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渡部 豪; 浅森 浩一
no journal, ,
地層処分に係る地質環境の将来予測は外挿法を用いることが基本となるが、若い時代に活動が開始したと考えられる領域においては、その適用が限定されてしまう。したがって、数値シミュレーション等の演繹的な手法の構築も重要であると考えられる。本研究では、比較的若い時代に活動が開始したと考えられる南九州のせん断帯においてGNSS観測を実施し、詳細な地殻変動を推定した。2016年2月より現在までに取得した約三年間のデータを用いた解析の結果、このせん断帯では地表から深さ約15kmまでが固着してひずみを蓄積していること、それ以深では約14mm/yrの速度で左横ずれのすべりが生じていることが明らかになった。これらの結果は、数値シミュレーションを用いて将来の地殻変動を評価する場合に、その境界条件を与えるための情報として有用であると考えられる。
川村 英之; 上平 雄基; 小林 卓也
no journal, ,
原子力機構は、緊急時海洋環境放射能評価システムを開発した。本システムは、現在試験運用中であり、原子力施設から海洋へ放出される放射性核種を想定して、海洋拡散予測を毎日行っている。本研究では、システムで実行される海洋拡散シミュレーションの予測精度を検証するため、海況の予測データと再解析データを入力して、福島第一原子力発電所から放出されるセシウム137を想定した海洋拡散シミュレーションを実行した。予測シミュレーションと再解析シミュレーションの結果を比較することで、予測精度を定量的に評価した。また、アンサンブル予測を実行することで、予測精度を向上させることに成功した。さらに、領域海洋モデリングシステムを導入し、沿岸域と沖合域の海洋循環を高精度に計算した。その結果、サブメソスケール渦と潮流がセシウム137の海洋拡散に影響を与えることが示唆された。
門脇 正尚; 寺田 宏明
no journal, ,
1940年代以降、人類の核活動を通して長寿命の放射性ヨウ素(
I)が大気中に放出されてきた。大気中のI化合物はガス態及び粒子態として存在し、Iを含む化合物の大気中濃度は、大気輸送や大気沈着、大気化学及びそのソースによって決定される。しかしながら、観測データの不足や大気中のIの複雑な挙動から、グローバルなIの循環や収支は完全には理解されていない。本研究では、大気中のIに係る大気輸送や大気沈着を考慮した大気拡散モデルGEARN-FDMに、2つの気相化学反応、6つの光分解反応、6つの不均一反応を新たに導入し、モデル計算と観測データを組み合わせることで、2000年代のIの放出と沈着の各フラックスを定量的に評価した。Iのソースとして、使用済核燃料再処理施設からのIの大気放出に加えて、海洋と陸域からの安定ヨウ素(
I)フラックスとI/Iの同位体比に基づいた海洋と陸域からのIの放出フラックスを考慮した。シミュレーション結果から、海洋からのIの放出フラックスは7.4GBq/yと推定され、特にイギリス海峡がIの最大の海洋ソースであった(海洋からの総放出量の58%)。陸域からのIの放出フラックスの合計(水田, バイオマス燃焼、および木燃料)は0.6GBq/yと見積もられ、水田からのフラックスが最大であった(0.3GBq/y)。一方で、使用済核燃料再処理施設から大気放出されるIのフラックス(34.2GBq/y)は、これら海洋と陸域からの放出フラックスより一桁大きく、2000年代においては稼働中の再処理施設からの大気放出がIのソースに支配的であった。再処理施設から大気放出されたIは主に乾性沈着によって施設近傍に沈着し、その沈着フラックスは26.2GBq/yと推定された。この沈着域から揮発するIの放出フラックスは1.4GBq/yと概算され、このフラックスは本研究で推定した他の陸域ソースからの放出フラックスよりも大きかった。この結果は、再処理施設周辺域からのIの放出が陸域ソースにおいて支配的であることを示唆する。
天野 由記; 別部 光里*; 遠藤 貴志*; 根本 一昭*; 佐藤 智文*; Thomas, B. C.*; Banfield, J. F.*
no journal, ,
We investigated the geochemical and microbial properties of groundwater samples and the habitat of biofilm collected from a borehole drilled in the Horonobe Underground Research Laboratories (Horonobe URL) at Horonobe area, Hokkaido, Japan. Samples were collected from a borehole at 140 m below the surface in the Horonobe URL, and the time series changes of geochemistry, microbial abundance, and microbial diversity were monitored for four days. To understand the ecological role of the biofilm in the deep subsurface, we analyzed metagenomically derived genome data from the groundwater samples. From the results of microscopic observation, it is indicated that abundant biofilm were collected in the groundwater samples. Analysis of 16S rRNA gene by next generation sequencing indicates that the biofilms were dominated by Candidatus Altiarchaeales (SM1 Euryarchaeon) in the methane- carbonate-rich groundwater. The genomes encode autotrophic metabolism that fix CO
