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小橋 昭夫; 尾上 博則; 山本 真哉*; 本多 眞*; 櫻井 英行*; 増本 清*
JAEA-Research 2015-022, 89 Pages, 2016/03
JAEA-Research-2015-022.pdf:27.85MB
高レベル放射性廃棄物の地層処分事業においては、地表より300m以深の地下深部に数km四方の地下施設が建設される。地層処分の安全性の評価にあたっては、放射性核種の主要な移行媒体となる地下水の流動特性やその不均質性を把握することが重要である。岩盤中には周辺岩盤と比較して数桁に渡り透水性の異なる断層や亀裂といった不連続構造が分布している。それらは空間的な透水不均質性の要因であり、地下水の流動方向や流速に大きな影響を与えている。このような透水不均質を効率的に推定するにあたっては、揚水試験などによる地下水圧変化データを用いた地下水流動の逆解析が有効な手法の1つとして挙げられる。一方で、原位置調査には調査数量や工期といった様々な制約があり、取得される調査データは限られたものとなる。また、調査の量や質に応じて最適な逆解析手法を選定する必要があると考えられる。そこで、本研究では地下水流動評価における逆解析手法の適用方法の検討に資することを目的として、複数の解析手法を用いた数値実験を実施した。さらに、得られた結果に基づき、解析手法の違いが解析結果に及ぼす影響の分析、およびそれぞれの手法の適用性を整理した。比較検討には、変分法による随伴方程式を用いたデータ同化手法であるアジョイント法、および逐次データ同化手法の一種であるアンサンブルカルマンフィルタによる逆解析手法を適用した。
仲村 愛*; 平仲 裕一*; 辺土 正人*; 仲間 隆男*; 立津 慶幸*; 眞榮平 孝裕*; 三浦 泰直*; 森 晶宣*; 堤 泰樹*; 広瀬 雄介*; et al.
Journal of the Physical Society of Japan, 82(12), p.124708_1 - 124708_6, 2013/12
被引用回数：21 パーセンタイル：72.6(Physics, Multidisciplinary)Fermi surfaces and magnetic properties of an antiferromagnet EuBi were investigated on a flux-grown single crystal. A critical magnetic field of 225 kOe where the magnetic moments are forced to align ferromagnetically was well explained by the magnetic exchange interaction based on a two-sublattice model. The Fermi surface characteristics are in agreement with the theoretical prediction indicating a fully magnetic divalent state in Eu atoms.
山本 真哉*; 本多 眞*; 櫻井 英行*; 鈴木 誠*; 真田 祐幸; 杉田 裕; 松井 裕哉
Proceedings of 14th Annual Conference of the International Association for Mathematical Geosciences (IAMG 2010) (CD-ROM), 12 Pages, 2010/09
高レベル放射性廃棄物の地層処分での処分場の設計においては、地下水水質分が明らかになれば地下深部水理地質環境を理解することができる。本研究は、広範囲で網羅的に調査されている比抵抗値と関連性がある地下水の化学的特性をモデル化する地球統計学的手法を提案するものである。提案するシステムは2つの手法を組合せており、一つはクリギング手法を用いた比抵抗データの統合、もう一つはクリギングによる水理地球化学特性の3次元モデル化である。偶然の不確実性と認識された不確実の2種類の不確実性が明らかになったが、提案した手法によるこれらの不確実性は、従来のモデルの不確実性よりも小さかった。
本多 眞*; 山本 真哉*; 櫻井 英行*; 鈴木 誠*; 真田 祐幸; 杉田 裕; 松井 裕哉
土木学会論文集,C, 66(3), p.609 - 624, 2010/08
