JP7369052B2 - 多変数逆解析方法 - Google Patents
多変数逆解析方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7369052B2 JP7369052B2 JP2020016482A JP2020016482A JP7369052B2 JP 7369052 B2 JP7369052 B2 JP 7369052B2 JP 2020016482 A JP2020016482 A JP 2020016482A JP 2020016482 A JP2020016482 A JP 2020016482A JP 7369052 B2 JP7369052 B2 JP 7369052B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- groundwater
- ground
- soil
- inverse analysis
- pumping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
本発明は、多変数逆解析方法に関する。
特許文献１には、地盤構造物施工に関係する逆解析対象の複数のパラメータに対して直交表を用いた実験計画法に基づく逆解析を行うことができる情報化施工装置が開示されている。逆解析を行うことにより、地盤構造物を施工している現場における応力及び／又は変形を計測した各計測値とその各計測値に対応する各解析値とが整合するように複数のパラメータの各値が決定される。このため、その決定された複数のパラメータの各値を用いて地盤構造物施工による影響を予測し、その予測された影響が低減するように対策工を選定することができる。
しかしながら、特許文献１に開示された情報化施工装置における技術を土壌浄化の評価に利用した場合には、複数のパラメータの重み係数を設定する必要があるものの、計測値は複数のパラメータの影響を相互に受けているため逆解析においてパラメータ毎の重み係数や拘束条件を設定することは容易でない。さらに、新しい計測値が得られた際の逆解析は施工開始時からの順解析を数多く実施した上で実施しなければならないことや施工する区域のうち計測データに変化のない区域も常に計算対象となることから長い計算時間を要する。
本発明は上記事実を考慮し、複数のパラメータにより表される事象の逆解析において、パラメータ毎に逆解析を行う多変数逆解析方法を得ることを目的とする。
第１態様の多変数逆解析方法は、注水井戸から地盤の内部への注水及び揚水井戸からの地下水の揚水の実施と休止が所定間隔で繰り返し行われると共に浄化対象とする区域内における前記地盤の内部及び前記地下水から観測データを取得しながら行われ、前記地盤の内部において前記地下水に対する浄化対象物質の濃度を低減する土壌浄化の効果を評価する方法に用いられ、前記土壌浄化の効果に影響を及ぼす複数のパラメータは、前記観測データの中から一の前記パラメータの影響が他の前記パラメータよりも大きくなる前記観測データの種類及び観測時間帯を抽出して逆解析することにより各々同定される。
第１態様の多変数逆解析方法によれば、注水井戸から地盤の内部への注水及び揚水井戸からの地下水の揚水の実施と休止が所定間隔で繰り返し行われると共に浄化対象とする区域内における地盤の内部及び地下水から観測データを取得しながら行われる土壌浄化の効果を評価することができる。複数のパラメータを各々同定するための逆解析は、観測データの中から一のパラメータの影響が他のパラメータよりも大きくなる観測データの種類及び観測時間帯を抽出して行われる。これにより、例えば、複数のパラメータについて同時に逆解析を行う場合のようにパラメータ毎の重み係数を設定する必要がないため、逆解析の誤差要因を減らすことができ、解析精度を向上させることができる。また、観測データの種類及び観測時間帯を抽出して逆解析を行うことにより、例えば、全ての観測データを同時に逆解析する場合と比べて計算時間を大幅に短縮することができる。
第２態様の多変数逆解析方法は、第１態様の多変数逆解析方法において、前記土壌浄化は前記地盤の内部における前記地下水の水位を観測しながら行われ、前記地下水の注水及び揚水が実施又は休止されている期間において前記水位が一定となる時間帯の前記水位のデータを逆解析することにより前記地下水の前記地盤の浸水率を同定する。
第２態様の多変数逆解析方法によれば、地下水の揚水が実施又は休止されている期間において水位が一定となる時間帯のデータを逆解析することにより地下水の地盤における浸水率を同定する。土壌浄化の効果に影響を及ぼす複数のパラメータは、地下水の地盤における浸水率の関数となる。このため、複数のパラメータの逆解析において浸水率を同定して逆解析を行うことにより浸水率が不確定であることに起因する誤差要因を取り除くことができる。これにより、逆解析によるパラメータの解析精度を向上させることができる。
第３態様の多変数逆解析方法は、第１態様又は第２態様の多変数逆解析方法において、前記土壌浄化は前記地盤の内部の温度を観測しながら行われ、前記地下水の注水及び揚水が休止されている期間において前記地盤の内部の温度が下降している時間帯の前記温度のデータを逆解析することにより前記地盤の熱伝導率及び比熱を同定する。
第３態様の多変数逆解析方法によれば、地下水の揚水が休止されている期間において地盤の内部の温度が下降している時間帯のデータを逆解析することにより地盤の熱伝導率及び比熱を同定する。土壌浄化の効果に影響を及ぼす複数のパラメータは、地盤の熱伝導率及び比熱の関数となる。このため、複数のパラメータの逆解析において地盤の熱伝導率及び比熱を同定して逆解析を行うことにより熱伝導率及び比熱が不確定であることに起因する誤差要因を取り除くことができる。これにより、逆解析によるパラメータの解析精度を向上させることができる。
第４態様の多変数逆解析方法は、第１態様から第３態様のいずれか１の態様の多変数逆解析方法において、前記土壌浄化は前記地下水における前記浄化対象物質の濃度を観測しながら行われ、前記地下水の注水及び揚水が実施されている期間において前記濃度が減少している時間帯の前記濃度のデータを逆解析することによって前記浄化対象物質の前記地盤の内部における土壌への吸着に影響を及ぼす前記パラメータを同定し、前記地下水の注水及び揚水が休止されている期間において前記濃度が減少している時間帯の前記濃度のデータを逆解析することによって分解微生物による分解に影響を及ぼす前記パラメータを同定し、前記地下水の注水及び揚水が休止されている期間において前記濃度が増加している時間帯の前記濃度のデータを逆解析することによって前記浄化対象物質の前記地盤の内部における土壌への吸着に影響を及ぼす前記パラメータを同定する。
第４態様の多変数逆解析方法によれば、演算時間を短縮した上で浄化対象物質の土壌への吸着及び分解微生物による分解に影響を及ぼすパラメータを精度よく演算することができる。
以上説明したように、本発明に係る多変数逆解析方法は、複数のパラメータにより表される事象の逆解析において、パラメータ毎に逆解析を行うことができるという優れた効果を有する。
以下、図１～図５を用いて本発明に係る多変数逆解析方法を適用した多変数逆解析システム１０の一実施形態について説明する。
図１には、本実施形態に係る多変数逆解析方法を実行するための多変数逆解析システム１０のハードウェア構成を示すブロック図が示されている。多変数逆解析システム１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit : プロセッサ）１２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６と、ストレージ１８と、ユーザインタフェース２０と、を含んで構成されている。各構成は、バス２２を介して相互に通信可能に接続されている。
ＣＰＵ１２は、中央演算処理ユニットであり、多変数逆解析システム１０に格納されているプログラムを実行し、多変数逆解析システム１０の各構成部分を制御する。具体的には、ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１４又はストレージ１８からプログラムを読み出し、ＲＡＭ１６を作業領域としてプログラムを実行する。また、ＣＰＵ１２は、ＲＯＭ１４又はストレージ１８に格納されているプログラムに従って、多変数逆解析システム１０の演算処理を行う。本実施形態では、ＲＯＭ１４又はストレージ１８には、多変数逆解析を行う逆解析プログラム（図示省略）が格納されている。
ＲＯＭ１４は、逆解析プログラムおよび各種データを格納する。ＲＡＭ１６は、作業領域として一時的に逆解析プログラム又はデータを記憶する。ストレージ１８は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）により構成され、オペレーティングシステムを含むプログラム及びデータを格納する。
