統計解析手法による地質環境の不均一性評価

Assessment of Heterogeneous Geological Environment Using Geostatistical Techniques; A Technical Report

戸井田 克*; 須山 泰宏*; 塩釜 幸弘*; 渥美 博行*; 阿部 泰典*; 古市 光昭*

Toida, Masaru*; Suyama, Yasuhiro*; Shiogama, Yukihiro*; Atsumi, Hiroyuki*; Abe, Yasunori*; Furuichi, Mitsuaki*

東濃地科学センターにおける地層科学研究では、地質環境特性を明らかにするために必要な調査・解析技術並びにその妥当性を評価する手法の開発を目的として実施している。これらの研究では、調査の各段階において不均一性を有する地質環境特性の推定に含まれる不確実性を定量的に評価し、この不確実性を低減するための合理的な手法の確立を一つの大きな目標としている。これまでの研究においては、調査の各段階で想定し得る(あるいは否定できない)モデルやパラメータの全体集合を考えることにより不確実性を定量化でき、調査結果に基づき妥当性が低いと考えられる選択肢を消去することによってその不確実性を低減できるという新たなアプローチを考案した。平成14年度は、現時点で用いることができる情報により、瑞浪超深地層研究所用地を対象とした3次元の地質構造のモデル化から地下水流動解析を実施し、不確実性の程度を推定した。具体的には、地下水の平均流速等を評価指標とした現段階の調査量での不確実性の把握と、感度解析による不確実性要因の分析を行った。その結果、以下のことが明らかとなった。1)これまでに考案したvariabilityとignoranceを考慮した不確実性評価手法を、3次元領域まで拡張し、適用することができた。このことは、本アプローチの実用化への足がかりになると考えられる。2)設定した地下水流動に対する評価指標(移行経路、移行時間、及び流速)に対し、不確実性の程度(ばらつき)を評価することができた。このことは、性能評価を見据えた地下水流動評価を対象に本アプローチが適用できることを示唆していると考えられる。3)地下水流動に対する感度解析を実施することにより、感度が高い地質構造要素を抽出することができた。このことから、本不確実性評価手法を用い、今後の調査・研究計画立案を支援することが可能であることが分かった。

"Geoscientific research" at Tono are developing site investigation and assessment techniques in geological environment. One of their important themes is to establish rational methodology to reduce uncertainties associated with the understanding of geological environment, which often exhibits significant heterogeneity. Purpose of this study is to identify and evaluate uncertainties associated with the understanding of geological environment. Because it is useful to guide designing effective site investigation techniques to reduce the uncertainty. For this, a methodology of the uncertainty analysis concerning the heterogeneous geological environment has been developed. In this report the methodology has also been tested through an exercise attempted in Tono area to demonstrate its applicability. This report summarizes as follows: 1)The exercise shows that the methodology considered 'variability' and 'ignorance' can demonstrate its applicability at three-dimensional case. 2)The exercise shows that the methodology can identity and evaluate uncertainties concerning ground water flow associated with performance assessment. 3)Based on sensitivity analysis, it is possible for the methodology to support designs of the following stage investigations to reduce the uncertainties efficiently.