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論文

分布型タンクモデルを用いた涵養量評価

池田 誠; 宗像 雅広; 酒井 隆太郎; 渕脇 博孝; 木村 英雄; 松葉 久*

日本地下水学会2010年秋季講演会講演要旨, p.282 - 287, 2010/11

本研究は、北海道北部に位置する幌延地域を包括する天塩川流域を対象に、分布型タンクモデルを構築し、流域内の涵養量を評価することを目的とする。当該地域は、冬季に積雪、春季に融雪を伴う地域であるため、積雪・融雪を再現するモデルも設置している。モデルの構築を行った後に、気象データ(メッシュ気候値2000),地質データ(国土数値情報)を用いて流域内での水収支シミュレーションを実施し、タンクモデルからの流出量と実測河川流量との比較からモデルの再現性の検討を行い流域内の毎月の涵養量を評価した。その結果、月平均で1.8mmの涵養量であると評価できた。融雪によって水量が増加する時期では涵養量が増加し、冬期の積雪により水量供給が減少する時期では貯留量の減少に伴い、涵養量の減少が示され、融雪の開始前後では涵養量が大きく異なる結果となった。また、月ごとの涵養量が月降水量に対して単純にどの程度の割合であるかについて検討を行ったところ、積雪・融雪の影響を受ける期間を除く7月から10月までの各月では、約6%前後となったことから、当該地域における月降水量に対する月涵養量の割合は約6%であることが示唆された。

口頭

地層処分の安全評価にかかわる広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,2; 解析対象範囲の検討

渕脇 博孝; 松葉 久; 宗像 雅広

no journal, , 

広域を対象とした長期的な地下水流動における解析範囲の設定方法として、地形,地質,水文等のおもに地表情報に関連する既往データを利用し、GISを活用する方法について検討を進めている。その適用事例として、内陸域の結晶質岩分布地域で3例、沿岸域の堆積岩分布地域で1例、それぞれ検討を実施した。後者の1例に関しては、将来の地形・海水面変化を考慮した場合の解析対象範囲についても検討した。その検討結果としての解析対象範囲を、別途実施した地下水流動解析の結果と比較した。その結果、現在地形に対する地下水流動解析のための解析範囲については、GIS解析結果を用いて合理的な範囲で解析領域の設定が行えることがわかった。また、将来の地形変化と海水面変化を考慮した場合の解析範囲の設定に関しては、考慮すべき時間の想定が重要であり、例えば、数万年後と10万年後の地形の変化量は大きく異なることから、これらの将来的予想が、長期的な地下水流動解析のための領域の設定に大きく影響することがわかった。

口頭

地層処分の安全評価にかかわる広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,5; 地形変化を考慮した地下水流動解析

宗像 雅広; 渕脇 博孝; 酒井 隆太郎; 花谷 育雄; 木村 英雄

no journal, , 

広域を対象とした長期地下水流動評価手法の開発の一環として、堆積岩分布地域を対象とした解析的検討を行った。対象となる地域は、砂泥互層が内湾方向に向かって緩く傾斜する単斜構造を呈する。この領域に対し、解析範囲を対象地域の中央に位置する河川とそれを取り囲む5河川の流域(およそ40$$times$$50km)とした。また、地層の透水性は、既存文献による透水性データを参考に設定し、間隙率は岩相の一般的値からの推定値を用いた。隆起侵食量に関しては、既存の調査を参考に空間分布を考慮して設定した。10万年間の地下水流動解析の結果を見ると、隆起の影響により全水頭の勾配が大きくなり、領域中央に位置する河川の中流域の地下500mにおける流速の変化は5%程度増加していた。流速の変動は場所によって大きな差を示しており、地質の分布等による影響の大小が考えられる。このため、より現実的な隆起侵食速度とその空間分布の設定を行うことで、長期的な流動状況の変化を想定できる可能性が示唆された。

口頭

地層処分の安全評価にかかわる広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,1; 研究概要

木村 英雄; 宗像 雅広; 花谷 育雄; 酒井 隆太郎; 渕脇 博孝; 松葉 久

no journal, , 

地層処分評価手法の整備を目的として、(1)外的要因を考慮した広域かつ長期にわたる地下水流動解析モデルの構築,(2)広域かつ長期に亘る地下水流動解析モデルの検証方法,(3)広域かつ長期にわたる地下水流動解析コードの整備を実施している。平成16年から平成21年までの研究計画においては、数10$$sim$$100km程度の広域における地下水流動が考慮可能な基本モデルを構築するとともに、その基本モデルによる解析結果の検証のための対象地区を選定して、広域的水文現象に関する既存調査結果並びに知見をもとに検証を行う予定としている。平成19年度からは、地形及び気候関連事象の変化等の外的要因による地下水流動系への影響を評価できる解析モデルに拡張し、水文地質学的変化を伴う広域における長期地下水流動の評価手法を整備中である。本報告並びに関連する報告において、長期的な地下水流動解析を実施する際の解析対象範囲に関する検討、海水面変化が地下水流動に影響を与えるシナリオの検討、地下水流動に与える長期的な地形変化の調査、地形変化がもたらす地下水流動変化の解析的検討等を報告する。