ユーザインタフェース２０は、後述する土壌浄化システム３０（図２参照）に係る地下土壌３２の内部や地下水ＷＧの観測データを入力データすると共に逆解析結果を出力データとする入出力手段である。ユーザインタフェース２０は、ＣＰＵ１２に接続され、キーボードや例えば、地下土壌３２の内部や地下水ＷＧの観測するためのセンサーＳＳ等の外部接続機器等から入力データを取得し、出力データを保存するためのインターフェイス等を含んで構成されている。また、ユーザインタフェース２０は、ディスプレイやプリンタ等を含んで構成されている。
なお、本実施形態では、ストレージ１８は、多変数逆解析システム１０に内蔵されているとしたが、これに限らず、多変数逆解析システム１０に外部接続されたものであってもよい。また、ストレージ１８は一台に限らず複数台設けられてもよい。
（汚染土壌浄化システム）
図２には、多変数逆解析システム１０による評価の対象とされる土壌浄化を実施するための汚染土壌浄化システム３０が示されている。汚染土壌浄化システム３０とは、地盤としての地下土壌３２内に含まれる浄化対象物質としての汚染物質を分解し、浄化するためのシステムである。汚染土壌浄化システム３０は、地下土壌３２に配設された揚水井戸３４及び注水井戸３６と、地表面ＧＳの上部（地上ＧＬ）に配置され、地上ＧＬと地下土壌３２の間を揚水井戸３４及び注水井戸３６を介して循環する温水としての地下水ＷＧを浄化するための浄化装置３８と、を含んで構成されている。
図２には、多変数逆解析システム１０による評価の対象とされる土壌浄化を実施するための汚染土壌浄化システム３０が示されている。汚染土壌浄化システム３０とは、地盤としての地下土壌３２内に含まれる浄化対象物質としての汚染物質を分解し、浄化するためのシステムである。汚染土壌浄化システム３０は、地下土壌３２に配設された揚水井戸３４及び注水井戸３６と、地表面ＧＳの上部（地上ＧＬ）に配置され、地上ＧＬと地下土壌３２の間を揚水井戸３４及び注水井戸３６を介して循環する温水としての地下水ＷＧを浄化するための浄化装置３８と、を含んで構成されている。
汚染土壌浄化システム３０は、上記に加えて、地上ＧＬにおいて循環する地下水ＷＧを加温する加温装置４０と、加温された地下水ＷＧに添加物ＡＤを添加する添加槽４２と、を含んで構成されている。
（汚染土壌）
地下土壌３２は、地表面ＧＳよりも下方側の土壌であり、地下水ＷＧが流れる帯水層３２Ａと、地下水ＷＧが流れない不透水層３２Ｂを含んで構成されている。地下土壌３２のうち、汚染物質が基準値（例えば、汚染物質の種類毎に規定された値）以上含まれている部分を、汚染土壌Ｅと称する。ここで、「汚染物質」とは、例えば、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、１，２－ジクロロエチレン、クロロエチレン、塩化ビニルモノマー、ベンゼン等の有機物、シアン等の無機化合物、及びガソリンや軽油等の鉱油類を含む概念である。
地下土壌３２は、地表面ＧＳよりも下方側の土壌であり、地下水ＷＧが流れる帯水層３２Ａと、地下水ＷＧが流れない不透水層３２Ｂを含んで構成されている。地下土壌３２のうち、汚染物質が基準値（例えば、汚染物質の種類毎に規定された値）以上含まれている部分を、汚染土壌Ｅと称する。ここで、「汚染物質」とは、例えば、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、１，２－ジクロロエチレン、クロロエチレン、塩化ビニルモノマー、ベンゼン等の有機物、シアン等の無機化合物、及びガソリンや軽油等の鉱油類を含む概念である。
図２には、地下水位Ｈが一点鎖線で示されると共に、地下土壌３２内における地下水ＷＧの流れＷＦの向きが破線の矢印で示されている。ここでの地下水ＷＧの流れＷＦとは、注水井戸３６から地下土壌３２へ注水され、揚水井戸３４から地下水ＷＧを回収（揚水）することにより発生する流れを表す。
（遮水壁）
汚染土壌Ｅの外側の地下土壌３２には、汚染土壌Ｅを囲むように下端が不透水層３２Ｂまで根入れされたソイルセメント製の遮水壁４６が配置されている。このため、汚染土壌Ｅは遮水壁４６と不透水層３２Ｂに囲まれることとなり、汚染物質が遮水壁４６の外側の地下土壌３２へ流出することを抑制することができる。具体的には、遮水壁４６の外側の地下土壌３２における地下水ＷＧの流れと汚染土壌Ｅの内部における地下水ＷＧの流れＷＦとを遮断し、地下土壌３２における地下水ＷＧが汚染土壌Ｅの外側の地下土壌３２に影響を及ぼさないように構成されている。
汚染土壌Ｅの外側の地下土壌３２には、汚染土壌Ｅを囲むように下端が不透水層３２Ｂまで根入れされたソイルセメント製の遮水壁４６が配置されている。このため、汚染土壌Ｅは遮水壁４６と不透水層３２Ｂに囲まれることとなり、汚染物質が遮水壁４６の外側の地下土壌３２へ流出することを抑制することができる。具体的には、遮水壁４６の外側の地下土壌３２における地下水ＷＧの流れと汚染土壌Ｅの内部における地下水ＷＧの流れＷＦとを遮断し、地下土壌３２における地下水ＷＧが汚染土壌Ｅの外側の地下土壌３２に影響を及ぼさないように構成されている。
（揚水井戸）
汚染土壌Ｅと遮水壁４６との間に、地下土壌３２から地下水ＷＧを揚水する１本又は複数本の揚水井戸３４が配置されている（図２中には１本だけ図示されている）。また、揚水井戸３４は、例えば、塩化ビニール管や鋼管等により構成され、帯水層３２Ａに配置する部位に地下水ＷＧを取水するための孔またはスリットによって形成されたスクリーン（図示省略）を備えており、スクリーンは、浄化対象の帯水層３２Ａに対して設置されている。このため、帯水層３２Ａの地下水ＷＧを揚水井戸３４内に流入させることができる。ここで、揚水井戸３４による揚水の具体的な方法や揚水井戸３４の形状、サイズ等については公知であるため、詳細な説明を省略する。
汚染土壌Ｅと遮水壁４６との間に、地下土壌３２から地下水ＷＧを揚水する１本又は複数本の揚水井戸３４が配置されている（図２中には１本だけ図示されている）。また、揚水井戸３４は、例えば、塩化ビニール管や鋼管等により構成され、帯水層３２Ａに配置する部位に地下水ＷＧを取水するための孔またはスリットによって形成されたスクリーン（図示省略）を備えており、スクリーンは、浄化対象の帯水層３２Ａに対して設置されている。このため、帯水層３２Ａの地下水ＷＧを揚水井戸３４内に流入させることができる。ここで、揚水井戸３４による揚水の具体的な方法や揚水井戸３４の形状、サイズ等については公知であるため、詳細な説明を省略する。
揚水井戸３４は、地上ＧＬまで延在され、内部にはポンプ４８が配置されている。このため、揚水井戸３４に貯水された地下水ＷＧは、ポンプ４８により地上ＧＬの浄化装置３８へ送られる。
（注水井戸）
汚染土壌Ｅと揚水井戸３４から離れた側の遮水壁４６との間に、浄化装置３８により浄化され、加温装置４０により加温された地下水ＷＧ又は加温された上で微生物活性剤が添加された水を地下土壌３２に注水する１本又は複数本の注水井戸３６（図２中には２本図示されている）が配置されている。注水井戸３６は、浄化対象の帯水層３２Ａに到達するように地下土壌３２に埋設されている。また、注水井戸３６は、例えば、塩化ビニール管や鋼管等により構成され、帯水層３２Ａに配置する部位に地下水ＷＧ又は水道水、蒸留水、汚染物質の水溶液（以下、水等と称する）を流出させるための孔またはスリットによって形成されたスクリーン（図示省略）を備えている。このため、注水井戸３６から帯水層３２Ａへ加温された地下水ＷＧ又は水等を流出させることができる。ここで、注水井戸３６の形状、サイズ等については公知であるため、詳細な説明を省略する。なお、水等には、栄養剤や蛍光センサーが混合されてもよい。
汚染土壌Ｅと揚水井戸３４から離れた側の遮水壁４６との間に、浄化装置３８により浄化され、加温装置４０により加温された地下水ＷＧ又は加温された上で微生物活性剤が添加された水を地下土壌３２に注水する１本又は複数本の注水井戸３６（図２中には２本図示されている）が配置されている。注水井戸３６は、浄化対象の帯水層３２Ａに到達するように地下土壌３２に埋設されている。また、注水井戸３６は、例えば、塩化ビニール管や鋼管等により構成され、帯水層３２Ａに配置する部位に地下水ＷＧ又は水道水、蒸留水、汚染物質の水溶液（以下、水等と称する）を流出させるための孔またはスリットによって形成されたスクリーン（図示省略）を備えている。このため、注水井戸３６から帯水層３２Ａへ加温された地下水ＷＧ又は水等を流出させることができる。ここで、注水井戸３６の形状、サイズ等については公知であるため、詳細な説明を省略する。なお、水等には、栄養剤や蛍光センサーが混合されてもよい。
（観測井戸）
図３に示されるように、遮水壁４６で区切られた浄化対象区域ＰＡには、地下土壌３２の状態を観測するための観測井戸５０が１本又は複数本配置されている（図３中には複数本図示されている）。ここで、「地下土壌３２の状態」とは、観測井戸５０が埋設された位置における地下土壌３２中の地下水ＷＧ及び地下土壌３２の状態を表しており、具体的には、例えば、地下水位Ｈ、地下水ＷＧ又は地下土壌３２の温度、地下水ＷＧにおける後述する添加物ＡＤの濃度、地下水ＷＧにおける汚染物質の濃度ＤＳ等（図４参照）により表される。