地下水水質や透水性などの地下深部の地質環境は一般に空間的に不均質であり、限られた調査から合理的かつ信頼性の高いモデルを構築する技術は、高レベル放射性廃棄物処分場のような大規模な地下構造物の設計において非常に重要となる。またモデルの信頼性を担保するためには、モデルに含まれる不確実性を定量的に評価できることが求められる。本論文では特に地下水の水質分布に着目し、広範囲かつ網羅的に調査が可能な電磁探査から得られる比抵抗値との相関関係を利用した地球統計学的な三次元分布のモデル化手法を提案した。具体的には幌延深地層研究計画で取得された広域の電磁探査から試錐孔における電気検層までさまざまなスケールの比抵抗値データをその精度に応じて段階的に統合した比抵抗値モデルと離散的にしか得られない限られた地下水水質データから三次元分布モデルを構築した。さらには、構築されたモデルに含まれる不確実性に着目して、不確実性の要因を整理したうえでデータに基づいたシミュレーションによりその評価を行った。その結果、提案手法によるモデルの不確実性が他の手法と比べて小さく見積もられ、提案手法の有効性を示すことができた。
本多 眞*; 桜井 英行*; 鈴木 誠*; 岩佐 健吾*; 松井 裕哉
JAEA-Research 2008-038, 73 Pages, 2008/06
JAEA-Research-2008-038.pdf:18.44MB
本研究は、幌延深地層研究計画における「地上からの調査研究段階(第1段階)」で取得された調査データを利用して、堆積軟岩を対象に地盤統計手法を利用した地質環境モデルの構築手法の確立と情報量とモデルの信頼度の関係を客観的に評価する技術の開発を目的としたものであり、平成15年度から平成18年度の4年間で実施された清水建設との共同研究である。平成15年度から平成17年度の3年間は、年度ごとに得られたデータを用いて、比抵抗値分布の三次元モデルとその比抵抗値モデルとの相関関係を利用した地下水溶存濃度分布の三次元モデル,透水係数分布の三次元モデルの構築と更新を行い、データ量とモデルの信頼度の検討を行った。平成18年度は、最終年度のまとめとして、本研究で用いたモデル構築方法の有効性を確認するため、従来から用いられている地球統計解析に基づくモデルとの比較を行った。また、調査手順とモデルの信頼性との関係を検討するため、実際とは異なる調査手順を想定し、調査進展に伴うモデルの信頼度の比較を行った。
本多 眞*; 鈴木 誠*; 桜井 英行*; 岩佐 健吾*; 松井 裕哉
JAEA-Research 2007-028, 91 Pages, 2007/04
JAEA-Research-2007-028.pdf:17.93MB
本研究は、幌延深地層研究計画における「地上からの調査研究段階(第1段階)」で取得される調査データを利用して、堆積軟岩を対象として、地盤統計手法を利用した地質環境モデルの構築手法の確立と情報量とモデルの信頼度の関係を客観的に評価する技術の開発を目的として、平成15年度より実施してきたものである。本報告書は3年目の平成17年度に実施した研究内容を報告するものである。平成17年度では具体的に、2年目までの検討で用いた調査データに加えて、平成16年度に実施されたボーリング調査(HDB-9, 10, 11孔)のデータを用いて、1, 2年目と同様の水理地質環境モデルの構築を実施した。そして調査のステップに応じたデータ及びモデルの更新を実施し、データ量とモデルの信頼度の関係について検討した。また地下水水質モデルでは、溶存成分ごとに比抵抗値との相関関係をもとにモデルを構築し、その特徴を明らかにした。
本多 眞*; 鈴木 誠*; 桜井 英行*; 岩佐 健吾*; 松井 裕哉
第41回地盤工学研究発表会発表講演集, p.51 - 52, 2006/07
日本原子力研究開発機構が北海道幌延町で実施中の幌延深地層研究計画で取得されてきた各種調査データのうち、網羅的に調査可能な各種の比抵抗探査データを利用することで、比抵抗値と相関性の強い水理地質パラメータの広域三次元構造を合理的にモデル化できることを示してきた。本稿では、これまでの研究成果を踏まえ、平成12年度から開始した幌延深地層研究計画の地上からの調査段階の進展に伴う情報量の増加とモデルの信頼度との関係について定量的な評価を試み、調査の効果に関する考察を行った。具体的には、各種の比抵抗探査から推定した地盤の比抵抗値分布を補助的な情報として、離散的に得られる原位置地盤の透水係数データから地球統計手法により透水係数分布をモデル化し、調査段階ごとに精度比較を行うことで、調査の進展とモデルの信頼度の関係を定量的に把握した。