口頭

広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,2; 広域地下水流動影響評価システムの開発・整備

渕脇 博孝; 滑川 麻紀; 宗像 雅広; 木村 英雄

no journal, , 

地層処分の安全評価における地下水流動評価では、数10$$sim$$100km程度の広い領域における環境条件の変化が、処分施設周辺の流動状況に影響を及ぼす可能性を考慮する必要がある。原子力機構では、地層処分の安全評価手法整備の一環として、地質学的,気象学的,水文学的現象が複雑に影響する条件下での広域を対象とした長期地下水流動解析コードの開発・整備を実施してきた。本解析コードの開発目的は、隆起・侵食・沈降現象等による地形変化の影響や海面変化・降雨量の変化などの長期的な環境条件の変化が、深部の地下水流動にどのような影響を与えるのかを定量的に把握することである。本解析システムの特徴は、隆起侵食現象等の地形変化,海面変化,気候変化等の調査結果を取り込み,天然現象等の長期的な環境変化による深部地下水流動への影響を定量的に評価できることである。しかしながら、将来の海底地形,河川位置等現在の知見だけでは想定・解決できない技術的課題も多い。今後は、この将来の地形変化,気候変化等に関する情報・知見を整備し、これら外的要因の影響下でも確度の高い評価が行えるように広域地下水流動解析手法の整備・検証を実施していく必要がある。

口頭

広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,1; 研究概要

宗像 雅広; 木村 英雄; 酒井 隆太郎; 滑川 麻紀; 渕脇 博孝

no journal, , 

日本原子力研究開発機構では、高レベル廃棄物処分施設の立地選定段階でのレビューや安全審査時において、妥当かつ合理的な技術的判断を行うために必要な安全評価手法を開発している。長期的評価の観点から、水文地質学的変化による影響を考慮した広域地下水流動評価手法を開発し、地下水流動評価における技術的留意点の把握を進めた。平成20年度は、隆起・侵食現象,海面変化等の天然現象による、地下深部の流動状況の将来における変化を定量的に推定するため、海域を含んだ地質構造モデルを作成、その後、解析的な検討を実施した。その結果、現在地形による解析と将来地形による解析結果とを比較することで、地下水の流動方向が大きく異なる可能性があることに留意すべきであることがわかった。

口頭

広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,2; 寒冷期の到来等の気候変動を考慮した地下水流動評価の試み

渕脇 博孝; 宗像 雅広; 木村 英雄; 今井 久*; 塩崎 功*; 山下 亮*

no journal, , 

地下水流動に影響する外的要因には、10万年オーダーの周期で繰り返される気候変動があり、この気候変動により以下の現象が生じ、地下水流動に影響すると考えられる。(1)氷河の発達と消失,(2)降水量の変化,(3)凍土の発達による涵養量の低下,(4)海水準変動,(5)氷河の発達と消失に伴う地殻への加重による隆起・浸食,(6)氷河消失に伴う海水の希釈など。これらの現象が、地下水流動及び塩分濃度分布に与える影響の評価ための解析を実施した。解析結果から、全水頭分布は周期ごとの変化の影響は少なく、海水準変動の幅に影響を大きく受けることが明らかとなり、また、塩分濃度に関しては時間の経過とともに塩分濃度の低い領域(深部領域)へ広がることなどが示された。その解析結果及び評価について発表する。

口頭

広域を対象とした長期地下水流動に関する研究,4; 将来的な地形変化,海面変化による流動経路への影響

滑川 麻紀; 宗像 雅広; 渕脇 博孝; 木村 英雄

no journal, , 

高レベル放射性廃棄物の地層処分における安全評価では、広域に渡る長期的な地下水流動の評価が重要となる。本研究では、将来環境における海水面変化は地下水の流出域が変化するなど流動系に大きく影響を与える可能性があり、また地域的な隆起状況変化及び長期的な降雨量の変化に伴う侵食による地形面の変化は、地層中の動水勾配の変化をもたらすことから地下水流速の影響を定期的に把握する必要がある。地球規模の気候変動に伴う地形面と海水面の変化を既存データを元に推定し、長期的な流動への影響評価を試みた。その結果、房総半島を対象とした解析の結果からは、将来における地下水流動の変動は10%程度と評価された。

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