図３に示されるように、遮水壁４６で区切られた浄化対象区域ＰＡには、地下土壌３２の状態を観測するための観測井戸５０が１本又は複数本配置されている（図３中には複数本図示されている）。ここで、「地下土壌３２の状態」とは、観測井戸５０が埋設された位置における地下土壌３２中の地下水ＷＧ及び地下土壌３２の状態を表しており、具体的には、例えば、地下水位Ｈ、地下水ＷＧ又は地下土壌３２の温度、地下水ＷＧにおける後述する添加物ＡＤの濃度、地下水ＷＧにおける汚染物質の濃度ＤＳ等（図４参照）により表される。
図２に示されるように、観測井戸５０の内部には図示しない各種センサーＳＳが配置されている。これらのセンサーＳＳは、上述した地下水位Ｈ、地下水ＷＧ又は地下土壌３２の温度等の観測データＭＤ（図４参照）を検知する。また、地下水ＷＧにおける添加物ＡＤの濃度や地下水ＷＧにおける汚染物質の濃度ＤＳの観測データＭＤは、採水した地下水ＷＧを分析して取得される。各種センサーＳＳにより検知された観測データＭＤは、地上ＧＬに配置された後述する制御部５２に電気信号（出力）として各々送信される。
図３には、浄化対象区域ＰＡに配置された観測井戸５０の平面図と共に地下土壌３２における汚染物質の濃度ＤＳの等値線図ＣＴ（等濃度線図）の一例が示されている。観測井戸５０は、地下土壌３２において汚染物質の濃度ＤＳが高い場所に集中的に配置されている。
なお、以下の説明では、各種センサーＳＳは、観測井戸５０に配置されているとして説明するが、これに限らず、例えば、センサーは、観測井戸に加えて揚水井戸及び注水井戸の内部にも配置されてもよく、観測井戸を設けることなく揚水井戸及び注水井戸だけに設けられてもよい。
（浄化装置）
図２に示されるように、地上ＧＬには、浄化装置３８が設置されている。浄化装置３８は、揚水井戸３４から揚水された地下水ＷＧに、例えば、空気を送り込むことにより汚染物質を揮発させ、地下水ＷＧを浄化するように構成されている。
図２に示されるように、地上ＧＬには、浄化装置３８が設置されている。浄化装置３８は、揚水井戸３４から揚水された地下水ＷＧに、例えば、空気を送り込むことにより汚染物質を揮発させ、地下水ＷＧを浄化するように構成されている。
（制御部）
汚染土壌浄化システム３０には、浄化装置３８、加温装置４０及び添加槽４２を制御するための制御部（制御装置）５２が設けられている。制御部５２は、観測井戸５０の内部に配置されたセンサーＳＳによって検知された地下水位Ｈ、地下水ＷＧ又は地下土壌３２の温度等の情報並びに地下水ＷＧの分析により得られた添加物ＡＤの濃度及び汚染物質の濃度ＤＳの観測データＭＤを電気信号として受信し、受信した情報に応じて、浄化装置３８、加温装置４０及び添加槽４２を駆動制御する。また、制御部５２は、多変数逆解析システム１０のストレージ１８と有線又は無線により接続されている（図示省略）。このため、地下水位Ｈ、地下水ＷＧ又は地下土壌３２の温度、地下水ＷＧにおける添加物ＡＤの濃度、地下水ＷＧにおける汚染物質の濃度ＤＳ等の観測データＭＤは、多変数逆解析システム１０へ送信される。なお、以下の説明では、観測データＭＤは、制御部５２を経由して多変数逆解析システム１０へ送信されるとして説明するが、これに限らず、各種センサーからの出力が、多変数逆解析システムへ直接送信されてもよい。
汚染土壌浄化システム３０には、浄化装置３８、加温装置４０及び添加槽４２を制御するための制御部（制御装置）５２が設けられている。制御部５２は、観測井戸５０の内部に配置されたセンサーＳＳによって検知された地下水位Ｈ、地下水ＷＧ又は地下土壌３２の温度等の情報並びに地下水ＷＧの分析により得られた添加物ＡＤの濃度及び汚染物質の濃度ＤＳの観測データＭＤを電気信号として受信し、受信した情報に応じて、浄化装置３８、加温装置４０及び添加槽４２を駆動制御する。また、制御部５２は、多変数逆解析システム１０のストレージ１８と有線又は無線により接続されている（図示省略）。このため、地下水位Ｈ、地下水ＷＧ又は地下土壌３２の温度、地下水ＷＧにおける添加物ＡＤの濃度、地下水ＷＧにおける汚染物質の濃度ＤＳ等の観測データＭＤは、多変数逆解析システム１０へ送信される。なお、以下の説明では、観測データＭＤは、制御部５２を経由して多変数逆解析システム１０へ送信されるとして説明するが、これに限らず、各種センサーからの出力が、多変数逆解析システムへ直接送信されてもよい。
（加温装置）
地上ＧＬ側には、浄化装置３８と図示しないパイプで連結された加温装置４０が設置されている。加温装置４０は、例えば、内部に設けられた図示しないヒーター等により浄化装置３８で浄化された地下水ＷＧ又は水等を加温する。加温装置４０の地下水ＷＧ又は水等を加温する温度は、制御部５２により温調される。加温装置４０によって地下水ＷＧ又は水等を加温することにより、地下土壌３２内で汚染物質を生物分解する分解微生物ＭＣの増殖を促進し、分解微生物ＭＣの活性を向上することができる。
地上ＧＬ側には、浄化装置３８と図示しないパイプで連結された加温装置４０が設置されている。加温装置４０は、例えば、内部に設けられた図示しないヒーター等により浄化装置３８で浄化された地下水ＷＧ又は水等を加温する。加温装置４０の地下水ＷＧ又は水等を加温する温度は、制御部５２により温調される。加温装置４０によって地下水ＷＧ又は水等を加温することにより、地下土壌３２内で汚染物質を生物分解する分解微生物ＭＣの増殖を促進し、分解微生物ＭＣの活性を向上することができる。
（添加槽）
地上ＧＬには、汚染物質の分解を促進するために加温装置４０によって加温された地下水ＷＧ又は水等に添加物を添加するための添加槽４２が設けられている。添加物ＡＤは、有機物、ＰＨ調整剤、微量栄養素及び微量元素を混合して構成される。加温装置４０において加温された地下水ＷＧ又は水等は、添加槽４２と連結された混合槽５４へ送られる。添加槽４２は、制御部５２により設定された分量の添加物ＡＤを混合槽５４の温水へ添加する。混合槽５４では、添加物ＡＤが混合された添加物ＡＤ水溶液が生成される。また、制御部５２は、混合槽５４を制御することにより注水井戸３６毎に温度の異なる温水を注水することができる。
地上ＧＬには、汚染物質の分解を促進するために加温装置４０によって加温された地下水ＷＧ又は水等に添加物を添加するための添加槽４２が設けられている。添加物ＡＤは、有機物、ＰＨ調整剤、微量栄養素及び微量元素を混合して構成される。加温装置４０において加温された地下水ＷＧ又は水等は、添加槽４２と連結された混合槽５４へ送られる。添加槽４２は、制御部５２により設定された分量の添加物ＡＤを混合槽５４の温水へ添加する。混合槽５４では、添加物ＡＤが混合された添加物ＡＤ水溶液が生成される。また、制御部５２は、混合槽５４を制御することにより注水井戸３６毎に温度の異なる温水を注水することができる。
なお、本実施形態では、揚水井戸３４から揚水された地下水ＷＧは、地上ＧＬにおいて浄化装置３８、加温装置４０、混合槽５４の順に循環されるとして説明するが、これに限らず、例えば、混合槽において予め添加物が混合された地下水又は水等が加温装置により加温された上で注水井戸から汚染土壌に注水されてもよい。
（移流分散方程式）
多変数逆解析システム１０は、例えば、汚染土壌浄化システム３０に基づき設定された初期条件や境界条件（例えば、井戸の配置、注水量及び揚水量等）について移流分散方程式を演算することにより地下土壌３２の内部における汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度の時間変化を求める（算出する）。これにより、地下土壌３２の浄化の効果を評価することができる。地下水ＷＧ（溶媒）に溶解している汚染物質（溶質）の挙動は、主に（１）移流、（２）分散、（３）拡散、（４）吸着（遅延）、（５）分解（減衰反応）の組み合わせで表現することができる。
（１）移流：地下水ＷＧの移動により、地下水ＷＧに溶けた汚染物質（化学物質）も一緒に移動する現象である。
（２）分散：地下水ＷＧに溶解した汚染物質が汚染土壌３２の内部を移動する際に、汚染土壌３２の内部の間隙のミクロな分岐によって地下水ＷＧの流速が不均質になる。このため、例えば、地下水ＷＧが地盤内の異なる地点に到達したり、同じ地点に早く又は遅く到達したりする。これにより、物質の移動速度が地盤内で一律（一様）ではなくなると共に水に溶けた化学物質の濃度も一律でなくなるため地盤内で分布を生じる現象である。
（３）拡散：化学物質の分子のブラウン運動により拡散していくことにより水に溶けている化学物質の濃度が地盤内で分布を生じる現象である。
（４）吸着（遅延）：水に溶けた化学物質の分子が地盤内において土壌の表面あるいは土壌粒子内部間隙に取り込まれる（吸着する）現象をいう。一旦吸着された化学物質の分子が、再び地下水中に放出される現象は脱離という。化学物質が地下水の流れにのって地盤中を移動する場合、吸着作用があれば、吸着が無い場合よりも化学物質の下流への到達時間は遅くなる。このため、吸着は遅延の効果として現れる。
