マイクロ波を利用した淡水の水位・電気伝導度および淡塩水境界位の計測システム

概要

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本報では，沿岸帯水層における淡水の水位hfw と電気伝導度（EC）σfw，淡塩水境界位hiの計測システムを開発するために，それら3者の計測方法を紹介するとともに，同システムの有効性を室内実験によって評価した．各計測には，対象媒質中におけるマイクロ波の伝播特性を評価できる時間領域反射法（TDR）を利用した．2つのTDRプローブのうち，一方をhfw-σfw計測，他方をhi計測に供し，1台のケーブルテスターからマイクロ波ステップパルスを各プローブのロッド部に送り，得られたTDR波形に基づいてhfw，σfw，hiを決定した．地下水観測井戸を模擬した円筒カラムにTDRプローブを垂直に設置し，異なるσfw条件において淡水面または淡塩水境界面を創出することで，hfwまたはhiの上昇過程におけるTDR波形を計測した．その結果，hfwの上昇過程の波形からロッドの根端－先端間を往復するパルスの伝播時間ttとプローブ周囲のトータルEC（σt）を，hiの上昇過程の波形から淡水中のパルスの往復伝播時間tfwを得た．さらに，hfwはttの，σfwはσtの，hiはtfwの各1次式に基づいて，それぞれ高精度で計測できることを確認した．hfwとhiの間に挟まれた淡水層厚を淡水領域，σfwを淡水の塩分濃度の指標とすることにより，提案したシステムは沿岸の地下淡水資源の質的および量的評価に有効に活用できるものと推察する．
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マイクロ波を利用した淡水の水位・電気伝導度および淡塩水境界位の計測システム

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