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山口 正秋; 加藤 智子; 鈴木 祐二*; 牧野 仁史
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 27(2), p.72 - 82, 2020/12
地層処分の性能評価における隆起・侵食の影響の検討では、地下水流動や処分場から地表への核種移行経路などへの影響の観点から、地形と処分場深度の変化が重要となる。本研究では、初期の地形や隆起速度等の条件や評価期間の想定に対して地形と処分場深度の変化を効率的に評価するためのツール(地形・処分場深度変遷解析ツール)を、簡易的な地形発達シミュレーションモデルを組み込んだArcGISのモデルとして構築した。このような評価は、性能評価における隆起・侵食に起因する地下水流動や地表への核種移行経路への影響の評価に向けて、条件や評価期間に応じた地形や深度の変化についての定量的情報を提示するとともに、性能評価の実施においてどの影響に重点をおくことが効果的・効率的かなどを判断するためにも重要となる。
高井 静霞; 木村 英雄*; 打越 絵美子*; 宗像 雅広; 武田 聖司
JAEA-Data/Code 2020-007, 174 Pages, 2020/09
JAEA-Data-Code-2020-007.pdf:4.23MB
計算コードMIG2DFは、放射性廃棄物地中処分の安全評価を目的とした多孔質媒体中における地下水流・核種移行解析コードとして、平成4年に第1版が開発された。MIG2DF第1版では、2次元(鉛直断面・水平面および軸対称3次元)の有限要素法によるモデルに対し、密度を考慮した飽和-不飽和地下水流解析及び核種移行解析を行うことが可能である。一方放射性廃棄物地中処分では、長期的な地質・気候関連事象として、サイトに応じた隆起・侵食による地形変化や、沿岸域においては海水準変動に伴う塩淡境界の変化による地下水流動への影響を合わせて考慮する必要がある。こうした事象に対する評価手法を整備するために、本グループではMIG2DF第1版に対する改良、および、非定常な地形変化に対応したMIG2DFによる解析を可能とするための外部プログラムの整備を行っている。これらの開発のうち、本報告書ではMIG2DF第1版を改良した第2版について、その構成・解法・使用方法・検証計算を示す。また本報告書では、整備したMIG2DFの複数の外部プログラムのうち、地下水流路解析コード(PASS-TRAC)、解析用データセット作成コード(PASS-PRE)、および、ポスト表示コード(PASS-POST)についても構成・解法・使用方法を示す。
尾上 博則; 小坂 寛*; 松岡 稔幸; 小松 哲也; 竹内 竜史; 岩月 輝希; 安江 健一
原子力バックエンド研究(CD-ROM), 26(1), p.3 - 14, 2019/06
高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全評価は、処分施設閉鎖後、数万年以上に及ぶ時間スケールを対象として実施される。そのため、長期的な自然現象による影響を考慮した地下水の流速や移行時間といった地下水流動状態の長期変動性の評価技術の整備は重要な技術開発課題である。本研究では、長期的な自然現象のうち隆起・侵食による地形変化や気候変動に着目し、それらに対する地下水流動状態の変動性を、複数の定常解析結果に基づく変動係数で評価可能な手法を構築した。岐阜県東濃地域を事例とした評価手法の適用性検討の結果、過去100万年間の地形変化や涵養量の変化による影響を受けにくい地下水の滞留域を三次元的な空間分布として推定した。本評価手法を適用することで、地層処分事業の評価対象領域において、地形変化や気候変動に対する地下水流動状態の変動性が小さい領域を定量的かつ空間的に明示することができる。さらに、岐阜県東濃地域における事例検討結果を踏まえて、外挿法を用いた地下水流動状態の変動性の将来予測の基本的な考え方を整理するとともに、将来予測手法の適用可能な時間スケールについて考察した。
竹内 竜史; 尾上 博則; 安江 健一
