてもよい。
Both the first compound and the second compound may be present together in the
イオン供給材5は、第1の化合物及び第2の化合物のうち少なくとも一方を内包する母材を更に備えてもよい。母材は、ボーリング孔4に注入可能な流動性を有し、注入後に水和や重合などの化学反応、加熱、冷却、乾燥、光などによって硬化する材料であってもよい。母材は、例えば、セメント、モルタル、コンクリートなどであってもよいし、エポキシ樹脂、シリコーン化合物、ポリオール化合物、フェノール化合物などの熱硬化性樹脂であってもよいし、アクリル樹脂などの熱可塑性樹脂であってもよいし、それらの混合物であってもよい。母材は、第1の化合物を構成する陽イオン及び第2の化合物を構成する陰イオンの少なくとも一方を徐放するような材料であってもよい。例えば、母材は、エポキシ樹脂であってもよい。なお、母材が固化した状態のイオン供給材5をボーリング孔4に挿入してもよい。
The
イオン供給材5は、供給すべきイオンが吸着されたイオン交換樹脂を含んでもよい。この場合、供給すべきイオンの種類や、ボーリング孔4の周囲の地下水に溶解している化学物質の成分、量、pHなどに応じて、適切な量及び供給速度でイオンを放出するようなイオン交換樹脂を選択又は設計することができる。
The
イオン供給材5は、供給すべきイオンを内包して徐放するカプセルを含んでもよい。カプセルに内包されるイオンは、第1の化合物や第2の化合物として含有されてもよいし、イオンが吸着されたイオン交換樹脂として含有されてもよい。この場合も、供給すべきイオンの種類や、ボーリング孔4の周囲の地下水に溶解している化学物質の成分、量、pHなどに応じて、適切な量及び供給速度でイオンを放出するようなカプセルの材質、厚さ、形状などを選択又は設計することができる。
The
イオン供給材5は、難溶性塩を析出させるための核となる難溶物を含んでもよい。これにより、難溶性塩6の析出を促進することができる。難溶物は、イオン供給材5が設けられるボーリング孔4の温度における水に対する溶解度が十分に低く、化学的に安定で、周囲の自然環境を汚染しないものであればよく、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸鉄(II)(菱鉄鉱、シデライト)などの炭酸塩や、炭酸カルシウムマグネシウム(CaMg(CO3)2、苦灰石、ドロマイト)などの複塩や、硫酸カルシウムなどの硫酸塩や、水酸化鉄などの金属水酸化物や、鉄などの金属や、砂、岩石などの鉱物などであってもよい。難溶物は、析出させる難溶性塩と同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
The
難溶性塩6が析出してボーリング孔4の内部や周囲の空隙が閉塞された後に、地震、地殻変動、潮流、台風などによる外力などに起因して、ボーリング孔4の内部や周囲に空隙や亀裂が生じたとしても、イオン供給材5から供給されるイオンが残っている場合には、イオン供給材5から供給されたイオンがボーリング孔4の内部や周囲の空隙や亀裂に拡散するので、対イオンと反応することにより沈殿した難溶性塩により空隙や亀裂を閉塞することができる。このように、本実施の形態の技術によれば、地下水制御設備3に自己修復機能を付与することができるので、地下水制御設備3の耐久性を向上させることができる。ボーリング孔4の内部や周囲の空隙が閉塞された後にも、イオン供給材5から供給されるイオンが残されるように、イオン供給材5が設計されることが望ましい。ボーリング孔4の配設直後にボーリング孔4の内部や周囲の空隙を閉塞するために必要なイオンを供給するように設計されたイオン供給材5に加えて、ボーリング孔4の内部や周囲に空隙や亀裂などの損傷が生じるような外力が印加されたときに、その外力により破断して内容物を放出するようなカプセルなどの容器に、イオンを含む易溶性塩やイオン交換樹脂などを内包させたイオン供給材5をボーリング孔4の内部に配設してもよい。
After the
ボーリング孔4の内部に、地下水のpHを高くするためのpH調整材が設けられてもよい。地下水2に鉄イオンが含まれる場合、pH調整材による地下水2のpHの上昇に伴って、鉄イオンが、α-、β-、γ-、又はδ-オキシ水酸化鉄、酸化鉄(III)、水酸化鉄(III)などの形で沈殿したりコロイド化したりして、pH調整材の表面に吸着される。これにより、地下水2に含まれる鉄イオンの濃度を減少させることができるとともに、地下水2の流量を減少させることができる。鉄酸化物は、沈殿したりコロイド化したりする際に、重金属化合物などを共沈させる働きがあることが知られている。したがって、地下水2に含まれる鉄イオンだけでなく、鉛(Pb)、カドミウム(Cd)、ヒ素(As)などの重金属イオンや、アルミニウム(Al)などの軽金属イオンなどの濃度も減少させることができる。また、ウランなどのα核種は、酸性条件下では錯体を形成して水に溶解しているが、アルカリ性条件下では沈殿することが知られている。したがって、pH調整材による地下水2のpHの上昇に伴って、ウランなどのα核種の濃度を減少させることができる。同様に、酸性条件下では水に溶解するがアルカリ条件下では沈殿する他の有害物質の濃度も減少させることができる。pH調整材は、炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム、酸化カルシウム、及び水酸化カルシウムのうち少なくとも1以上を含んでもよい。