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尾上 博則
計算工学, 24(1), p.3851 - 3854, 2019/01
本研究では原位置データを用いた地下水流動の逆解析手法の適用性確認を目的として、揚水試験データを用いた逆解析を実施した。逆解析においては、特に断層に着目し、断層周辺における透水不均質性の空間分布の推定を試みた。研究対象領域は、日本原子力研究開発機構が地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究を進めている瑞浪超深地層研究所周辺である。その結果、既往研究の知見と整合的な結果が得られており、水圧応答データを用いた逆解析は、原位置で不足する調査量を補うことができる有効なツールの一つであることが示された。
白川 敏彦*; 金澤 康夫*; 畑中 耕一郎
JNC TN8400 2001-012, 69 Pages, 2001/04
JNC-TN8400-2001-012.pdf:6.87MB
地層処分研究の天然バリア中の核種移行に係わる不均質岩盤中における巨視的分散現象を解明するために、多孔質媒体水理トレーサー試験装置(以下、「MACROII」と記す)を用いて、多孔質媒体槽内にガラスビーズを用いて不均質場を人工的に作成し、種々の条件を設定したうえで、数多くのトレーサー試験を実施してきた。今回は室内試験における分散長のスケール依存性を調べることを目的として、媒体槽を水平状態に固定し、不均質場の任意の位置に設置した単一孔を使用して注水・揚水型トレーサー試験を実施した。試験は、不均質場内に設置した注水・揚水型トレーサー試験に使用する単一孔の位置及び注入流量・注入時間を変えることによって、2地点において各々9ケース、6ケースの全15ケースを実施した。本試験で測定された揚水時の破過曲線を解析解でフィッティングし、巨視的分散長を算定した結果、15ケースのうち12ケースについて不均質場を代表する分散長を得ることができた。算定した分散長、注入・揚水流量および不均質特性の関連について検討した結果、以下の事項が判明した。・算定された分散長と単一孔周辺に広がった濃度フロントの平均半径との関係は、濃度フロントの平均半径が大きくなるにしたがって分散長がほぼ単調増加する傾向が確認できた。・トレーサーを注入・揚水する単一孔を2地点選び試験を実施したが、単一孔周辺の透水性が小さくなっている場合には分散長は大きくなり、単一孔周辺の透水性が大きくなっている場合には分散長は小さくなる傾向が確認された。・フィッティングの精度が悪く分散長が算出できなかった3ケースについては、濃度フロントに分散が著しく小さい箇所が存在する可能性があることがわかった。
長谷川 健
JNC TN7400 2000-004, 21 Pages, 1999/12
JNC-TN7400-2000-004.pdf:0.54MB
東濃地科学センターでは、地層処分研究開発の基盤である地層科学研究の一環として、広域地下水流動研究を平成4年度から実施している。広域地下水流動研究は、東濃鉱山を中心とした約10km
10kmの地域(図1参照)を対象に、地下水の流れを明らかにするための研究のみならず、地質・地質構造、地下水の地球化学などの分野の研究を包含した総合的な地質環境を把握するための調査研究である。この研究においては、地下深部のデータを直接取得できる試錐孔を用いた調査研究が非常に重要であり、地下深部の地質や地質構造に関する調査研究、地下水の流れに関する調査研究、地下水の水質に関する研究など1本の試錐孔を用いて多角的に実施されている。本報告書は、広域地下水流動研究のため試錐孔として4番目に掘削されたDH-4号孔で行われた試錐掘削ならびに各種調査研究の結果の概要をまとめたものである。DH-4号孔では泉町河合地内に掘削され、掘削深度は約550mである。詳細な位置については、図1を参照されたい。
進士 喜英*; 狩野 裕之*
JNC TJ7440 99-015, 149 Pages, 1999/03
本報告では、最初に、単孔式場水試験実施時の水位低下量や揚水流量の非定常挙動を予測できる理論解析解の誘導および改良を行い、全層ストレーナー井戸から部分インターバル井戸による揚水試験を扱うことができるようにした。この解を用いて、特に部分インターバル長および設置位置が試験結果に与える影響を評価した。その結果、揚水開始後比較的短い時間経過後の挙動は、インターバル長を帯水層厚さをして考えた(全層ストレーナ井戸による)揚水時の挙動を示し、比較的長時間経過後では部分インターバル長に関係なく全帯水層厚の全層をストレーナ長とした揚水挙動をそれぞれ示すことが確認された。また、その解析手法で用いられる直線勾配法ではプロットに異なる直線部分が複数みられることがあり、この手法の適用には注意を促すことがわかった。これに対して、パラメータスタディの複雑さはあるものの、曲線一致手法では比較的良好に評価できる見込みが確認された。次に、定圧揚水試験後の回復試験結果の整理手法の適用性を評価した。我が国での適用例がないことから、海外の石油工学分野で開発された手法の妥当性を確認し、その適用範囲を明確にした。いくつかのシュミレーション結果(の整理)から定圧揚水試験期間に影響しない井戸貯留が回復試験では極めて支配的な影響を示すことがわかり、回復試験時に井戸貯留項を小さくする利点を示した。最後に、スキン現象のモデル化について既存の文献を調査した。この結果、非定常型単孔透水試験では評価される透水係数はインターバル周辺のスキンの影響を受けるが、揚水試験ではスキンの影響を除外した透水係数を評価できる可能性がみとめられた。