via the Wood-Ljungdahl pathway and reductive tricarboxylic acid (TCA) cycles. The genes for polysaccharide biosynthesis were detected in the SM1 genomes. Biofilm phase were also characterized with accumulation/sorption of heavy metals such as Cr, Fe, Ni, Cu, Pb, Ce, Nd, U and Th. From the calculation of the bioaccumulation factor for the concentration of heavy metals, it is possible that the biofilms selectively accumulate heavy metals according to their metabolic activity. Hence, it is necessary to evaluate mechanisms of interaction between heavy metals, microbial community structure and metabolic activities of biofilms. The biofilm-mineral interaction provides an implication for the possible retardation of radionuclide migration in subsurface hydrology, which is of practical interest in geological disposal systems for high-level radioactive waste.
release from volcanic ash soils in a Japanese temperate forest永野 博彦; 安藤 麻里子; 小嵐 淳
no journal, ,
陸域炭素循環の気候変動に対するフィードバック効果を予測するうえで、極度の乾燥と豪雨の繰り返しが頻発する環境(水分変動増大環境)における土壌CO放出に関する我々の理解は未だ不十分である。本研究では、水分変動増大が土壌のCO放出に及ぼす影響を調べるための室内培養実験を行っている。実験には、日本の温帯落葉広葉樹林から採取した火山灰土壌を使用している。火山灰土壌は日本の主要な土壌であり、炭素を土壌有機物として安定化させる能力が高いといわれている。研究の最初のステップとして、2つの異なる水分条件(水分一定条件と水分変動条件)の下、20
Cで120日間、火山灰土壌を培養した。培養中、水分変動条件では乾湿サイクルを5回行い、CO放出速度を定期的に測定した。また水分変動条件で分解された土壌有機物の起源を推測するため、放出されたCOの炭素安定同位体比(
C-CO)を測定した。水分変動条件下でのCO放出速度は、水分一定条件の培養から推定されたCO放出速度よりも最大49%高く、水分変動増大による土壌有機物分解の促進が示唆された。また、水分変動条件におけるC-CO値は水分一定条件における値よりも0.3から2.3‰高かったため、水分変動条件で分解された土壌有機物は微生物の代謝をより受けていたもしくは生成年代がより古かった可能性が示唆された。以上より、高い炭素貯留能を有する土壌であっても、乾湿サイクルや水分変動増大に対して脆弱であり、土壌有機物の分解が加速され、COの放出が増大してしまう可能性が示された。
青木 和弘; 田中 遊雲; 吉田 拓海; 瀬下 和芳; Guglielmi, Y.*; Cook, P.*; Soom, F.*
no journal, ,
A slip in the Shionohira Fault caused the April 11, 2011 Fukushima-ken Hamadori Earthquake of Mw 6.7, the biggest aftershock occurring a month after the Mw 9.0 Tohoku-Oki earthquake. Co-seismic surface ruptures trending NNW-SSE indicate a normal slip faulting of maximum 2 m displacement. However, an N-S trending Kuruma Fault with lineaments along the southern extension of Shionohira Fault showed no surface ruptures. The key question of importance in better assessing the risk of seismic fault activation in Japan is to understand why some fault segments were activated and ruptured the land surface while others remained inactive although closely aligned on the same fault zone and most likely affected by the same stress conditions. Following up on the injection experiment using a 3 components borehole deformation sensor (SIMFIP probe: Step-Rate Injection Method for Fracture In-situ Properties) in the active segment of Shionohira Fault (Aoki, et al., 2018), this study reports on the second injection test in Minakami-kita, the non-active segment of Kuruma Fault extending south of Shionohira Fault.Kuruma Fault runs North-South with a dip of 70 degrees to the west. A borehole of 30 meters from the surface was excavated to the east with 50 degrees inclination. Test interval of injection was decided based on core observation, borehole TV, and caliper logging data at 19.75-21.70 m (Test 1) and at 21.65-23.6 m (Test 2). Clear fault reactivations have been observed in test 1 and 2 located across the main shear zones. The results of tests 1 and 2 show considerable difference from earlier test results of the active segment (given in parentheses): fracture opening pressures were 11.0 and 10.2 bars (2.0 to 2.3 bar), hydraulic permeability at 3.0
10
and 2.310
m
, and fault displacements at 0.20 and 0.12 mm (1.39 mm), respectively. Detailed activated structures and modes will be explained in the poster.