pH調整材は、コンクリート、セメント、セメントクリンカー、エーライト、ビーライト、アルミネート、フェライトなどを含んでもよい。pH調整材は、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、酢酸カルシウム、酢酸ナトリウムなど、水溶液がアルカリ性を呈する任意の化合物であってもよい。pH調整材は、イオン供給材5と同じ化合物であってもよいし、異なる化合物であってもよい。pH調整材は、イオン供給材5が設けられたボーリング孔4の内部に設けられてもよいし、イオン供給材5が設けられていないボーリング孔4の内部に設けられてもよい。複数のボーリング孔4が設けられ、内部にイオン供給材5が設けられたボーリング孔4と、内部にpH調整材が設けられたボーリング孔4が別々に設けられてもよい。イオン供給材5として水溶液がアルカリ性を呈する化合物が設けられる場合、イオン供給材5がpH調整材を兼ねてもよい。
A pH adjusting material for increasing the pH of groundwater may be provided inside the
ボーリング孔4は、透水性地盤を貫通し、難透水性地盤に至る深さまで設けられてもよい。なお、地下水2が存在する領域に既設のボーリング孔や地下構造物などが存在し、そのボーリング孔4の内部や地下構造物と地盤とのコンタクト部分などにイオン供給材5を設ける場合は、新たにボーリング孔を設けなくてもよい。
The
図2は、実施の形態に係る地下水制御設備の別の例の構成を概略的に示す。地下水2が存在する領域に存在する施設1から漏出した有害物質が混入した地下水2の下流地域への流入を低減させるために、地下水制御設備3が地下水2の下流地域の上流側に設けられる。本図の例では、図1に示した例よりも広い間隔で複数のボーリング孔4が設けられており、難溶性塩6は一体化していない。この場合も、地下水制御設備3の内側では地下水2の流量が減少し、外側では地下水2の流量が増大する。また、地下水制御設備3の上流側では地下水2の滞留量が増加し、下流側では地下水2の滞留量が減少する。これにより、地下水の下流地域の河川や土壌などの汚染を抑えることができる。
FIG. 2 schematically shows the configuration of another example of groundwater control equipment according to the embodiment. In order to reduce the inflow of
図3は、実施の形態に係る地下水制御設備の別の例の構成を概略的に示す。河川などの堤防10を構成する堤体11の基礎地盤が透水性の高い地盤である場合、雨水や河川水が基礎地盤に浸透して漏水やパイピングなどを生じる可能性がある。基礎地盤に地下水制御設備3を設けることにより、雨水や河川水の基礎地盤への浸透を抑えることができる。地下水制御設備3の内側では雨水や河川水が浸透した地下水2の流量が減少し、外側では地下水2の流量が増加する。また、地下水制御設備3の河川側では地下水2の滞留量が増加し、陸側では地下水2の滞留量が減少する。また、堤体11の表面にイオン供給材12を設け、堤体11の表面に難溶性塩13を析出させることにより、堤体11の内部への雨水や河川水の浸透を抑えることができる。これにより、堤防10の強度や耐久性を向上させることができる。
FIG. 3 schematically shows the configuration of another example of the groundwater control equipment according to the embodiment. If the foundation ground of the
図4は、実施の形態に係る地下水制御設備の別の例の構成を概略的に示す。地下水2が存在する領域に有害物質を含む汚染源7が存在する場合に、地下水2の汚染源7への流入を低減させるために、地下水制御設備3が汚染源7の上流側に設けられる。地下水制御設備3により地下水2の流向が汚染源7を迂回する方向へ変更される。地下水制御設備3の内側では地下水2の流量が減少し、外側では地下水2の流量が増加する。また、地下水制御設備3の上流側では地下水2の滞留量が増加し、下流側では地下水2の滞留量が減少する。これにより、地下水2の汚染を抑えることができる。盛り土など、地盤の緩い脆弱領域が地下水2が存在する領域に存在する場合も、同様に、地下水2の脆弱領域への流入を低減させるために、地下水制御設備3が脆弱領域の上流側に設けられる。これにより、地下水2の浸透により脆弱領域が崩壊して土砂災害が発生するのを抑えることができる。
FIG. 4 schematically shows the configuration of another example of groundwater control equipment according to the embodiment. A
図5は、実施の形態に係る地下水制御設備の別の例の構成を概略的に示す。地下水2が存在する領域に産業廃棄物などの有害物質を含む汚染源7が廃棄されている場合に、地下水2の汚染源7への流入と、汚染源7からの地下水2の流出を低減させるために、地下水制御設備3が汚染源7の周囲に設けられる。地下水制御設備3により地下水2の流向が汚染源7を迂回する方向へ変更される。地下水制御設備3の内側では地下水2の流量が減少し、外側では地下水2の流量が増加する。また、地下水制御設備3に囲まれた内側では汚染源7からの地下水2の滞留量が増加し、地下水制御設備3の下流側では汚染源7からの地下水2の滞留量が減少する。これにより、汚染された地下水2の下流地域への流入を抑えることができるとともに、地下水2の浸透により汚染源7が崩壊して土砂災害が発生するのを抑えることができる。