（５）分解：地盤中において地下水に溶解している化学物質が、例えば、分解微生物ＭＣにより別の物質へ分解されることにより水に溶けた化学物質の濃度が変化する現象(減衰現象)である。
移流、分散、拡散、吸着（遅延）及び分解（減衰反応）の組み合わせにより表現される移流分散方程式は、次式のように表すことができる。
多変数逆解析システム１０は、例えば、汚染土壌浄化システム３０に基づき設定された初期条件や境界条件（例えば、井戸の配置、注水量及び揚水量等）について移流分散方程式を演算することにより地下土壌３２の内部における汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度の時間変化を求める（算出する）。これにより、地下土壌３２の浄化の効果を評価することができる。地下水ＷＧ（溶媒）に溶解している汚染物質（溶質）の挙動は、主に（１）移流、（２）分散、（３）拡散、（４）吸着（遅延）、（５）分解（減衰反応）の組み合わせで表現することができる。
（１）移流：地下水ＷＧの移動により、地下水ＷＧに溶けた汚染物質（化学物質）も一緒に移動する現象である。
（２）分散：地下水ＷＧに溶解した汚染物質が汚染土壌３２の内部を移動する際に、汚染土壌３２の内部の間隙のミクロな分岐によって地下水ＷＧの流速が不均質になる。このため、例えば、地下水ＷＧが地盤内の異なる地点に到達したり、同じ地点に早く又は遅く到達したりする。これにより、物質の移動速度が地盤内で一律（一様）ではなくなると共に水に溶けた化学物質の濃度も一律でなくなるため地盤内で分布を生じる現象である。
（３）拡散：化学物質の分子のブラウン運動により拡散していくことにより水に溶けている化学物質の濃度が地盤内で分布を生じる現象である。
（４）吸着（遅延）：水に溶けた化学物質の分子が地盤内において土壌の表面あるいは土壌粒子内部間隙に取り込まれる（吸着する）現象をいう。一旦吸着された化学物質の分子が、再び地下水中に放出される現象は脱離という。化学物質が地下水の流れにのって地盤中を移動する場合、吸着作用があれば、吸着が無い場合よりも化学物質の下流への到達時間は遅くなる。このため、吸着は遅延の効果として現れる。
（５）分解：地盤中において地下水に溶解している化学物質が、例えば、分解微生物ＭＣにより別の物質へ分解されることにより水に溶けた化学物質の濃度が変化する現象(減衰現象)である。
移流、分散、拡散、吸着（遅延）及び分解（減衰反応）の組み合わせにより表現される移流分散方程式は、次式のように表すことができる。
（１）
（２）
ここで、ｃは水に溶けた汚染物質の濃度ＤＳ、Ｒは吸着の効果を表すパラメータとしての吸着（遅延）係数、Ｄは分散と拡散の効果を表す分散拡散係数、ｖは土壌内の流速、λはパラメータとしての減衰係数、ρｓは土粒子の密度、Ｋｄはパラメータとしての分配係数、ｎは有効間隙率を表す。また、ｔは時間を表す変数、ｘは空間を表す変数である。
（作用並びに効果）
次に、本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によるパラメータの同定の説明を通じて多変数逆解析方法の作用並びに効果について説明する。
次に、本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によるパラメータの同定の説明を通じて多変数逆解析方法の作用並びに効果について説明する。
（浸水率の同定）
図４には、観測された揚水井戸３４からの揚水量Ｑ、地下土壌３２内の水位Ｈ、地下土壌３２の温度ＴＴ、汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳの観測データＭＤが示されている。観測データＭＤは、横軸が時間（期間）を表す時系列データである。また、図４の縦軸は、揚水量Ｑ、水位Ｈ、温度ＴＴ及び濃度ＤＳの物理量を各々表す。吸着（遅延）係数Ｒ、分配係数Ｋｄ、減衰係数λといった複数のパラメータは、各々地下水ＷＧの地下土壌３２に対する浸水率の関数となる。本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、複数のパラメータを逆解析により同定するのに先立ち浸水率が逆解析により同定されてもよい。浸水率は、地下水ＷＧの注水及び揚水が実施されている期間Ｐ１又は休止されている期間Ｐ２において水位Ｈが略一定となる時間帯（例えば、期間Ｐ２における時間帯ＴＺ１）の観測データＭＤを抽出し、逆解析することにより同定することができる。このように時間的に安定した観測データＭＤ（水位Ｈ）を逆解析することにより、浸水率の推定（解析）精度を確保することができる。また、複数のパラメータの逆解析において予め浸水率を同定して逆解析を行うことにより浸水率が不確定であることに起因する誤差要因を取り除くことができ、逆解析によるパラメータの推定精度を向上させることができる。
図４には、観測された揚水井戸３４からの揚水量Ｑ、地下土壌３２内の水位Ｈ、地下土壌３２の温度ＴＴ、汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳの観測データＭＤが示されている。観測データＭＤは、横軸が時間（期間）を表す時系列データである。また、図４の縦軸は、揚水量Ｑ、水位Ｈ、温度ＴＴ及び濃度ＤＳの物理量を各々表す。吸着（遅延）係数Ｒ、分配係数Ｋｄ、減衰係数λといった複数のパラメータは、各々地下水ＷＧの地下土壌３２に対する浸水率の関数となる。本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、複数のパラメータを逆解析により同定するのに先立ち浸水率が逆解析により同定されてもよい。浸水率は、地下水ＷＧの注水及び揚水が実施されている期間Ｐ１又は休止されている期間Ｐ２において水位Ｈが略一定となる時間帯（例えば、期間Ｐ２における時間帯ＴＺ１）の観測データＭＤを抽出し、逆解析することにより同定することができる。このように時間的に安定した観測データＭＤ（水位Ｈ）を逆解析することにより、浸水率の推定（解析）精度を確保することができる。また、複数のパラメータの逆解析において予め浸水率を同定して逆解析を行うことにより浸水率が不確定であることに起因する誤差要因を取り除くことができ、逆解析によるパラメータの推定精度を向上させることができる。
また、本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、逆解析は、図３に示されるように、観測データＭＤが抽出された観測井戸５０とその周辺（例えば、５～１０ｍ四方）の観測井戸５０を含むように設定（抽出）された対象領域ＳＡについて行われる。各々の観測井戸５０における観測データＭＤは、抽出された時間帯の部分（データ）が逆解析される。これにより、観測データＭＤを抽出した観測井戸５０の近傍だけでなく対象領域ＳＡについて空間的に平滑化されることにより安定した観測データＭＤを逆解析することができ、浸水率の推定精度を確保することができる。
（熱伝導率と比熱の同定）
本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、吸着（遅延）係数Ｒ、分配係数Ｋｄ、減衰係数λといった複数のパラメータは、各々地下土壌３２の熱伝導率及び比熱の関数となる。このため、複数のパラメータを逆解析により同定するのに先立ち地下土壌３２の熱伝導率及び比熱が逆解析により同定されてもよい。図４に示されるように、熱伝導率は、地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ４において注水井戸３６から注水される温水と注水井戸３６の周辺の地下土壌３２の温度差が大きいため熱伝導による放熱量が大きくなる時間帯（例えば、ＴＺ２）の観測データＭＤ（地下土壌３２の温度ＴＴ）を抽出し、逆解析することにより同定することができる。また、比熱は、地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ４において注水井戸３６と注水井戸３６の周辺の地下土壌３２との温度差が小さくなり、熱伝導による時間ごとの放熱量が略一定となる時間帯（例えば、ＴＺ３）の観測データＭＤ（地下土壌３２の温度ＴＴ）を抽出し、逆解析することにより同定することができる。このように時間的に安定した観測データＭＤを逆解析することにより、熱伝導率及び比熱の推定（解析）精度を確保することができる。また、複数のパラメータの逆解析において予め熱伝導率及び比熱を同定して逆解析を行うことにより熱伝導率及び比熱が不確定であることに起因する誤差要因を取り除くことができ、逆解析によるパラメータの推定精度を向上させることができる。
