派生断層の成長による地層処分システム周辺の地下水流動への影響評価

Evaluation of influence of splay fault growth on groundwater flow around geological disposal system

高井 静霞 ; 武田 聖司 ; 酒井 隆太郎*; 島田 太郎 ; 宗像 雅広 ; 田中 忠夫 

Takai, Shizuka; Takeda, Seiji; Sakai, Ryutaro*; Shimada, Taro; Munakata, Masahiro; Tanaka, Tadao

地層処分では、活断層による処分施設への直接的影響は立地選定の段階で回避することとされている。しかし、地下深部において活断層から派生した断層については事前に検知するのが困難なため、回避できない可能性が残されている。本研究では、検知できなかった分岐断層が将来成長し処分施設を直撃した場合に、地層処分システムの天然バリアに与える影響を評価した。まず国内における派生断層の事例調査を行い、断層成長に対する条件設定を行った。さらに、仮想的な堆積岩サイトにおいて派生断層の成長を仮定した水理・地質構造モデルを作成した。そして、処分施設の位置や深度および断層の成長速度をパラメータとして、地下水流動解析を実施した。その結果、処分施設からの移行経路は分岐断層の成長に伴い断層に沿って上昇する経路に変化し、地表到達までの平均流速が1-2桁程度上昇することが確認された。また、断層成長に伴い断層に沿った下向きの流れが形成することで、地表付近の酸化性地下水が処分施設へ流入する可能性があることが確かめられた。

In geological disposal, direct effect on geological repositories by active faults is avoided at a stage of site characterization; however, uncertainty remains for avoidance of faults derived from the active faults, which are concealed deep under the ground and difficult to detect in advance. In this research, the influence of growth of undetected splay faults on natural barrier in a geological disposal system, which will caused by attack of the faults in the future, was evaluated. We investigated examples of splay faults in Japan and set conditions for growth of splay faults. Furthermore, we assumed a disposal site composed of sedimentary rocks and made a hydrogeological model of growth of splay faults. We carried out groundwater flow analyses, changing parameters such as location and depth of repository and growth velocity of splay faults. The results indicate that main flow path from the repository is changed into upward flow along the splay fault due to its growth and the average velocity to the ground surface becomes one or two orders of magnitude higher than that before its growth. The results also suggest that the splay fault growth leads into the possibility of downward flow of oxidizing groundwater from ground surface area.