FIG. 5 schematically shows the configuration of another example of groundwater control equipment according to the embodiment. In order to reduce the inflow of the
図6は、実施の形態に係る地下水制御設備の別の例の構成を概略的に示す。地下水2が存在する領域に産業廃棄物などの有害物質を含む汚染源7が廃棄されている場合に、地下水2が汚染源7を避けて流れるようにするための流路に沿って地下水制御設備3が設けられる。地下水制御設備3により地下水2の流向が汚染源7を迂回する方向へ変更される。地下水制御設備3の内側では地下水2の流量が減少し、外側では地下水2の流量が増加する。また、地下水制御設備3に囲まれた内側に位置する汚染源7の周辺では地下水2の滞留量が減少し、地下水制御設備3の下流側では地下水2の滞留量が減少する。これにより、汚染された地下水2の下流地域への流入を抑えることができるとともに、地下水2の浸透により汚染源7が崩壊して土砂災害が発生するのを抑えることができる。
FIG. 6 schematically shows the configuration of another example of groundwater control equipment according to the embodiment. A
図7は、実施の形態に係る地下水制御設備の別の例の構成を概略的に示す。地下水2が存在する領域に建設中の地下構造物8が存在する場合に、地下水2の地下構造物8への流入を低減させるために、地下水制御設備3が地下構造物8の上流側に設けられる。地下水制御設備3の内側では地下水2の流量が減少し、外側では地下水2の流量が増加する。また、地下水制御設備3の上流側では地下水2の滞留量が増加し、下流側では地下水2の滞留量が減少する。これにより、地下水2が地下構造物8の建設の妨げになるのを抑えることができる。
FIG. 7 schematically shows the configuration of another example of the groundwater control equipment according to the embodiment. When the
図8は、実施の形態に係る地下水制御設備の別の例の構成を概略的に示す。地下水2が存在する領域にダム9が存在する場合に、地下水2をダム9に流入させるための流路に沿って地下水制御設備3が設けられる。地下水制御設備3により地下水2の流向がダム9の方へ変更される。地下水制御設備3の内側では地下水2の流量が減少し、外側では地下水2の流量が増加する。また、地下水制御設備3の間に位置するダム9の周辺では地下水2の滞留量が増加し、地下水制御設備3を挟んでダム9の反対側では地下水2の滞留量が減少する。これにより、地下水2をダム9の周辺に誘導することができる。
FIG. 8 schematically shows the configuration of another example of the groundwater control equipment according to the embodiment. A
図9は、実施の形態に係る地下水制御設備の別の例の構成を概略的に示す。地震などが発生したときに液状化が予想される地盤に予め地下水制御設備3が設けられる。難溶性塩6が析出して体積が増えることにより周囲の砂礫が圧迫されるとともに、砂礫の隙間が難溶性塩6で閉塞されて砂礫の隙間に滞留していた地下水が追い出され、滞留量が減少する。これにより、地盤を強化することができる。
FIG. 9 schematically shows the configuration of another example of groundwater control equipment according to the embodiment. A
図10は、実施の形態に係る地下水制御設備の別の例の構成を概略的に示す。地盤が緩く崩落の可能性がある地盤に予め地下水制御設備3が設けられる。この場合も、難溶性塩6が析出して体積が増えることにより周囲の砂礫が圧迫されるとともに、砂礫の隙間が難溶性塩6で閉塞されて砂礫の隙間に滞留していた地下水が追い出され、滞留量が減少する。これにより、地盤を強化することができるので、土砂災害の発生を抑えることができる。
FIG. 10 schematically shows the configuration of another example of groundwater control equipment according to the embodiment. The
図11は、実施の形態に係る地下水制御設備の別の例の構成を概略的に示す。地下構造物8を建設する前に、含水量の多い地盤に予め地下水制御設備3が設けられる。難溶性塩6が析出して体積が増えることにより周囲の砂礫が圧迫されるとともに、砂礫の隙間が難溶性塩6で閉塞されて砂礫の隙間に滞留していた地下水が追い出され、滞留量が減少する。これにより、強化された地盤に地下構造物8を建設することができるので、地下構造物8の強度や耐久性を向上させることができる。