本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、吸着（遅延）係数Ｒ、分配係数Ｋｄ、減衰係数λといった複数のパラメータは、各々地下土壌３２の熱伝導率及び比熱の関数となる。このため、複数のパラメータを逆解析により同定するのに先立ち地下土壌３２の熱伝導率及び比熱が逆解析により同定されてもよい。図４に示されるように、熱伝導率は、地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ４において注水井戸３６から注水される温水と注水井戸３６の周辺の地下土壌３２の温度差が大きいため熱伝導による放熱量が大きくなる時間帯（例えば、ＴＺ２）の観測データＭＤ（地下土壌３２の温度ＴＴ）を抽出し、逆解析することにより同定することができる。また、比熱は、地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ４において注水井戸３６と注水井戸３６の周辺の地下土壌３２との温度差が小さくなり、熱伝導による時間ごとの放熱量が略一定となる時間帯（例えば、ＴＺ３）の観測データＭＤ（地下土壌３２の温度ＴＴ）を抽出し、逆解析することにより同定することができる。このように時間的に安定した観測データＭＤを逆解析することにより、熱伝導率及び比熱の推定（解析）精度を確保することができる。また、複数のパラメータの逆解析において予め熱伝導率及び比熱を同定して逆解析を行うことにより熱伝導率及び比熱が不確定であることに起因する誤差要因を取り除くことができ、逆解析によるパラメータの推定精度を向上させることができる。
また、本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、逆解析は、図３に示されるように、観測データＭＤが抽出された観測井戸５０とその周辺（例えば、５～１０ｍ四方）の観測井戸５０を含むように設定（抽出）された対象領域ＳＡについて行われる。各々の観測井戸５０における観測データＭＤは、抽出された時間帯の部分（データ）が逆解析される。これにより、観測データＭＤを抽出した観測井戸５０の近傍だけでなく対象領域ＳＡについて空間的に平滑化されることにより安定した観測データＭＤを逆解析することができ、熱伝導率及び比熱の推定精度を確保することができる。
（分解のパラメータの同定）
本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、図４に示されるように、汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳについての観測データＭＤを逆解析することにより分解のパラメータとしての減衰係数λを同定することができる。減衰係数λは、土壌浄化の開始後の早い時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ５において汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳの浄化時間に比例して変化する時間帯ＴＺ４（時間変化が一定となる時間帯）の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を抽出し、逆解析することにより同定することができる。地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ５は地下水ＷＧが移動しないため汚染物質も移動しない。このため、濃度ＤＳに及ぼす汚染物質の移流の影響は分解が濃度ＤＳに及ぼす影響に比べて小さくなる。また、地下土壌３２の表面と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（速い着脱）は地下水ＷＧが流れることにより瞬時に生じる現象であるため、地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ５には殆ど発生しない。さらに、地下土壌３２の内部と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（遅い着脱）は、土壌浄化の開始後の早い時期には生じにくい。これらのことから、土壌浄化の開始後の早い時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ５の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を逆解析することにより、減衰係数λを精度よく同定することができる。
本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、図４に示されるように、汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳについての観測データＭＤを逆解析することにより分解のパラメータとしての減衰係数λを同定することができる。減衰係数λは、土壌浄化の開始後の早い時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ５において汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳの浄化時間に比例して変化する時間帯ＴＺ４（時間変化が一定となる時間帯）の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を抽出し、逆解析することにより同定することができる。地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ５は地下水ＷＧが移動しないため汚染物質も移動しない。このため、濃度ＤＳに及ぼす汚染物質の移流の影響は分解が濃度ＤＳに及ぼす影響に比べて小さくなる。また、地下土壌３２の表面と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（速い着脱）は地下水ＷＧが流れることにより瞬時に生じる現象であるため、地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ５には殆ど発生しない。さらに、地下土壌３２の内部と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（遅い着脱）は、土壌浄化の開始後の早い時期には生じにくい。これらのことから、土壌浄化の開始後の早い時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ５の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を逆解析することにより、減衰係数λを精度よく同定することができる。
（速い着脱のパラメータの同定）
本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳについての観測データＭＤを逆解析することにより地下土壌３２の表面と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（速い着脱）の影響が大きい場合のパラメータとしての吸着（遅延）係数Ｒ及び分配係数Ｋｄを同定することができる。吸着係数Ｒ及び分配係数Ｋｄは、土壌浄化の開始後の早い時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が実施されている期間Ｐ６の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を抽出し、逆解析することにより同定することができる。分解や地下土壌３２の内部と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（遅い着脱）は、土壌浄化の開始後の早い時期には生じにくい。これに対して、地下土壌３２の表面と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（速い着脱）は、温水が注水されることにより地下水ＷＧに流れが生じると発生し易い。このため、土壌浄化の開始後の早い時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が実施されている期間Ｐ６の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を逆解析することにより、速い着脱の影響が大きい場合のパラメータとしての吸着係数Ｒ及び分配係数Ｋｄを精度よく同定することができる。