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の地層処分で考慮する数万年以上の時間スケールでは、地表水文環境に変化が生じる。特に、降水量, 蒸発散量, 河川流量の変化は、地下深部の地下水流動の上部境界条件となる地下水涵養量の変化を生じさせる可能性がある。本報告では、過去から現在における気候変動と地形変化を考慮した地下水涵養量の推定手法と山間部を対象とした適用例を示した。東濃地域を例に本手法を適用した結果、現在(間氷期)の地下水涵養量118mm/年に対し、各時間断面の地下水涵養量は45万年前の氷期118
172%、間氷期147273%、14万年前の氷期81135%、間氷期88196%、現在の氷期5872%と推定され、一部には、過去の氷期の地下水涵養量が現在より増加するとの結果も得られた。これは、地形変化に伴う河川流出量の変化が地下水涵養量の変化に大きな影響を与えることを示唆している。一方で、起伏が乏しく平坦な地形が推定された100万年前については、地形特徴に基づく河川流出量の推定が困難であった。平坦な地形に対応した流域抽出手法の改良と平野部における本手法の適用性の確認が今後の課題である。
島田 太郎; 打越 絵美子*; 高井 静霞; 武田 聖司
no journal, ,
放射性廃棄物を沿岸域に埋設処分する際、隆起・侵食や海水準変動による長期的な地形変化が、地下水流動場を変化させ、核種移行挙動を変動させる可能性がある。本報告では現在の地形をもとに将来の地形変化の不確実性を評価する一連の方法の枠組みを構築するとともに、原子力機構が開発している評価コードを用いて、沿岸集水域を対象に将来12.5万年後までの地形変化を評価した事例について紹介する。
武田 聖司
no journal, ,
平成30年度の研究成果概要として、中深度処分の天然バリアの性能評価に関する研究のうち地形変化の評価手法の整備とその適用事例を報告するとともに、廃止措置終了時の安全性の妥当性判断のための研究として実施したサイト解放時の残留放射能の測定・濃度分布の評価方法の整備及び、サイト解放後の被ばく線量評価手法の高度化について報告する。
高井 静霞; 島田 太郎; 打越 絵美子*; 武田 聖司
no journal, ,
放射性廃棄物の処分において、隆起・侵食や海水準変動による地形変化は、地下水流動・地下環境の変化や埋設深度の減少を引き起こし、処分システムの機能を低下させる恐れがあるため適切な評価が必要である。地形変化の定量的な評価方法に、地形発達モデルに基づく数値シミュレーションがあるが、長期的な地形変化に対する実サイトでの検討例は少ない。また評価は過去の外挿を基本とするが、海水準変動については温室効果ガスの影響で過去の変動と異なる可能性が指摘されている。本報では、過去から現在の地形・地質データを基に現在までの地形変化を説明しつつ、将来十万年スケールの地形変化の評価手法を整理した。また氷河性地殻均衡に基づく諸外国の既往評価を踏まえ、グローバルな海水準変動を複数パターン設定した。これらを山地・河川・平野・海域から成る我が国の典型的な集水域に適用し、海水準変動の不確かさが将来の地形変化に与える影響を整理した。
高井 静霞; 島田 太郎; 打越 絵美子*; 武田 聖司
no journal, ,
放射性廃棄物の処分において、隆起・侵食や海水準変動による地形変化は、地下水流動・地下環境の変化や埋設深度の減少を引き起こし、処分システムの機能を低下させる恐れがあるため適切な評価が必要である。隆起・侵食は時間的・空間的に一様な変化ではなく、サイト特性に大きく依存し、その変化を反映した地下水流動の変化を把握する必要がある。また海水準変動については温室効果ガスの影響で過去の変動と異なる可能性が指摘されており、処分の安全評価では将来の不確かさを考慮した地形変化・海水準変動に伴う地下水流動場への影響を評価することが重要である。本報では、数値シミュレーションに基づく将来十万年スケール(海水準変動の1サイクル12.5万年)の地形変化評価を実施し、これに基づき非定常な地形変化・海水準変動を考慮した地下水流動解析を実施した。将来の不確かさが大きい海水準変動については、氷河性地殻均衡に基づく諸外国の既往評価を踏まえグローバルな海水準変動を複数パターン設定した。これらを山地・河川・平野・海域から成る我が国の典型的な集水域に適用し、地形変化・海水準変動が将来の地下水流動場に与える影響を整理した。
