傾斜計を用いた地下水流動評価法の開発とモデル解析

中谷 勝哉*; 松木 浩二*; 新井 孝志*; 大村 一夫*; 竹内 真司; 荒井 靖; 堀本 誠記*

Journal of MMIJ, 123(1), p.17 - 25, 2007/01

https://doi.org/10.2473/journalofmmij.123.17

Vascoほかの手法を改良して、傾斜データから地下水流動を推定する新たな手法を開発した。本手法の特徴は、(1)単位岩石体積あたりの地下水の体積変化(以下、単に地下水の体積変化と呼び、vと表す)やSkempton係数Bを要素内で一定としているVascoらの方法に対し、より詳細なvの空間分布を求めるため、要素内の任意点におけるvとBを各要素の節点の値から線形又は二次に内挿すること、(2)地下水の体積変化領域を明瞭に定義するため、設定した地下水の体積変化領域の境界においてvを0とすること、さらに、(3)解を得るための地表面傾斜量の二乗誤差に付加する拘束条件として、Vascoらの用いたvの1階偏微分の二乗和の代わりにvの2階偏微分の二乗和を用いることにある。この手法で線形に内挿する方法をInversion1, 二次に内挿する方法をInversion2と呼ぶ。はじめに手法の妥当性を確認するための注水解析を2つのモデルを用いて実施した。その結果、ゆっくり注水を行った場合(Model 1)は、Inversion1, 2とも理論解と整合し、Vascoほかの手法に比べて正確に地下水の体積変化を表現できることがわかった。一方、急激な注水を実施した場合(Model 2)の体積変化はInversion1, 2とも理論解を再現しなかった。これは解析的にvを決定するための要素数に比べて、実測値が少ないことが原因と考えられる。解析領域Vの大きさがvに与える影響について検討した。その結果、領域Vの大きさが2つの解析方法に与える影響は少ないことがわかった。解析の初期段階では領域Vは広い領域を設定してInversion1もしくはIversion2の解析を実施することが有利であることを示した。