本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳについての観測データＭＤを逆解析することにより地下土壌３２の表面と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（速い着脱）の影響が大きい場合のパラメータとしての吸着（遅延）係数Ｒ及び分配係数Ｋｄを同定することができる。吸着係数Ｒ及び分配係数Ｋｄは、土壌浄化の開始後の早い時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が実施されている期間Ｐ６の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を抽出し、逆解析することにより同定することができる。分解や地下土壌３２の内部と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（遅い着脱）は、土壌浄化の開始後の早い時期には生じにくい。これに対して、地下土壌３２の表面と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（速い着脱）は、温水が注水されることにより地下水ＷＧに流れが生じると発生し易い。このため、土壌浄化の開始後の早い時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が実施されている期間Ｐ６の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を逆解析することにより、速い着脱の影響が大きい場合のパラメータとしての吸着係数Ｒ及び分配係数Ｋｄを精度よく同定することができる。
（遅い着脱のパラメータの同定）
本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳについての観測データＭＤを逆解析することにより地下土壌３２の内部と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（遅い着脱）の影響が大きい場合のパラメータとしての吸着（遅延）係数Ｒ及び分配係数Ｋｄを同定することができる。吸着係数Ｒ及び分配係数Ｋｄは、土壌浄化がある程度進んだ時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ７において濃度ＤＳが増加している時間帯ＴＺ５の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を抽出し、逆解析することにより同定することができる。土壌浄化が所定の程度進んだ時期には、分解の濃度ＤＳに及ぼす影響は、比較的小さくなる。また、地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ７には、地下土壌３２の表面と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（速い着脱）も生じにくくなる。これに対して、土壌浄化が所定の程度進むことにより地下土壌３２の内部と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（遅い着脱）は、温水が注水されることにより地下水ＷＧに流れが生じると発生し易い。このため、例えば、土壌浄化がある程度進んだ時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ７において濃度ＤＳが増加している時間帯ＴＺ５の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を逆解析することにより、遅い着脱の影響が大きい場合のパラメータとしての吸着係数Ｒ及び分配係数Ｋｄを精度よく同定することができる。
本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳについての観測データＭＤを逆解析することにより地下土壌３２の内部と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（遅い着脱）の影響が大きい場合のパラメータとしての吸着（遅延）係数Ｒ及び分配係数Ｋｄを同定することができる。吸着係数Ｒ及び分配係数Ｋｄは、土壌浄化がある程度進んだ時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ７において濃度ＤＳが増加している時間帯ＴＺ５の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を抽出し、逆解析することにより同定することができる。土壌浄化が所定の程度進んだ時期には、分解の濃度ＤＳに及ぼす影響は、比較的小さくなる。また、地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ７には、地下土壌３２の表面と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（速い着脱）も生じにくくなる。これに対して、土壌浄化が所定の程度進むことにより地下土壌３２の内部と地下水ＷＧとの間における汚染物質の吸着及び離脱（遅い着脱）は、温水が注水されることにより地下水ＷＧに流れが生じると発生し易い。このため、例えば、土壌浄化がある程度進んだ時期の地下水ＷＧの注水及び揚水が休止されている期間Ｐ７において濃度ＤＳが増加している時間帯ＴＺ５の観測データＭＤ（汚染物質の地下水ＷＧに対する濃度ＤＳ）を逆解析することにより、遅い着脱の影響が大きい場合のパラメータとしての吸着係数Ｒ及び分配係数Ｋｄを精度よく同定することができる。
また、本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、逆解析は、図３に示されるように、観測データＭＤが抽出された観測井戸５０とその周辺（例えば、５～１０ｍ四方）の観測井戸５０を含むように設定（抽出）された対象領域ＳＡについて行われる。各々の観測井戸５０における観測データＭＤは、抽出された時間帯の部分（データ）が逆解析される。これにより、観測データＭＤを抽出した観測井戸５０の近傍だけでなく対象領域ＳＡについて空間的に平滑化されることにより安定した観測データＭＤを逆解析することができ、吸着（遅延）係数Ｒ、分配係数Ｋｄ、減衰係数λといった複数のパラメータの推定精度を確保することができる。
本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、注水井戸３６から地下土壌３２の内部への注水及び揚水井戸３４からの地下水ＷＧの揚水の実施と休止が所定間隔で繰り返し行われると共に浄化対象区域ＰＡ内における地下土壌３２の内部及び地下水ＷＧから観測データＭＤを取得しながら行われる土壌浄化の効果を評価することができる。複数のパラメータを各々同定するための逆解析は、観測データＭＤの中から一のパラメータの影響が他のパラメータよりも大きくなる観測データＭＤの種類及び観測時間帯を抽出して行われる。これにより、例えば、複数のパラメータについて同時に逆解析を行う場合のようにパラメータ毎の重み係数を設定する必要がないため、逆解析の誤差要因を減らすことができ、解析精度を向上させることができる。また、観測データＭＤの種類及び観測時間帯を抽出して逆解析を行うことにより、例えば、全ての観測データＭＤを同時に逆解析する場合と比べて計算時間を大幅に短縮することができる。
また、本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、地下水ＷＧの揚水が実施又は休止されている期間において水位Ｈが一定となる時間帯のデータを逆解析することにより地下水ＷＧの地下土壌３２に対する浸水率を同定する。土壌浄化の効果に影響を及ぼす複数のパラメータは、地下水ＷＧの地下土壌３２に対する浸水率の関数となる。このため、複数のパラメータの逆解析において浸水率を同定して逆解析を行うことにより浸水率が不確定であることに起因する誤差要因を取り除くことができる。これにより、逆解析によるパラメータの解析精度を向上させることができる。
さらに、本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、地下水ＷＧの揚水が休止されている期間において地下土壌３２の内部の温度が下降している時間帯のデータを逆解析することにより地下土壌３２の熱伝導率及び比熱を同定する。土壌浄化の効果に影響を及ぼす複数のパラメータは、地下土壌３２の熱伝導率及び比熱の関数となる。このため、複数のパラメータの逆解析において地下土壌３２の熱伝導率及び比熱を同定して逆解析を行うことにより熱伝導率及び比熱が不確定であることに起因する誤差要因を取り除くことができる。これにより、逆解析によるパラメータの解析精度を向上させることができる。
また、本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、図５に示されるように、逆解析により同定された複数のパラメータを用いた順解析により汚染物質の濃度ＤＳ（図中のInverse Analysis）を算出することができる。図５は、縦軸が濃度ＤＳ、横軸が時間（期間）を表す時系列データである。また、図５には、地下水ＷＧを分析して得られた濃度ＤＳの観測データＭＤ（図中のMeasured）と簡易算式等により概算された複数のパラメータを用いた順解析により算出された汚染物質の濃度ＤＳ（図中のAnalysis）が同じく図示されている。多変数逆解析システム１０で用いられる複数のパラメータは、速い着脱が顕著な時期ＴＺＡ、遅い着脱が顕著な時期ＴＺＢ、分解が顕著な時期ＴＺＣに応じて複数のパラメータを使い分けている。これにより、解析精度を確保した複数のパラメータにより土壌浄化の効果の評価を精度よく行うことができる。