神野 健二*; 中川 啓*; 細川 土佐男*; 畑中 耕一郎*; 井尻 裕二*; 吉田 隆史*; 亘 真吾
PNC TY1606 98-001, 54 Pages, 1998/03
核種移行パラメータの1つである分散係数は、数多くの原位置試験結果より地層の不均質性の影響を受けスケール依存性を示すことが知られており、評価スケールに応じた分散係数を設定することは地層処分システムの性能評価上重要な課題となっている。ところが、原位置での測定には限界があるために分散係数のスケール依存性に関しては未だ十分に解明されておらず、これまでに成層構造を持つ地層に対する理論的な研究があるだけである。そこで、動燃事業団では、不均質多孔質媒体トレーサ試験設備(略称MACRO)を用いて人工的に作成した不均質場においてトレーサ試験を実施し、不均質場が分散現象に及ぼす影響について研究を進めてきた。特に、昨年度の共同研究では動燃事業団と九州大学の保有するコードを用いてシミュレーション解析を実施し、解析結果の比較によりそれぞれのコードの適用性を明らかにしている。本年度は、新たに作成した不均質場において単孔式のトレーサ注水・揚水実験を実施し分散長を測定し、不均質特性が分散現象に及ぼす影響について検討を行った。一方、昨年度の研究において適用性を確認した計算コードを用いて数値シミュレーションにより不均質多孔質媒体中のトレーサ挙動を解析し、不均質特性とそれに起因する分散現象について検討を行った。トレーサ注水・揚水試験により測定した分散長を検討した結果、本試験が場の不均質性に起因する巨視的分散現象を検討する上で有効であることを確認した。また、数値シミュレーションにより不均質場におけるトレーサ移行挙動を検討した結果、不均質場の確率統計的特性を代表するパラメータとして用いた積分特性距離と巨視的分散係数の関係についての知見を得た。
久田 司*; 三輪 章*; 今井 弘*; 平川 清純*
PNC TJ7409 98-002, 91 Pages, 1998/03
本報告書は、動力炉・核燃料開発事業団東濃地科学センターが実施している広域地下水流動調査の一環として、東濃地域における表層地質の分布や構造および表層部における地下水の水理特性を把握することを目的とし、岐阜県御嵩町押山地区において、地表踏査、試錐掘削、電気検層、および揚水試験・水位回復試験を実施し、表層の水理地質構造を調査した成果報告書である。地表踏査、試錐掘削および電気検層の結果より、本調査地域における表層地質の分布が明らかとなった。揚水試験・水位回復試験では各孔の帯水層について透水係数が算出され、瀬戸層群では210-5cm/sec、試験区間が瀬戸層群と基盤にまたがる試錐孔では110-6
110-5cm/secの透水係数が求められた。また、水質分析の結果、本調査の対象となった地下水の水質は、花崗岩を基盤とする試錐孔の地下水はNa-HCO3型に区分され、中・古生層を基盤とする地下水はCa-HCO3型に区分されることが明らかとなった。
久田 司*; 三輪 章*; 今井 弘*; 平川 清純*
PNC TJ7409 98-001, 254 Pages, 1998/03
本報告書は、動力炉・核燃料開発事業団東濃地科学センターが実施している広域地下水流動調査の一環として、東濃地域における表層地質の分布や構造および表層部における地下水の水理特性を把握することを目的とし、瑞浪市日吉町平岩地区、松野地区、白倉地区、社別当地区、および瑞浪市土岐町仲ヶ平地区において、地表踏査、試錐掘削、電気検層、および揚水試験・水位回復試験を実施し、表層の水理地質構造を調査した成果報告書である。地表踏査、試錐掘削および電気検層の結果より、本調査地域における表層地質の分布が明らかとなった。揚水試験・水位回復試験では各孔の帯水層について透水係数が算出され、瀬戸層群では310-4310-3cm/sec、瑞浪層群は310-5210-3cm/sec、花崗岩風化部は510-6110-5cm/secの透水係数が求められた。また、水質分析の結果、本調査の対象となった地下水の水質は、花崗岩中あるいは花崗岩直上付近の地下水はNa-HCO3型に区分され、瑞浪層群土岐夾炭累層中の地下水は概して溶存成分量が多く、Ca-HCO3型に区分されることが明らかとなった。
久田 司*; 三輪 章*; 平川 清純*
PNC TJ7409 97-003, 95 Pages, 1997/03