FIG. 11 schematically shows the configuration of another example of groundwater control equipment according to the embodiment. Before constructing the
図12は、実施の形態に係る制御方法の手順を示すフローチャートである。地中及び地表の少なくとも一方に水が存在する領域にボーリング孔4を設ける(S10)。ボーリング孔4の内部にイオン供給材5を設ける(S12)。ボーリング孔4の内部及び周囲において、イオン供給材5から供給されたイオンから難溶性塩6が析出する(S14)。ボーリング孔4の内部及び周囲の空隙が難溶性塩6により閉塞され、地中及び地表の少なくとも一方に存在する水の流量、流速、流向、滞留量などが変更される。
FIG. 12 is a flow chart showing the procedure of the control method according to the embodiment. A
図13は、実施の形態に係る地下水制御設備の修復方法の手順を示すフローチャートである。地下水制御設備3が設置された後、地下水の流量、流速、流向、滞留量などを調査することにより、地下水制御設備3による地下水の制御が不十分であることが判明した場合や、地下水制御設備3の難溶性塩6に空隙や亀裂などが生じたことが判明した場合には、地下水制御設備3が修復される。ボーリング孔4の内部にイオン供給材5を追加する(S20)。また、既設のボーリング孔4の近傍に新たなボーリング孔4を設け(S22)、新たなボーリング孔4の内部にイオン供給材5を設ける(S24)。新たに設けられたイオン供給材5から供給されたイオンから難溶性塩6が析出する(S26)。ボーリング孔4の内部及び周囲の空隙が難溶性塩6により閉塞され、地下水の流量、流速、流向、滞留量などが変更される。S20と、S22及びS24のうち、いずれか一方のみが実施されてもよいし、双方が実施されてもよい。
FIG. 13 is a flow chart showing procedures of a method for repairing groundwater control equipment according to the embodiment. After the
以上、本開示を、実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present disclosure has been described above based on the examples. It should be understood by those skilled in the art that this embodiment is an example, and that various modifications can be made to combinations of each component and each treatment process, and such modifications are within the scope of the present disclosure. .
実施の形態では、難溶性塩を難溶物の周囲に析出させたが、塩以外の難溶性の化合物を析出させてもよい。この場合、自身は水に易溶であるが、イオン供給材が配設される環境に存在する他の化合物と化学反応して難溶性の沈殿を生じるような化合物が、イオン供給材に含有されてもよい。例えば、火山の付近の地下に建造する構造物を構成するイオン供給材に、亜鉛イオンを生成する化合物を含有させ、周囲に存在する硫化水素との反応により硫化亜鉛を析出させるようにしてもよい。 In the embodiment, the sparingly soluble salt was precipitated around the sparingly soluble material, but a sparingly soluble compound other than the salt may be precipitated. In this case, the ion donor contains a compound that is readily soluble in water, but chemically reacts with other compounds present in the environment in which the ion donor is disposed to form a sparingly soluble precipitate. may For example, an ion supply material that constitutes a structure to be built underground near a volcano may contain a compound that generates zinc ions, and react with hydrogen sulfide present in the surroundings to precipitate zinc sulfide. .
本開示の一態様の概要は、次の通りである。 A summary of one aspect of the present disclosure is as follows.