本多 眞*; 桜井 英行*; 岩佐 健吾*; 鈴木 誠*; 松井 裕哉
平成18年度(2006年)資源・素材学会春季大会講演集(I)資源編, p.49 - 52, 2006/03
高レベル放射性廃棄物の地層処分のような大規模地下構造物の設計・施工においては、限られた調査から合理的かつ信頼性の高い水理地質環境(透水性や地下水水質など)を把握することがプロジェクト全体のコスト低減の観点から重要となる。本研究は、そのような観点から、地球統計学的手法に基づく対象場の水理地質環境モデルの構築手法の確立と、構築したモデルの信頼度を客観的に評価する技術の開発を目的として実施している。具体的には、日本原子力研究開発機構が北海道幌延町で実施中の幌延深地層研究計画で取得した各種データのうち、広域
ボーリング孔といった異なるスケールで取得されている比抵抗分布に着目し、比抵抗分布と水理地質環境に関連するパラメータの相関性の検討やモデルの構築を地球統計学的手法で行うとともに、モデルの信頼度をクロスバリデーションという形で評価した。本研究の結果、地球統計法を駆使し広域から狭域までの物理探査結果を統合しその比抵抗分布モデルに基づく水理地質環境モデルを構築する技術をほぼ構築した。また、モデルの信頼度の評価結果から、単純なデータ量の増加は必ずしもモデルの信頼度の向上に寄与しない可能性があることなどの知見を得た。
本多 眞*; 鈴木 誠*; 桜井 英行*; 岩佐 健吾*; 松井 裕哉
JNC TY5400 2005-001, 140 Pages, 2005/03
JNC-TY5400-2005-001.pdf:33.03MB
抄録なし
本多 眞*; 鈴木 誠*; 桜井 英行*; 岩佐 健吾*; 松井 裕哉
JNC TY5400 2004-001, 255 Pages, 2004/03
JNC-TY5400-2004-001.pdf:51.46MB
本研究は、幌延深地層研究計画でこれまで取得されたデータを用い、地盤統計学的手法により地質環境のモデル化を行うとともに年度前に実施される調査データを付加することでデータ量とモデルの精度との関係を定量的に評価しうる方法論を構築することを目的としている。研究の初年度である平成15年度は、最も広範囲にデータが取得されている比抵抗値と他のデータ間の相関性の検討を行い、その結果に基づき水質分布や透水係数の3次元分布モデルを作成した。
本多 眞*; 桜井 英行*; 鈴木 誠*; 穂刈 利之*; 岩佐 健吾*; 松井 裕哉; 杉田 裕; 真田 祐幸
no journal, ,
日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究計画において取得されたデータを利用し、著者らは、堆積軟岩を対象に、モデルの信頼度と取得された情報量との関係を客観的に評価できる地質環境モデルの構築技術の研究開発を行ってきた。具体的には、各種比抵抗探査データを統合して三次元比抵抗値分布モデルを構築する技術、そして、その統合比抵抗値モデルとの相関性を利用し、離散的にしか得られない水質などのデータからその三次元分布を推定する技術である。これらは網羅的な補助データを利用した地球統計学手法であり、推定結果の信頼度の客観的評価も可能である。本稿では、幌延深地層研究計画における地質調査の経年進捗に対応する地質環境モデル群を本提案手法と、網羅的な補助データを考慮しない一般的手法(ユニバーサルクリギング)の両者で構築,比較することにより、本手法の有効性について報告した。
桜井 英行*; 本多 眞*; 鈴木 誠*; 穂刈 利之*; 岩佐 健吾*; 松井 裕哉; 杉田 裕; 真田 祐幸
no journal, ,
日本原子力研究開発機構の幌延深地層研究計画において取得されたデータを利用し、著者らは、堆積軟岩を対象に、モデルの信頼度と取得された情報量との関係を客観的に評価できる地質環境モデルの構築技術の研究開発を行ってきた。具体的には、各種比抵抗探査データを統合して三次元比抵抗値分布モデルを構築する技術、そして、その統合比抵抗値モデルとの相関性を利用し、離散的にしか得られない水質などのデータからその三次元分布を推定する技術である。これらは地球統計学の応用であり、推定結果の信頼度の客観的評価が可能である。本稿では、実際の計画とは手順の異なる調査計画を複数想定し、それぞれの計画の経年進捗に応じて統合比抵抗値モデルと地下水水質分布モデルを構築し、試錐孔を対象としたそれぞれの交差検証の結果を比較することにより、モデルの信頼性と調査計画の関係を考察する。
