地下水−岩石反応を考慮した水理・物質移行解析
−解析コードTOUGHREACTとCO2地下貯留への適用−
高レベル放射性廃棄物地層処分や炭酸ガスの地下貯留においては、数万年以上の超長期にわたる貯蔵物質の移行特性を評価することが求められている。そのような超長期の物質移行を実験的に検討することは困難であり、数値解析によるアプローチが有効と考えられる。その場合、地下水流動に伴う移流や分散などの物理的機構とともに、物質の岩石表面への収着や鉱物生成など、地下水−岩石間における化学反応を同時に考慮する必要がある。本報では、当社がLBNL（ローレンスバークレー国立研究所）から導入した化学反応を考慮できる水理・物質移行解析コードTOUGHREACTの概要と、炭酸ガスの地下貯留シミュレーションへの適用事例を紹介する。
キーワード： 数値解析，地下水，地球化学計算，物質移行，CO2地下貯留
Numerical Simulation of Chemically Reactive Transport in Groundwater
- A Simulator TOUGHREACT and Its Application to the CO2 Sequestration in Deep Underground -
A chemically reactive transport simulator TOUGHREACT (Xu and Pruess, 2001), which has been developed at Lawrence Berkeley National Laboratory, was recently released. This coupled numerical simulator of multiphase fluid and heat flow, solute transport and chemical reactions would be useful for the assessment of mass transport and mineral alteration in the site of radioactive waste disposal, underground sequestration of carbon dioxide, acid mine drainage remediation, and so on. This paper firstly introduces the feature of the TOUGHREACT. The simulation of mineral trapping for CO2 disposal in deep saline aquifers performed by Xu et al. (2004) is also described, illustrating that such numerical experiments provide useful insight into long-term sequestration mechanisms.
keywords: numerical simulation, groundwater, geochemical calculation, mass transport, CO2 sequestration
＊１ 技術センター土木技術研究所地盤・岩盤研究室