本開示の制御方法は、地中及び地表の少なくとも一方に水が存在する領域に、難溶性塩を構成する陽イオンを生成可能な第1の化合物、及び、難溶性塩を構成する陰イオンを生成可能な第2の化合物の少なくとも一方を含むイオン供給材を設けるステップと、イオン供給材の周囲において難溶性塩が析出することにより、水の流量、流向、及び滞留量の少なくとも1つが変更されるステップと、を備える。これにより、地中や地表に存在する水を適切に制御し、災害や公害などの発生を抑えることができる。また、より簡易な手法で地中や地表に存在する水を制御することができるので、工期や工費を低減させることができる。イオン供給材は、地下水が存在する土壌、地盤、岩盤、海底などの地中に設けられてもよいし、河川水や海水などに接する地表や地中に設けられてもよい。 In the control method of the present disclosure, a first compound capable of producing cations that form a sparingly soluble salt and anions that form a sparingly soluble salt are added to a region where water exists in at least one of the ground and the surface of the ground. At least one of the flow rate, flow direction, and retention amount of water is changed by the step of providing an ion supply material containing at least one of the producible second compound and the precipitation of the sparingly soluble salt around the ion supply material. and As a result, it is possible to appropriately control the water that exists in the ground and on the surface of the ground, and to suppress the occurrence of disasters and pollution. Moreover, since the water present in the ground and on the surface of the ground can be controlled by a simpler method, the construction period and construction cost can be reduced. The ion supply material may be provided in the ground such as soil, ground, bedrock, seabed, etc. where groundwater exists, or may be provided in the surface or the ground in contact with river water, seawater, or the like.
制御方法は、上記の領域に孔を設けるステップを更に備え、イオン供給材を設けるステップは、孔の内部にイオン供給材を設けるステップを含み、孔の内部及び周囲において難溶性塩が析出することにより、孔の内部及び周囲における水の流量、流向、及び滞留量の少なくとも1つが変更されてもよい。これにより、地中や地表に存在する水を適切に制御し、災害や公害などの発生を抑えることができる。なお、本開示において、「孔」とは、有底のものを含む。また、イオン供給材を「設ける」とは、イオン供給材の形態に合わせて、「充填する」、「注入する」、「投入する」、「挿入する」、「封入する」などを含む。 The control method further comprises the step of providing a hole in the region, and the step of providing an ion donor includes the step of providing an ion donor inside the hole. may change at least one of flow rate, flow direction, and retention of water in and around the hole. As a result, it is possible to appropriately control the water that exists in the ground and on the surface of the ground, and to suppress the occurrence of disasters and pollution. In addition, in the present disclosure, the term “hole” includes bottomed ones. "Providing" an ion donor includes "filling", "injecting", "inserting", "inserting", "enclosing", etc. according to the form of the ion donor.
イオン供給材は、水の流入を低減させるべき領域の上流側に設けられてもよい。イオン供給材は、水の流出を低減させるべき領域の下流側に設けられてもよい。イオン供給材は、水を誘導する流路に沿って設けられてもよい。これにより、地中や地表に存在する水を適切に制御し、災害や公害などの発生を抑えることができる。 The ion source may be provided upstream of the region where water influx is to be reduced. An ion source may be provided downstream of the region where water outflow is to be reduced. An ion source may be provided along a channel that directs water. As a result, it is possible to appropriately control the water that exists in the ground and on the surface of the ground, and to suppress the occurrence of disasters and pollution.
イオン供給材は、上記の領域の複数個所に存在し、隣接するイオン供給材の間に難溶性塩が析出することにより、水の流量、流向、及び滞留量の少なくとも1つが変更されてもよい。これにより、地中や地表に存在する水を適切に制御し、災害や公害などの発生を抑えることができる。 The ion supply material is present at a plurality of locations in the above region, and at least one of the flow rate, flow direction, and retention amount of water may be changed by depositing a sparingly soluble salt between adjacent ion supply materials. . As a result, it is possible to appropriately control the water that exists in the ground and on the surface of the ground, and to suppress the occurrence of disasters and pollution.
隣接するイオン供給材の間に析出した難溶性塩の少なくとも一部が一体化して壁が形成されてもよい。これにより、より一層地中や地表に存在する水の流量、流向、及び滞留量の少なくとも1つを変更することができる。 At least a portion of the sparingly soluble salt deposited between adjacent ion donors may be integrated to form a wall. This makes it possible to change at least one of the flow rate, flow direction, and retention amount of water existing underground or on the surface of the earth.
複数の孔が設けられ、複数の孔の間隔は、複数の孔が設けられる場所における陽イオン及び陰イオンの少なくとも一方の拡散係数に基づいて定められてもよい。これにより、地中や地表に存在する水を適切に制御することができるとともに、工期や工費を低減させることができる。 A plurality of holes may be provided and the spacing between the plurality of holes may be determined based on the diffusion coefficient of at least one of the cations and anions at the locations where the plurality of holes are provided. As a result, it is possible to appropriately control the water present in the ground and on the surface of the ground, and to reduce the construction period and construction costs.