さらに、本実施形態に係る多変数逆解析システム１０によれば、演算時間を短縮した上で汚染物質の地下土壌３２への吸着及び分解微生物ＭＣによる分解に影響を及ぼすパラメータを精度よく演算することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る多変数逆解析方法を適用した多変数逆解析システム１０は、複数のパラメータにより表される事象の逆解析において、パラメータ毎に逆解析を行うことができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において実施し得ることは勿論である。
なお、本実施形態では、多変数逆解析は、上記（１）式で表される移流分散方程式を逆解析するとして説明したが、これに限らず、例えば、（１）式に注水が加温されることによる影響や分解微生物を添加することによる影響等を表した項が付加された支配方程式が逆解析されてもよい。
１０ 多変数逆解析システム（多変数逆解析方法）
３２ 地下土壌（地盤）
３４ 揚水井戸
３６ 注水井戸
Ｈ 地下水位
ＭＣ 分解微生物
ＷＧ 地下水
３２ 地下土壌（地盤）
３４ 揚水井戸
３６ 注水井戸
Ｈ 地下水位
ＭＣ 分解微生物
ＷＧ 地下水
Claims (3)
- 注水井戸から地盤の内部への注水及び揚水井戸からの地下水の揚水の実施と休止が所定間隔で繰り返し行われると共に浄化対象とする区域内における前記地盤の内部及び前記地下水から観測データを取得しながら行われ、前記地盤の内部において前記地下水に対する浄化対象物質の濃度を低減する土壌浄化の効果を評価する方法に用いられ、
前記土壌浄化の効果に影響を及ぼす複数のパラメータは、前記観測データの中から一の前記パラメータの影響が他の前記パラメータよりも大きくなる前記観測データの種類及び観測時間帯を抽出して逆解析することにより各々同定される多変数逆解析方法であって、
前記土壌浄化は前記地盤の内部における前記地下水の水位を観測しながら行われ、
前記地下水の注水及び揚水が実施又は休止されている期間において前記水位が一定となる時間帯の前記水位のデータを逆解析することにより前記地下水の前記地盤の浸水率を同定する多変数逆解析方法。 - 注水井戸から地盤の内部への注水及び揚水井戸からの地下水の揚水の実施と休止が所定間隔で繰り返し行われると共に浄化対象とする区域内における前記地盤の内部及び前記地下水から観測データを取得しながら行われ、前記地盤の内部において前記地下水に対する浄化対象物質の濃度を低減する土壌浄化の効果を評価する方法に用いられ、
前記土壌浄化の効果に影響を及ぼす複数のパラメータは、前記観測データの中から一の前記パラメータの影響が他の前記パラメータよりも大きくなる前記観測データの種類及び観測時間帯を抽出して逆解析することにより各々同定される多変数逆解析方法であって、
前記土壌浄化は前記地盤の内部の温度を観測しながら行われ、
前記地下水の注水及び揚水が休止されている期間において前記地盤の内部の温度が下降している時間帯の前記温度のデータを逆解析することにより前記地盤の熱伝導率及び比熱を同定する多変数逆解析方法。 - 注水井戸から地盤の内部への注水及び揚水井戸からの地下水の揚水の実施と休止が所定間隔で繰り返し行われると共に浄化対象とする区域内における前記地盤の内部及び前記地下水から観測データを取得しながら行われ、前記地盤の内部において前記地下水に対する浄化対象物質の濃度を低減する土壌浄化の効果を評価する方法に用いられ、
前記土壌浄化の効果に影響を及ぼす複数のパラメータは、前記観測データの中から一の前記パラメータの影響が他の前記パラメータよりも大きくなる前記観測データの種類及び観測時間帯を抽出して逆解析することにより各々同定される多変数逆解析方法であって、
前記土壌浄化は前記地下水における前記浄化対象物質の濃度を観測しながら行われ、
前記地下水の注水及び揚水が実施されている期間において前記濃度が減少している時間帯の前記濃度のデータを逆解析することによって前記浄化対象物質の前記地盤の内部における土壌への吸着に影響を及ぼす前記パラメータを同定し、
前記地下水の注水及び揚水が休止されている期間において前記濃度が減少している時間帯の前記濃度のデータを逆解析することによって分解微生物による分解に影響を及ぼす前記パラメータを同定し、
前記地下水の注水及び揚水が休止されている期間において前記濃度が増加している時間帯の前記濃度のデータを逆解析することによって前記浄化対象物質の前記地盤の内部における土壌への吸着に影響を及ぼす前記パラメータを同定する多変数逆解析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020016482A JP7369052B2 (ja) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | 多変数逆解析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020016482A JP7369052B2 (ja) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | 多変数逆解析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021122764A JP2021122764A (ja) | 2021-08-30 |
| JP7369052B2 true JP7369052B2 (ja) | 2023-10-25 |
Family
ID=77459948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020016482A Active JP7369052B2 (ja) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | 多変数逆解析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7369052B2 (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000263029A (ja) | 1999-03-15 | 2000-09-26 | Ebara Corp | 土壌浄化用薬品注入方法およびその装置 |
| JP2002119951A (ja) | 2000-10-13 | 2002-04-23 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 土壌及び地下水浄化の管理システム並びに浄化の管理方法 |
| JP2006272263A (ja) | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 土壌浄化方法及び装置 |
| JP2007098330A (ja) | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Teijin Fibers Ltd | 汚染土壌浄化の方法及びそのための汚染土壌浄化の管理システム |
| JP2016017773A (ja) | 2014-07-04 | 2016-02-01 | 国立大学法人信州大学 | 熱応答試験および揚水試験の解析方法および解析プログラム |
| WO2018043508A1 (ja) | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 株式会社竹中工務店 | 汚染土壌浄化システム |
| CN111804723A (zh) | 2020-07-20 | 2020-10-23 | 轻工业环境保护研究所 | 一种原位化学氧化修复监测与调控系统 |
-
2020
- 2020-02-03 JP JP2020016482A patent/JP7369052B2/ja active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000263029A (ja) | 1999-03-15 | 2000-09-26 | Ebara Corp | 土壌浄化用薬品注入方法およびその装置 |
| JP2002119951A (ja) | 2000-10-13 | 2002-04-23 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 土壌及び地下水浄化の管理システム並びに浄化の管理方法 |
| JP2006272263A (ja) | 2005-03-30 | 2006-10-12 | Hitachi Plant Technologies Ltd | 土壌浄化方法及び装置 |
| JP2007098330A (ja) | 2005-10-06 | 2007-04-19 | Teijin Fibers Ltd | 汚染土壌浄化の方法及びそのための汚染土壌浄化の管理システム |