櫻井 英行*; 本多 眞*; 山本 真哉*; 鈴木 誠*; 真田 祐幸; 杉田 裕; 松井 裕哉
no journal, ,
地下水水質や透水性などの地下深部の地質環境は一般に空間的に不均質であり、限られた調査から合理的かつ信頼性の高いモデルを構築する技術は、高レベル放射性廃棄物処分場のような大規模な地下構造物の設計において非常に重要となる。またモデルの信頼性を担保するためには、モデルに含まれる不確実性を定量的に評価できることが求められる。本研究では、特に地下水の水質分布に着目し、広範囲かつ網羅的に調査が可能な電磁探査から得られる比抵抗値との相関関係を利用した地球統計学的な三次元分布のモデル化手法を提案した。具体的には幌延深地層研究計画で取得された広域の電磁探査から試錐孔における電気検層までさまざまなスケールの比抵抗値データをその精度に応じて段階的に統合した比抵抗値モデルと離散的にしか得られない限られた地下水水質データから三次元分布モデルを構築した。その結果、本研究で提案した手法は、一般的に使用される地球統計手法と比べ、推定残差とのばらつきが小さく、本手法の有効性を示すことができた。
本多 眞*; 櫻井 英行*; 山本 真哉*; 鈴木 誠*; 真田 祐幸; 杉田 裕; 松井 裕哉
no journal, ,
地下水水質や透水性などの地下深部の地質環境は一般に空間的に不均質であり、限られた調査から合理的かつ信頼性の高いモデルを構築する技術は、高レベル放射性廃棄物処分場のような大規模な地下構造物の設計において非常に重要となる。またモデルの信頼性を担保するためには、モデルに含まれる不確実性を定量的に評価できることが求められる。本研究では、比抵抗値を利用して構築した地下水水質モデルが含む不確実性の要因を偶然的不確実性・認識論的不確実性の2つの観点から整理した。また、本研究で提案したモデルを構築するうえで含まれる不確実性の定量化を試みた。
山本 真哉*; 本多 眞*; 櫻井 英行*; 尾上 博則; 増本 清*
no journal, ,
観測結果から一意にモデルを同定できない不適切問題を解く手段として、データ同化技術が近年注目されており、筆者らは地下水流動解析を対象として、逐次データ同化技術の一種であるアンサンブルカルマンフィルタを用いた逆解析手法を開発してきた。本研究では、アンサンブルカルマンフィルタを用いて、不均質な透水係数分布を同定するための手法について検討し、その適用性を数値実験により検証した。本数値実験の結果、不均質な透水係数分布を概ね同定できたことから、揚水試験結果から水理地質構造の透水不均質性を評価する際にアンサンブルカルマンフィルタが有用な逆解析手法になりうることが示された。
山本 真哉*; 本多 眞*; 櫻井 英行*; 尾上 博則; 増本 清*
no journal, ,
断層などの不連続構造によって生じる透水特性の空間的な不均質性は、周辺の地下水流動場に大きな影響を与えるため、その把握が重要となるが、原位置調査だけでこれを評価するのは容易ではない。しかし、透水特性に顕著な不均質性が存在した場合、原位置調査で取得された地下水観測データにもその影響が反映されると考えられるため、観測データと地下水流動モデルを用いて逆解析を行うことにより不均質性を評価できる可能性がある。透水係数の3次元分布を求めるためには多数の未知パラメータの同定が必要であり、さらに、地下水流動モデルは非線形であることから、これを一般的な逆解析手法で解くことは困難である。そこで、本研究では多次元かつ非線形の逆問題にも適用可能なアンサンブルカルマンフィルタによる逆解析を実施し、透水特性の空間的な不均質性の評価手法としての適用性を確認した。本手法の適用性確認にあたっては、揚水試験を模擬した数値実験を実施し、アンサンブルカルマンフィルタの性能や特性について考察した。
小橋 昭夫; 尾上 博則; 山本 真哉*; 本多 眞*; 櫻井 英行*; 増本 清*
no journal, ,
地下水流動評価における逆解析手法の適用方法の検討に資することを目的として、複数の解析手法を用いた数値実験を実施した。さらに、得られた結果に基づき、解析手法の違いが解析結果に及ぼす影響の分析、およびそれぞれの手法の適用性を整理した。比較検討には、変分法による随伴方程式を用いたデータ同化手法であるアジョイント法、および逐次データ同化技術の一種であるアンサンブルカルマンフィルタによる逆解析手法を適用した。本研究では、数値実験を実施し、それぞれの手法の性能が最大限に発揮される適用条件が異なる可能性を示した。