複数の孔の間隔は、孔の周囲に形成される難溶性塩の反応縁の幅L(cm)、反応縁が形成される速度V(cm/s)、拡散係数D(cm2/s)の間の関係式D=VLに基づいて定められてもよい。これにより、地中や地表に存在する水を適切に制御することができるとともに、工期や工費を低減させることができる。 The distance between the plurality of holes is defined by the width L (cm) of the reaction edge of the sparingly soluble salt formed around the hole, the speed at which the reaction edge is formed V (cm/s), and the diffusion coefficient D (cm 2 /s). may be determined based on the relational expression D=VL between As a result, it is possible to appropriately control the water present in the ground and on the surface of the ground, and to reduce the construction period and construction costs.
難溶性塩は、炭酸カルシウムであってもよい。これにより、材料費を抑えつつ、地中や地表に存在する水を制御するための設備の耐久性を向上させることができる。 The sparingly soluble salt may be calcium carbonate. As a result, it is possible to improve the durability of the equipment for controlling the water existing in the ground or on the surface of the ground while suppressing material costs.
炭酸カルシウムが析出するときに、水に含まれるストロンチウムが取り込まれてもよい。これにより、地中や地表に存在する水に含まれるストロンチウムの放射性同位体を低減させることができる。 Strontium contained in water may be taken up when calcium carbonate precipitates. As a result, radioactive isotopes of strontium contained in water present in the ground or on the surface of the ground can be reduced.
イオン供給材は、母材と、母材に混入された第1の化合物及び第2の化合物のうち少なくとも一方とを含んでもよい。これにより、工期や工費を低減させることができる。 The ion donor may include a base material and at least one of the first compound and the second compound mixed in the base material. As a result, the construction period and construction costs can be reduced.
母材は、エポキシ樹脂を含んでもよい。これにより、母材に混入された第1の化合物や第2の化合物からイオンを徐放させることができるので、より確実にボーリング孔4の内部や周囲の空隙を閉塞することができる。
The base material may contain an epoxy resin. As a result, ions can be gradually released from the first compound and the second compound mixed in the base material, so that the voids inside and around the
孔の内部に、水のpHを高くするためのpH調整材が設けられてもよい。これにより、地中や地表に存在する水に含まれる鉄イオンや重金属イオンなどを低減させることができる。 A pH adjuster may be provided inside the pores to increase the pH of the water. As a result, iron ions, heavy metal ions, and the like contained in water present in the ground and on the surface of the ground can be reduced.
本開示の補強方法は、地中及び地表の少なくとも一方に、難溶性塩を構成する陽イオンを生成可能な第1の化合物、及び、難溶性塩を構成する陰イオンを生成可能な第2の化合物の少なくとも一方を含むイオン供給材を設けるステップと、イオン供給材の周囲において難溶性塩が析出することにより、地中及び地表の少なくとも一方が補強されるステップと、を備える。これにより、地中や地表を適切に補強し、災害などの発生を抑えることができる。また、工期や工費を低減させることができる。 In the reinforcement method of the present disclosure, a first compound capable of generating cations constituting a sparingly soluble salt and a second compound capable of generating anions constituting a sparingly soluble salt are placed in at least one of the ground and the surface. providing an ion donor containing at least one of the compounds; and precipitating a sparingly soluble salt around the ion donor to reinforce at least one of the ground and the ground surface. As a result, it is possible to appropriately reinforce the ground and the surface of the ground and suppress the occurrence of disasters. Also, the construction period and construction costs can be reduced.
本開示の浄化方法は、地中及び地表の少なくとも一方に、難溶性塩を構成する陽イオンを生成可能な第1の化合物、及び、難溶性塩を構成する陰イオンを生成可能な第2の化合物の少なくとも一方を含むイオン供給材を設けるステップと、イオン供給材の周囲に存在する有害なイオンが陽イオン又は陰イオンと難溶性塩を生成して析出することにより、有害なイオンが低減されるステップと、を備える。これにより、地中や地表を適切に浄化し、災害や公害などの発生を抑えることができる。また、工期や工費を低減させることができる。 In the purification method of the present disclosure, a first compound capable of generating cations that constitute a poorly soluble salt and a second compound capable of generating anions that constitute a poorly soluble salt are placed in at least one of the ground and the surface of the ground. Harmful ions are reduced by the steps of providing an ion supply material containing at least one of the compounds, and causing harmful ions present around the ion supply material to form and precipitate cations or anions and sparingly soluble salts. and As a result, it is possible to properly purify the ground and the surface of the earth and suppress the occurrence of disasters and pollution. Also, the construction period and construction costs can be reduced.
有害なイオンは硫酸イオンであってもよい。これにより、コンクリートなどの腐食を防ぎ、耐久性を向上させることができる。 The harmful ions may be sulfate ions. Thereby, corrosion of concrete etc. can be prevented and durability can be improved.
