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MEASURING METHOD OF DILUTE SALT WATER BOUNDARY SURFACE

Patent code P110006004
File No. QP100031-JP
Posted date Nov 28, 2011
Application number P2010-182921
Publication number P2011-039064A
Patent number P5464548
Date of filing Aug 18, 2010
Date of publication of application Feb 24, 2011
Date of registration Jan 31, 2014
Priority data
  • 61/272121 (Aug 18, 2009) US
Inventor
  • (In Japanese)伊藤 祐二
  • (In Japanese)宮本 英揮
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人九州大学
Title MEASURING METHOD OF DILUTE SALT WATER BOUNDARY SURFACE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring method of a dilute salt water boundary surface by utilizing reversely an attenuation characteristic of a microwave signal under a high salinity environment.
SOLUTION: This method includes steps of: (a) inserting a TDR (Time Domain Reflectometry) probe into a double layer system of fresh water and salt water from the fresh water side, and arranging the TDR probe so that the boundary surface between fresh water and salt water is positioned between the root end and the tip of the TDR probe; (b) measuring a microwave propagation time tfwto a quick reducing point of a TDR waveform; and (c) determining a distance hifrom the tip of the TDR probe to the boundary surface from a mathematical expression (3). In the mathematical expression (3), εfwis a relative dielectric constant of fresh water, L is a rod length of the TDR probe, and c is the velocity of light.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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】
 
(省略)
(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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2010182921thum.jpg
State of application right Registered
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