本報告書は、動力炉・核燃料開発事業団東濃地科学センターが実施している広域地下水流動調査の一環として、東濃地域における表層地質の分布や構造および表層部における地下水の賦存状態を明らかにすることを目的とし、瑞浪市釜戸町エスポラン地区および日吉町常柄地区において地表踏査、試錐掘削、電気検層および簡易揚水試験を実施し、これらの地区の表層の水理地質構造を調査した成果報告書である。釜戸町エスポラン地区では濃飛流紋岩類の表層風化部を帯水層として地下水が賦存し、日吉町常柄地区では瑞浪層郡明世累層の礫岩および砂岩中に地下水が賦存することが確認された。これらの帯水層について、簡易揚水試験(揚水井単独の揚水試験および水位回復試験)を実施し、帯水層係数(透水量係数、透水係数、貯留係数、比貯留係数)を算出した。その結果、各地区において10-4cm/secのオーダーの透水係数が得られた。また、本調査において用いた手法により、表層の水理地質構造の概略が十分に把握できることが明らかになった。
後藤 和幸*; 井原 哲夫*; 小川 賢*
PNC TJ7439 96-005, 83 Pages, 1996/12
本業務は、既存の動燃式低水圧制御水理試験装置(以下JFT500とする)に単孔式の揚水試験機能を付加するための改良と揚水試験装置部を新たに製作した。本試験装置の改良の主点は、メインバルブとパッカーバルブの強度の増加および揚水試験用のケーシング・エアーリフト・揚水ポンプ・揚水量自動計測装置等の付加である。以上の改良および装置を付加することにより、従来の非定常透水試験に加え定常法の透水試験である定圧揚水試験・定流量揚水試験ができる試験装置となった。
not registered
PNC TJ7439 96-004, 24 Pages, 1996/12
動燃式低水圧制御水理試験装置(深度500m対応型)の旧型バルブは、構造上・パカー圧が地上の気温変動の影響を受け、その結果試験区間の圧力が変動し、試験に多大な時間がかかる。・冬季の試験において凍結防止のためにパッカー拡張水に不凍液を用いるため、パッカー収縮時に孔内に直接不凍液を排出することとなり、孔内の地下水を汚染する。等の問題を抱えていた。また、今後揚水機能を付加した1000m対応の装置と互換を持たせるため、バルブ下に500m分のロッドを吊り下げられる強度をもたせ新型バルブに変更し、このバルブ変更を伴うことによって関連するパッカー圧力監視用圧力計等を製作することを目的とする。孔内水を用いたパッカー拡張方法は、深度1,000m対応の水理試験装置に採用されたパッカー拡張方法で以下の特長を有している。・JFTロッドがパッカー拡張用タンクおよび送水チューブの役割をする。・地下水下のJFTロッド内に導いた地下水でパッカーを拡張するため、排水時の汚染および地上気温に左右されない。・JFTロッドで送水するため送水流量が多くパッカー拡張時間が短縮できる。
not registered
PNC TN8410 94-269, 77 Pages, 1994/07
本論は、Aspo Hard Rock Laboratoryで行われた、LPT-2大規模揚水・トレーサー試験の亀裂ネットワークシミュレーション結果をまとめたものである。本研究は、地下水流動と物質移動研究に係る国際共同研究プログラム「Aspo Task Force」のもとに実施された。シミュレーションには、個々の亀裂を三次元空間に発生させ、それが構成する亀裂ネットワーク構造をモデル化可能な亀裂ネットワークコードFracManを用いた。シミュレーション領域は、Aspo島南部の揚水孔を中心とする一辺約1kmの立方体である。亀裂モデルは主に2つのタイプの亀裂群から構成される。一つはfracture zones(破砕帯)であり、その位置、方向はSKBによるAspoサイトの概念モデルに基づいて設定した。他方はfracture zones以外の亀裂であり(non-zone fracturesと呼ぶ)、統計的に発生させた。それぞれのグループの亀裂の幾何学と水理学的特性の決定にあたっては、SKBのデータベースを基に解析した。non-zone fracturesの亀裂の長さについては、別途筆者らが独自に行った地表露頭の亀裂マッピングデータを基に設定した。一辺が1kmの立方体領域に分布する全ての亀裂をモデル化することは不可能であり、したがって、亀裂分布の母集団から水理学的に重要な亀裂のみを抽出しモデル化した。1993年の3月と9月に行われた2回のTask Force Mcetingにおいて、それぞれ異なったモデルを使用した。3月モデルでは、厚さ10mの平板内に直径30mの亀裂を分布させfracture zonesとした。9月モデルでは、各fracture zoneを1枚の平板で代表させ、その平板を20m30mスケールの要素に離散化し、地球統計法に基づいて不均質に透水係数を割り当てた。また、9月モデルでは、ボーリング孔における透水量係数の実測値を再現できるよう条件付けした亀裂発生(conditioning)も行った。3月モデルは破砕帯内における亀裂の連結性をより現実的にモデル化しているが、数値解法上は9月モデルがより効率的である。どちらのモデルも、揚水試験時の非定常の圧力変化と水位低下のシミュレーションに用いた。トレーサー試験シミュレーションは9月モデルのみを用いて行った。シミュレーシ