本開示の工作物は、地中及び地表の少なくとも一方に水が存在する領域に存在し、難溶性塩を構成する陽イオンを生成可能な第1の化合物、及び、難溶性塩を構成する陰イオンを生成可能な第2の化合物の少なくとも一方を含むイオン供給材と、イオン供給材の周囲に存在する難溶性塩と、を備える。これにより、地中や地表に存在する水を適切に制御し、災害や公害などの発生を抑えることができる。また、より簡易な手法で地中や地表に存在する水を制御することができるので、工期や工費を低減させることができる。 The workpiece of the present disclosure is present in a region where water exists in at least one of the ground and the surface of the ground, and includes a first compound capable of generating a cation that constitutes a sparingly soluble salt, and a negative compound that forms a sparingly soluble salt. An ion donor containing at least one of the second compounds capable of generating ions, and a sparingly soluble salt existing around the ion donor. As a result, it is possible to appropriately control the water that exists in the ground and on the surface of the ground, and to suppress the occurrence of disasters and pollution. Moreover, since the water present in the ground and on the surface of the ground can be controlled by a simpler method, the construction period and construction cost can be reduced.
イオン供給材は、上記の領域に存在する孔の内部に存在してもよい。これにより、地中や地表に存在する水を適切に制御し、災害や公害などの発生を抑えることができる。また、より簡易な手法で地中や地表に存在する水を制御することができるので、工期や工費を低減させることができる。 The ion donor may be present within pores present in the regions described above. As a result, it is possible to appropriately control the water that exists in the ground and on the surface of the ground, and to suppress the occurrence of disasters and pollution. Moreover, since the water present in the ground and on the surface of the ground can be controlled by a simpler method, the construction period and construction cost can be reduced.
本開示の工作物の修復方法は、難溶性塩の近傍に、イオン供給材を追加するステップを備える。これにより、地中や地表に存在する水を制御するための設備の耐久性を向上させることができ、長期にわたって地中や地表に存在する水を適切に制御することができる。 The method of repairing a workpiece of the present disclosure comprises adding an ion donor in the vicinity of the sparingly soluble salt. As a result, it is possible to improve the durability of equipment for controlling water present in the ground or on the surface of the ground, and to appropriately control the water present in the ground or on the surface over a long period of time.
本開示の工作物の修復方法は、孔の近傍に新たな孔を設けるステップと、新たな孔の内部に、イオン供給材を設けるステップと、を備える。これにより、地中や地表に存在する水を制御するための設備の耐久性を向上させることができ、長期にわたって地中や地表に存在する水を適切に制御することができる。 A method of repairing a workpiece of the present disclosure includes the steps of providing a new hole in the vicinity of the hole and providing an ion source inside the new hole. As a result, it is possible to improve the durability of equipment for controlling water present in the ground or on the surface of the ground, and to appropriately control the water present in the ground or on the surface over a long period of time.
1 施設、2 地下水、3 地下水制御設備、4 ボーリング孔、5 イオン供給材、6 難溶性塩、7 汚染源、8 地下構造物、9 ダム、10 堤防、11 堤体、12 イオン供給材、13 難溶性塩。 1 facility, 2 groundwater, 3 groundwater control facility, 4 borehole, 5 ion supply material, 6 sparingly soluble salt, 7 pollution source, 8 underground structure, 9 dam, 10 embankment, 11 embankment body, 12 ion supply material, 13 difficulty soluble salt.
Claims (18)
前記イオン供給材の周囲において前記難溶性塩が析出することにより、前記水の流量、流向、及び滞留量の少なくとも1つが変更されるステップと、
を備える制御方法。 A first compound capable of producing cations that form the sparingly soluble salt, and a second compound capable of producing anions that form the sparingly soluble salt, in a region where water exists in at least one of the ground and the surface of the earth. providing an ion source comprising at least one of the compounds;
at least one of flow rate, flow direction, and retention amount of the water is changed by precipitation of the sparingly soluble salt around the ion supply material;
A control method comprising:
前記イオン供給材を設けるステップは、前記孔の内部に前記イオン供給材を設けるステップを含み、
前記孔の内部及び周囲において前記難溶性塩が析出することにより、前記孔の内部及び周囲における前記水の流量、流向、及び滞留量の少なくとも1つが変更される
請求項1に記載の制御方法。 further comprising providing a hole in said region;
providing the ion source comprises providing the ion source within the hole;
The control method according to claim 1, wherein at least one of a flow rate, a flow direction, and a retention amount of the water inside and around the holes is changed by the precipitation of the sparingly soluble salt inside and around the holes.
請求項1又は2に記載の制御方法。 3. The control method according to claim 1, wherein the ion supply material is provided upstream of the region where the inflow of water is to be reduced.
請求項1から3のいずれかに記載の制御方法。 4. The control method according to any one of claims 1 to 3, wherein the ion supply material is provided downstream of the region where outflow of water is to be reduced.
請求項1から4のいずれかに記載の制御方法。 5. The control method according to any one of claims 1 to 4, wherein the ion supply material is provided along a flow path for guiding the water.
請求項1から5のいずれかに記載の制御方法。 The ion supply material exists at a plurality of locations in the region, and at least one of the flow rate, flow direction, and retention amount of the water is changed by depositing the sparingly soluble salt between the adjacent ion supply materials. The control method according to any one of claims 1 to 5.
請求項6に記載の制御方法。 7. The control method according to claim 6, wherein at least a portion of said sparingly soluble salt deposited between said adjacent ion donors is integrated to form a wall.
複数の前記孔の間隔は、複数の前記孔が設けられる場所における前記陽イオン及び前記陰イオンの少なくとも一方の拡散係数に基づいて定められる
請求項2から7のいずれかに記載の制御方法。 A plurality of said holes are provided,
8. The control method according to any one of claims 2 to 7, wherein the intervals between the plurality of holes are determined based on the diffusion coefficient of at least one of the cations and the anions at locations where the plurality of holes are provided.
請求項8に記載の制御方法。 The distance between the plurality of holes is defined by the width L (cm) of the reaction edge of the sparingly soluble salt formed around the hole, the speed V (cm/s) at which the reaction edge is formed, the diffusion coefficient D (cm 9. The control method according to claim 8, wherein the control method is defined based on the relational expression D=VL between 2 /s).
炭酸カルシウムが析出するときに、前記水に含まれるストロンチウムが取り込まれる
請求項1から9のいずれかに記載の制御方法。 The sparingly soluble salt is calcium carbonate,
10. The control method according to any one of claims 1 to 9, wherein strontium contained in said water is taken in when calcium carbonate precipitates.
請求項1から10のいずれかに記載の制御方法。 11. The control method according to any one of claims 1 to 10, wherein the ion supply material includes a base material and at least one of the first compound and the second compound mixed in the base material.
請求項2から11のいずれかに記載の制御方法。 12. The control method according to any one of claims 2 to 11, wherein a pH adjusting material for increasing the pH of groundwater is provided inside the hole.
前記イオン供給材の周囲において前記難溶性塩が析出することにより、前記地中及び地表の少なくとも一方が補強されるステップと、
を備える補強方法。 At least one of a first compound capable of generating cations constituting the sparingly soluble salt and at least one of a second compound capable of generating anions constituting the sparingly soluble salt is contained in at least one of the ground and the surface. providing an ion source;
at least one of the ground and the ground surface is reinforced by precipitation of the sparingly soluble salt around the ion supply material;
A reinforcement method comprising:
前記イオン供給材の周囲に存在する有害なイオンが前記陽イオン又は前記陰イオンと前記難溶性塩を生成して析出することにより、前記有害なイオンが低減されるステップと、
を備える浄化方法。 At least one of a first compound capable of generating cations constituting the sparingly soluble salt and at least one of a second compound capable of generating anions constituting the sparingly soluble salt is contained in at least one of the ground and the surface. providing an ion source;
a step in which the harmful ions present around the ion supply material are reduced by forming and precipitating the cations or anions and the sparingly soluble salt;
A purification method comprising:
前記イオン供給材の周囲に存在する前記難溶性塩と、
を備える工作物。 A first compound that exists in a region where water exists in at least one of the ground and the surface of the ground and is capable of generating cations that constitute the sparingly soluble salt, and a second compound that is capable of generating anions that constitute the sparingly soluble salt. an ion donor containing at least one of the compounds of 2;
the sparingly soluble salt present around the ion donor;
Workpiece with
請求項15に記載の工作物。 16. The workpiece of claim 15, wherein said ion source is present within pores present in said region.
請求項15又は16に記載の工作物の修復方法。 17. The method of repairing a workpiece according to claim 15 or 16, comprising adding the ion donor in the vicinity of the sparingly soluble salt.
前記新たな孔の内部に、前記イオン供給材を設けるステップと、
を備える請求項16に記載の工作物の修復方法。 providing a new hole in the vicinity of said hole;
providing the ion donor inside the new hole;
17. The method of repairing a workpiece according to claim 16, comprising:
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JP2021174396A JP2023064246A (en) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | Control method, reinforcement method, purification method, construction, and method of repairing construction |
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