下茂 道人*; 丹羽 正和; 天野 健治; 徳永 朋祥*; 戸野倉 賢一*; 松岡 俊文*; Biraud, S.*
no journal, ,
本研究では、岐阜県に分布する活断層である阿寺断層を事例対象として、キャビティリングダウン法による可搬型の高精度メタンガス検出装置を用いた活断層調査技術の適用性を検討した。複数地点・方法での観測及び採取したメタンガスの分析からは、本手法が地下深部からの流体移行経路としての断層の検出技術に適用できる見通しが示された。
竹見 哲也*; 吉田 敏哉; Duan, G.*
no journal, ,
近畿地方に上陸した2018年21号台風は、甚大な強風災害を大阪市内で引き起こした。都市域の人工構造物群は局所的な突風の強度に大きく影響する。そのため、都市構造物群による潜在的な風災害リスクを理解することが求められている。本研究では、2018年21号台風が上陸した期間を対象に、大阪市の都市構造物群が及ぼす突風への影響を、領域気象モデルとLarge Eddy Simulationを用いて評価した。解析結果から、大阪市の地表最大風速は推定60-70m/sであり、この風速値は300m上空の風速値に匹敵することが分かった。さらに、瞬間的な突風と建物密度の関係性を解析し、適度な建物密度を有する場所で最も突風の強度が高いことが分かった。
堀川 滋雄*; 佐々木 猛*; 越谷 賢*; 福嶋 繁; 小原 義之
no journal, ,
This paper aims to analyze the scope and environmental impact of the mine deposit rocks sliding down when an active-fault earthquake occurs at the site in Tottori Prefecture, southwest Japan. The authors analyzed the behavior prediction of waste rocks in earthquake using Numerical Manifold method (NMM) and Discontinuous Deformation Method (DDA) coupled analysis in this study. In order to evaluation on the seismic stability of the mine deposit rock site, dynamic stability analysis is performed by FEM based on time history data of seismic stress and seismic acceleration which is generally obtained by two-dimensional seismic response analysis (dynamic FEM analysis). And the sliding amount is calculated by dynamic time history calculation (Newmark method). However, the Newmark method is an analysis method which is used on the premise that it can be treated as a small deformation theory. An elastic-plastic deformation of the mine deposit rocks is not considered in the method. The consideration of numerical analysis modelling at the site, (i) the behavior of the bedrock as a continuum and the behavior of the waste rocks as a discontinuity must be coupled analyzed. (ii) if the mine deposit rocks collapse due to the earthquake, it will be necessary to evaluate the impact on the surrounding area by risk of mine deposit rocks discharge (risk management), that is, to evaluate the scope and environmental impact of waste rocks falling down, the environmental impact, and its countermeasure costs. Since, an analysis method that can consider even large deformation (elastic-plastic behavior) of mine deposit rocks were required for this reason. From these conditions, the authors solved the bedrock using NMM, which can solve stress-deformation analysis of discontinuous rock mass, and the waste rocks were analyzed by coupling them using DDA that can reproduce slope collapse phenomenon such as collapse shape, arrival time, and fall speed due to the earthquake.