山口 正秋; 加藤 智子; 鈴木 祐二*; 樺沢 さつき; 三原 守弘; 牧野 仁史
no journal, ,
陸域における隆起・侵食の影響を評価するために開発した地形・処分深度変遷解析ツールを拡張し、陸域での河川による侵食等に加えて、沿岸域で想定される汀線の移動や、隆起・沈降・堆積による地形変化を同時に考慮できるようにすることで、処分場の位置や隆起速度等のさまざまな仮定に対して、汀線、地形、処分場深度の変化を同時に迅速に計算できるようにした。さらに、拡張したツール(TARTAN-II)を用いて、処分場位置(沖合,沿岸,内陸等)や隆起速度の分布(陸側から海側への隆起(沈降)速度の変化のパターン)の異なる想定における、汀線の位置,地形勾配,処分場深度の変化やそのタイミングの評価を試行し、違いの有無や特徴を分析した。
川村 淳; Jia, H.*; 小泉 由起子*; 西山 成哲; 梅田 浩司*
no journal, ,
10m DEMを用いたGISによる地形解析により、安倍川、大井川及び熊野川の3河川について、河口を起点とし3km毎に河川の流路に直交する片側2kmの河川横断線を作成し、河川横断線の地質情報を抽出した。3河川の横断面線を同一表示させると、上流ほど河床が上昇し起伏が大きくなる様子が見てとれる。横断面形状を比較すると3河川とも似た傾向を示すことがわかり、中上流部の河川両岸の起伏のピークは河川中央からおおよそ5001500mに位置し、河床とピークの比高もおおよそ200600mになる傾向がある。河床と両岸の比高がある程度形成されてからの平均的な横断面線を作成した結果、3河川とも平坦な面から両岸約1000mより河川に向かって傾斜し、河川の深さは300400m程度となった。また、河川両岸のピークと河床の標高差は上流程大きくなる、すなわち、上流ほど河床までの谷の深さが増す傾向がみられた。河床標高から作成した河川縦断の河床勾配を取ると、地質や地質構造にかかわらず3河川ともある程度の上流域から勾配トレンドが上昇する変曲点がみられた。河口付近の比較的平坦な地形から上流にさかのぼった河床高度の上昇や起伏の増加の傾向は疑似的ではあるものの、平坦な低地から隆起・侵食による地形形成の時間的な過程を示唆するものと考えられ、このことは、地形変化シミュレーションなど将来予測や地形変化を取り入れた性能評価モデルの妥当性の検証等に寄与する情報になる。
高井 静霞; 三箇 智二*; 島田 太郎; 武田 聖司
no journal, ,
中深度処分の安全評価(評価期間~10
年: 氷期・間氷期1サイクル)では、将来の長期にわたる地形変化の予測が不可欠である。沿岸域で将来の海水準変動の不確かさを考慮した評価を行うには、地形発達モデル(Landscape evolution models: LEMs)に基づく数値解析が有用と考えられる。しかし十万年スケールのLEMsの適用性は、沿岸域では検証されていない。原子力機構では、斜面域・河川域での土砂移動、テクトニクス、海域での堆積、気候・海水準変動、地質分布を考慮した、地形変化評価コード(JAEAsmtp)の開発を進めている。本研究では、本コードの最終氷期-間氷期サイクルにおける沿岸域の地形変化への適用可能性を検討した。対象地域は海成段丘(MIS5e, 7, 9)が広く分布する、上北地域(堆積岩地域)の一流域(解析範囲: 250km
)である。はじめに、海成段丘およびボーリング・音波探査データに基づき、標高(現地形及び古地形)・隆起速度・沖積層厚分布を推定した。次に、実地形および土質試験データから、LEMsのパラメータ値(河川侵食及び地質の受食性)を推定した。最後に、MIS5e(12.5万年前)から現在までの地形変化をシミュレートした。評価の結果、JAEAsmtpに新たに漂砂を導入することで、現在の汀線位置・堆積厚分布(埋没谷深度)を再現できる可能性を確認した。
