大規模地下施設の建設,排水に伴う浅層地下水の地下深部への侵入; H, CFCs, SFトレーサーを用いた評価

Shallow groundwater intrusion to deeper depths caused by construction and drainage of a large underground facility; Estimation using H, CFCs and SF as trace materials

萩原 大樹  ; 岩月 輝希  ; 長谷川 琢磨*; 中田 弘太郎*; 富岡 祐一*

Hagiwara, Hiroki; Iwatsuki, Teruki; Hasegawa, Takuma*; Nakata, Kotaro*; Tomioka, Yuichi*

大規模地下施設の建設・操業においては、長期間にわたる地下水の地上への排水に伴い、周辺の地下水環境が変化する可能性がある。本研究では、地下施設周辺の浅層地下水の深部への侵入を推定するための評価手法の構築を目的として、瑞浪超深地層研究所(MIU)の深度500mまでの建設期間中、地下水中の主要化学成分、安定同位体比(D及びO), リチウム(H)さらに浅層地下水の指標となるクロロフルオロカーボン類(CFCs)や六フッ化硫黄(SF)について、約5年間、モニタリングを継続してきた。その結果、地下施設の建設に伴う排水の影響により、深度200-400mまで浅層地下水が侵入してきており、浅層地下水の混入率はHとCFC-12濃度から最大で50%程度と見積もられた。これは、花崗岩中に深度数百m規模、排水量が数万トン/月程度の地下施設を建設し、数年間操業した場合に周辺の地下水環境に与える影響の大きさを示す事例となる。また、HとCFCsを併用した調査解析が、地下施設の建設に伴う排水による浅層地下水の地下深部への侵入を確認するための効果的な方法であることが示された。

This study evaluates a method to estimate shallow groundwater intrusion in and around a large underground research facility (Mizunami Underground Research Laboratory - MIU). Water chemistry, stable isotopes (D and O), tritium (H), chlorofluorocarbons (CFCs) and sulfur hexafluoride (SF) in groundwater were monitored around the facility (from 20 m down to a depth of 500 m), for a period of 5 years. The results show that shallow groundwater inflows into deeper groundwater at depths of between 200-400 m. In addition, the content of shallow groundwater estimated using H and CFC-12 concentrations is up to a maximum of about 50%. This is interpreted as the impact on the groundwater environment caused by construction and operation of a large facility over several years. The concomitant use of H and CFCs is an effective method to determine the extent of shallow groundwater inflow caused by construction of an underground facility.