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淡塩水境界面の測定方法

国内特許コード P110006004
整理番号 QP100031-JP
掲載日 2011年11月28日
出願番号 特願2010-182921
公開番号 特開2011-039064
登録番号 特許第5464548号
出願日 平成22年8月18日(2010.8.18)
公開日 平成23年2月24日(2011.2.24)
登録日 平成26年1月31日(2014.1.31)
優先権データ
  • 61/272,121 (2009.8.18) US
発明者
  • 伊藤 祐二
  • 宮本 英揮
出願人
  • 国立大学法人九州大学
発明の名称 淡塩水境界面の測定方法
発明の概要 【課題】 高塩分環境下でのマイクロ波信号の減衰の特性を逆に利用し、淡塩水境界面の測定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 a)淡水と塩水との重層系に、淡水側からTDRプローブを挿入して、前記TDRプローブの根端及び先端の間に、淡水と塩水との境界面が位置するように前記TDRプローブを配置するステップ、
b)TDR波形の急減点までのマイクロ波伝播時間tfwを測定するステップ、及び
c)前記TDRプローブの先端から前記境界面までの距離hiを下記数1から求めるステップ
【数1】



(数1中、εfwは前記淡水の比誘電率、Lは前記TDRプローブのロッド長、cは光速とする。)
とから構成されることを特徴とする。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要



大きな河川やダムなどがなく利用できる地表水が少ない沿岸地域では、農工業や生活用水などの地域の水資源として、地下水が利用される場合が多い。沿岸帯水層では、一般に高密度の海水が地下水下部に楔状に侵入している(図1(a))。こうした地域で地下水を利用する場合、淡水域への海水侵入が良質な水資源を確保する上で障害となる場合がある。塩分濃度の低い淡水を持続的に利用していくためには、揚水、降雨、潮汐などによって変化する淡水層厚を把握すること、すなわち海水侵入によって創出される淡水と塩水との境界面(以下、「淡塩水境界面」と称す。)をモニタリングすることが重要である。

淡塩水境界面の測定法として、電気探査法が挙げられる。この方法は、地表面から与えた電流によって測定される地中の比抵抗分布から、淡塩水境界面を非破壊的に検出するものである。しかし、機器の出力や電極間隔などによって測定深度が制限されるうえ、井戸での直接観測に比べて測定精度が低い(例えば、電磁法では誤差が10m以上になる場合がある)。また、井戸にセンサーを手動で落しこみ、地下水の鉛直電気伝導度プロファイルの急変点に基づき塩水浸入状況を観測する直接法でも、潮汐や降雨による境界面の時間変動を調べるのに多大な労力、費用、時間を要する。

その一方で、近年、時間領域反射法(TDR)により土壌含水量、導電率、水位等を計測することが、例えば、特許文献1において紹介されている。

しかしながら、TDRは、高塩分環境下では信号減衰のため計測ができなくなる場合があるという問題があった。

産業上の利用分野



本発明は、淡水と塩水との境界面を計測する方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
a)淡水と塩水との重層系に、淡水側からTDRプローブを挿入して、前記TDRプローブの根端及び先端の間に、淡水と塩水との境界面が位置するように前記TDRプローブを配置するステップ、
b)TDR波形の急減点までの時間tfwを測定するステップ、及び
c)前記TDRプローブの先端から前記境界面までの距離hiを下記数1から求めるステップ
【数1】


(数1中、εfwは前記淡水の比誘電率、Lは前記TDRプローブのロッド長、cは光速とする。)
とから構成されることを特徴とする淡塩水境界面の測定方法。

【請求項2】
前記TDRプローブの根端側をケーブルに接続し、地表面から前記淡塩水境界面までの距離を、前記地表面以下のケーブル長とロッド長の和から前記hiを差し引いた距離として求めることを特徴とする請求項1記載の淡塩水境界面の測定方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010182921thum.jpg
出願権利状態 登録
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