| JP2016017773A (ja) | 2014-07-04 | 2016-02-01 | 国立大学法人信州大学 | 熱応答試験および揚水試験の解析方法および解析プログラム |
| WO2018043508A1 (ja) | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 株式会社竹中工務店 | 汚染土壌浄化システム |
| US20190232347A1 (en) | 2016-08-31 | 2019-08-01 | Takenaka Corporation | Contaminated soil purification method |
| CN111804723A (zh) | 2020-07-20 | 2020-10-23 | 轻工业环境保护研究所 | 一种原位化学氧化修复监测与调控系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021122764A (ja) | 2021-08-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dearden et al. | Release of contaminants from a heterogeneously fractured low permeability unit underlying a DNAPL source zone | |
| Qi et al. | Optimization of groundwater sampling approach under various hydrogeological conditions using a numerical simulation model | |
| Devlin et al. | A semipassive nutrient injection scheme for enhanced in situ bioremediation | |
| JP7369052B2 (ja) | 多変数逆解析方法 | |
| Vanderborght et al. | Analyses of locally measured bromide breakthrough curves from a natural gradient tracer experiment at Krauthausen | |
| Fjordbøge et al. | ZVI-Clay remediation of a chlorinated solvent source zone, Skuldelev, Denmark: 2. Groundwater contaminant mass discharge reduction | |
| Wang et al. | High stress low-flow (HSLF) sampling: A newly proposed groundwater purge and sampling approach | |
| Chen et al. | Evaluation of longitudinal and transverse dispersivities/distance ratios for tracer test in a radially convergent flow field with scale-dependent dispersion | |
| JP7423333B2 (ja) | 加温浄化の解析方法 | |
| Brusseau et al. | The integrated contaminant elution and tracer test toolkit, ICET3, for improved characterization of mass transfer, attenuation, and mass removal | |
| Sedivy et al. | Design screening tools for passive funnel and gate systems | |
| Meng et al. | Remediation potential of borehole thermal energy storage for chlorinated hydrocarbon plumes: Numerical modeling in a variably-saturated aquifer | |
| JP7423334B2 (ja) | 土壌浄化の解析方法 | |
| Kim et al. | Determination of two‐dimensional laboratory‐scale dispersivities | |
| Zheng et al. | Numerical modeling and performance evaluation of passive convergence-permeable reactive barrier (PC-PRB) | |
| Yang et al. | SVE design: Mass transfer limitation due to molecular diffusion | |
| Liang et al. | Probabilistic simulation of remediation at a site contaminated by trichloroethylene | |
| Nair et al. | Numerical modeling of contaminant transport in sets of parallel fractures with fracture skin | |
| Bai et al. | Time series analysis of contaminant transport in the subsurface: Applications to conservative tracer and engineered nanomaterials | |
| Hobbs et al. | The hydrogeology of the Krugersdorp Game Reserve area and implications for the management of mine water decant | |
| Hoffman et al. | A conceptual model and remediation strategy for volatile organic compounds in groundwater in unconsolidated sediments: A Lawrence Livermore National Laboratory case study | |
| Shiba et al. | Mathematical model for hydraulically aided electrokinetic remediation of aquifer and removal of nonanionic copper | |
| Rosenberg et al. | Determination of vertical hydraulic gradient in clay till using a MiHPT advanced Direct-push technology | |
| Banerjee et al. | Monitoring and quantification of phosphorus fluxes in groundwater with innovative passive sampling techniques | |
| Saenton et al. | Determination of DNAPL entrapment architecture using experimentally validated numerical codes and inverse modeling |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221221 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230814 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230822 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230922 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231003 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231013 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7369052 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |