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報告書

広域地下水流動研究の現状 -平成4年度$$sim$$平成11年度-

小出 馨; 中野 勝志; 竹内 真司; 濱 克宏; 松井 裕哉; 池田 幸喜; 杉原 弘造

JNC-TN7400 2000-014, 83 Pages, 2000/11

JNC-TN7400-2000-014.pdf:4.84MB

核燃料サイクル開発機構(以下、サイクル機構という)の東濃地科学センターでは、地層処分研究開発の基盤となる深部地質環境の科学的研究を地層科学研究として実施している。この研究の一環として、広域における地質環境、特に地下水の流動と地球化学的性質を把握するための体系的な調査・解析技術の開発を重要な研究課題として、「広域地下水流動研究」を平成4年度から岐阜県土岐市にある東濃鉱山およびその周辺域を研究開発の場として実施している。本研究では、開始後の5年間(平成4年度$$sim$$平成8年度)までは、主として調査・解析に関する要素技術の開発とその有効性・適用性の確認に主眼を置いた研究が行われ、深度1000m対応の水理試験装置・採水装置などをはじめ、深部地質環境の特性を把握するための調査機器・手法が実用化された。その後は、要素技術の開発と並行して、広域を対象とした地下水の流動および地球化学的性質に関する研究を通して、地質環境調査技術の体系化に向けた研究開発が進められている。これまでに、約10km四方の研究実施領域を対象にリモートセンシング調査、空中物理探査、地上物理探査、地表地質調査、表層水理調査、試錐調査および地下水長期観測が実施された。これにより、表層地質の分布、花崗岩体の岩相(粒度・鉱物組成)の不均質性などの地質学的情報、花崗岩の透水性や地下水の水頭分布などの水理学的情報、花崗岩中における地下水の水質形成機構などの地球化学的情報が得られている。さらに、これらの調査研究を通して、地質環境を調査するための方法論や個々の手法について、技術的知見や経験が蓄積されている。これらの調査・研究成果は、深部地質環境のデータとしてサイクル機構が平成11年度に国へ提出した地層処分研究開発成果の第2次取りまとめに反映されると共に、大学などの外部研究機関の研究活動にも活用されている。今後は、地層処分の安全規制などの科学的・技術的根拠となるよう研究を進める計画である。

報告書

東濃鉱山における調査試験研究 年度計画書(平成12年度)

松井 裕哉; 濱 克宏; 太田 久仁雄; 齊藤 宏; 杉原 弘造

JNC-TN7410 2000-004, 16 Pages, 2000/04

JNC-TN7410-2000-004.pdf:0.5MB

None

報告書

広域地下水流動研究 実施計画書 平成12$$sim$$16年度研究計画書

小出 馨; 中野 勝志; 太田 久仁雄; 杉原 弘造; 天野 格; 齊藤 宏

JNC-TN7410 2000-002, 31 Pages, 2000/04

JNC-TN7410-2000-002.pdf:1.55MB

None

報告書

正馬様用地における地下水位計の設置

遠山 茂行*; 若松 尚則; 岡崎 彦哉

JNC-TJ7440 2000-018, 55 Pages, 2000/03

JNC-TJ7440-2000-018.pdf:9.57MB

核燃料サイクル開発機構(以下、サイクル機構)では、東濃鉱山周辺地域を対象に、地表から地下深部にかけて地下水流動に関する研究を行っている。その研究の一環として、本業務では、正馬様用地内における表層地質のうち、瑞浪層群の水理地質構造および地下水挙動を把握することを目的に、試錐調査および電気検層、多点温度検層、水理試験(岩盤湧水圧測定)を実施し、長期的な地下水位観測が行えるよう、地下水位計および地下水位データのテレメータ集中管理システム用ロガ-の設置を含む観測井戸の設置を行った。試錐調査結果(99MS-05孔;孔口標高221.31m、掘削深度42.8m)から、観測井戸の掘削位置では、G.L.-6.10mまでは砂礫層からなる崖錐堆積物が分布し、その下位に瑞浪層群の明世累層凝灰質砂岩、明世累層基底礫岩、土岐夾炭累層泥岩が分布すること、G.L.-40.9mより深部はマサ状に強風化した土岐花崗岩が分布することが明らかになった。多点温度検層結果によると、G.L.-29$$sim$$30m、-30$$sim$$31m、-33m、-35.5m、-41$$sim$$44m付近に明瞭な地下水の流動が確認された。また、それぞれの地下水流動部における水理試験結果によると、G.L.-33m、-35.5m、-41$$sim$$-44m付近は、静水圧分布を示す地下水流動系であるが、G.L.-29m$$sim$$30m、-30$$sim$$31m付近は、それとは別の地下水流動系であることが明らかになった。これらの結果より、地下水観測井戸のストレーナ設置深度は、瑞浪層群明世累層基底礫岩部であるG.L.-28.85$$sim$$33.4m区間とした。

報告書

不均質等価連続体モデルを用いた広域地下水流動解析

下茂 道人*; 西嶌 望*

JNC-TJ7400 2000-008, 157 Pages, 2000/03

JNC-TJ7400-2000-008.pdf:4.02MB

核燃料サイクル開発機構の進めている地層科学研究においては、わが国の地質環境の一般的な性質を理解する供に、地質環境を調査・解析・評価するための体系的な調査手法を構築することを主要な課題として位置付けている。これまでの広域地下水流動研究では、堆積岩での調査結果から断層の透水性については低透水性の遮水壁的特徴を有しているものとし、断層以外の割れ目帯については考慮せず地下水流動解析を実施してきた。しかし、最近の試錐孔などを用いた調査結果から、断層の透水異方性や透水性割れ目帯が地下水の卓越した地下水流動経路となる等の知見を得ており、これまでの地下水流動解析の考え方を検証する必要性が生じている。本解析では、断層の透水異方性や透水性割れ目帯を考慮する必要性の有無を検討することを目的として、等価不均質連続体モデルによる地下水流動解析を実施した。

報告書

弾性波フルウェーブインバージョンの実データへの適用性に関する研究

渡辺 俊樹*; 高瀬 嗣郎*

JNC-TJ7400 2000-001, 79 Pages, 2000/02

JNC-TJ7400-2000-001.pdf:3.07MB

試錐孔間の物性値分布を物理的に推定する有効な調査手法として弾性波トモグラフィ技術がある。現在主流な弾性波トモグラフィは初動走時データを用いてP波速度分布を推定する方法である。さらに高精度、高分解能な調査手法として、受振波形全体をデータとして用いるフルウェーブインバージョンが研究段階にある。この方法は理論および数値実験による解析例は報告されているものの、実際に現場において計測された実データへの適用例はきわめて少ない。本研究では、岐阜県瑞浪市正馬様洞の試錐孔において、スパーカ震源およびハイドロフォンを用いて取得されたクロスホールトモグラフィ計測のデータを用い、フルウェーブインバージョンの現地データへの適用性について検討した。具体的には、震源波形の推定方法、チューブ波除去や振幅補正などの効果的なデータ前処理方法について検討し、速度構造インバージョンおよび震源波形インバージョンを実施した。その結果、深度300mにわたる孔間の速度構造を明らかにすることができた。解析手法および結果の精度にはまだ検討の余地があるものの、各種物理検層データと整合性のある結果を得た。

報告書

報告書

北海道北部地域における地質環境データ収集・整理

兼清 豊比古*

JNC-TJ1440 99-005, 41 Pages, 1999/12

JNC-TJ1440-99-005.pdf:21.03MB

本研究では、核燃料サイクル開発機構が深地層研究所(仮称)の候補地としてあげている北海道天塩郡幌延町およびその周辺地域において民間の会社がこれまでに行ってきている諸調査を取りまとめ、整理し、新規図面類として作成した。取りまとめたデータは、地表地質調査、重力探鉱、反射法地震探鉱および試錘孔の4種類のものである。コンパイルした地質図は国土地理院刊行の50,000分の1地形図「豊富」および「雄信内」に示される地域で、これまでに実施された調査結果をまとめたものである。本地域内には増幌層、稚内層、声問層および勇知層の各地層が分布している。地域内には数条の背斜系列が北北西一南南東トレンドで位置し、豊富背斜-大曲背斜-雄興背斜の西側には豊富断層-大曲断層が逆断層として併行している。この断層群を境にして東側では声問層より下位の地層が多くの断層でいくつものブロックに分断されて分布しているのに対し、断層群の西側では声問層より上位の地層が比較的緩い傾斜で分布している。重力探鉱データは、国土地理院刊行の50,000分の1地形図「豊富」、「雄信内」、「稚咲内」および「天塩」の地域のものである。上記断層の西側では、地表の背斜位置は重力値の低い所となっており、通常とは逆の現象である。反射法地震探鉱データも、重力データと同じ地域のものを取りまとめた。地域全域にわたって追跡が可能であった増幌層基底部の地下溝造図を作成した。上記断層群の東側の地域では構造が複雑なためか、反射波があまりとらえられていない。試錘孔のデータは、川口背斜の極隆部付近に掘削された孔井のものであり、掘止深度4,505mまでの連続した諸データを取りまとめた。本井を掘削した結果、深度800mから掘止深度までは異常高圧層となっていることが判明した。特に泥岩を主体とする鬼志別層が本背斜頂部で極端に層厚を増していることは、塑性流動によるダイアピル状の変形をしたためであろうと結論づけられよう。重力値との関係もこれにより説明が可能である。

報告書

Working Programme for MIU-4 Boreholo Investigations

太田 久仁雄; 中野 勝志; Metcalf; 池田 幸喜; 後藤 淳一; 天野 健治; 竹内 真司

JNC-TN7410 99-007, 44 Pages, 1999/08

JNC-TN7410-99-007.pdf:2.59MB

None

報告書

大深度対応地下水の長期モニタリング装置の製作

平田 洋一*; 小川 賢*

PNC-TJ7439 98-003, 171 Pages, 1998/08

PNC-TJ7439-98-003.pdf:15.85MB

本業務は、大深度の立坑(数百$$sim$$千m程度)および坑道の掘削を伴う調査研究等において、その周辺に掘削した試錐孔内で大きな差圧が発生する場合でも長期間に亘り連続して最大20区間の間隙水圧の測定および採水作業を行うことができる深度1,000m対応の長期モニタリング装置を製作するものである。本装置は、大きくダウンホールユニット、インナープローブユニット、データ観測・制御装置で構成される。以下に、本装置の主な特徴を示す。・最大30kgf/c㎡の差圧環境下での間隙水圧測定および地下水の採水が可能・深度1,000m、孔径$$phi$$86$$sim$$120mmまでの試錐孔に適用が可能・摂氏70$$^{circ}C$$までの温度環境下での適用が可能・水圧観測用圧力計に水晶発振式の小型で高精度な絶対圧力計を採用・観測区間の圧力等を維持した状態で、地下水を地上に回収可能本装置の製作に伴い室内試験および孔内性能試験を実施した結果、ダウンホールユニット、インナープローブユニット、データ観測・制御装置の全機能について正常に作動することが確認された。

報告書

試錐地点(表層水理調査)の測量

近藤 量彦*

JNC-TJ7420 98-003, 85 Pages, 1998/08

JNC-TJ7420-98-003.pdf:6.29MB

動力炉・核燃料開発事業団では、東濃地域に掘削した試錐孔を利用して、各種の調査・試験を実施している。これらの調査結果をデータベース化し、東濃地域の水理地質構造を正確に把握するためには、調査・試験に利用している試錐孔の正確な位置を把握する必要がある。そのため、本業務では東濃地域に点在する試錐孔38点について、その緯度・経度および標高を精度$$pm$$10cm以内で測量し、各試錐孔毎の成果表と試錐孔位置図を作成したものである。測量方法としてGPS測量方式とトータルステーション測量方式を併用し、作業地域周辺の国家三角点および水準点を基準に試錐孔の位置を決定した。各試錐孔の位置精度は、水平位置および標高ともに$$pm$$10cm以内であり、各種の調査・試験等に利用する位置データとして十分な精度を確保していると考えられる。

報告書

動燃技報No.106

not registered

PNC-TN1340 98-002, 122 Pages, 1998/06

PNC-TN1340-98-002.pdf:18.1MB

None

報告書

試錐孔内用震源(スパーカー)の製作

中嶋 智*

PNC-TJ7725 98-001, 68 Pages, 1998/05

PNC-TJ7725-98-001.pdf:2.63MB

1.目的本件では、深度1,000mまで掘削された試錐孔を複数用いて、岩盤の弾性波速度の2次元あるいは3次元的な分布を解析する弾性波トモグラフィ調査に使用するために、水中での瞬間放電を利用することにより、試錐孔を傷めることなく弾性波を発生できる試錐孔内用震源(スパーカー)を製作した。2.方法本装置は、既存のスパーカー製作技術を基にし、小口径の試錐孔でも使用できるように外径を80mmに押さえ、また取り扱いを容易にするために、孔内機器は3分割できる様に設計、製作した。製作後、本装置が弾性波トモグラフィー調査に適用可能か検討するために、既存の試錐孔で弾性波トモグラフィーデータ取得試験を実施した。3.結果本装置は、室内試験及び実孔井試験により製作仕様を満たす性能を有することを確認した。また、弾性波トモグラフィーデータ取得試験の結果、本装置により弾性波トモグラフィーデータが取得できることを確認した。

報告書

試錐調査による表層の水理地質構造の把握(その2)

久田 司*; 三輪 章*; 今井 弘*; 平川 清純*

PNC-TJ7409 98-001, 254 Pages, 1998/03

PNC-TJ7409-98-001.pdf:9.23MB

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3$$times$$10-4$$sim$$3$$times$$10-3cm/sec、瑞浪層群は3$$times$$10-5$$sim$$2$$times$$10-3cm/sec、花崗岩風化部は5$$times$$10-6$$sim$$1$$times$$10-5cm/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。

報告書

移動調査システムの第1回現場適用試験

豊島 賢治*; 和久田 孝雄*; 中野 勝志

PNC-TN7410 98-001, 37 Pages, 1998/02

PNC-TN7410-98-001.pdf:2.39MB

動力炉・核燃料開発事業団(以下、動燃事業団と略す)では、深部岩盤中の地下水の流れや地球化学的性質を把握するために、試錐孔において深度1,000mまで調査できる機器と、その調査機器を用いた現場調査を効率的に進めるための支援調査機器の開発が進められている。これらの調査機器開発の一環として平成8年度に、調査機器本体の試錐孔内への挿入や回収、および落雷や降雨などからの保護などの役割を備えた支援調査機器(移動調査システム)を設計・製作した。本システムは、1)計測・管理ユニット、2)メンテナンスユニット、3)昇降ユニット、4)ケーブルドラム搭載ユニットタイプ1(採水試験用)、5)ケーブルドラム搭載ユニットタイプ2(水理試験用)の5つのユニットから構成されており、以下に示す特長を有する。・試験装置を試錐孔内で昇降するための櫓や試錐機が不要である。・車内に計測室、居住設備などが備わっているため、計測小屋などの付帯設備が不要である。・フィールドで試験装置の調整・修理などの保守作業が可能である。・コンピュータ、電源・制御ユニット、ケーブルドラム等が車内に格納されているため、高温多湿、凍結などの気象条件や落雷などから装置を保護することができる。・異常時昇降装置を備えており、試験装置の孔内抑留などのトラブルに対処できる。

報告書

天然ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(XI)(文献集)

not registered

PNC-TJ1308 98-002, 92 Pages, 1998/02

PNC-TJ1308-98-002.pdf:2.23MB

本文献集は、報告書の巻末に示した参考文献のうち特に報告書の論旨に影響するものを収録したものである。なお、参考文献リストに記載され本文献集に収録していないものは、1989年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関するナチュラルアナログ研究(I)」(PNC SJ4308 89-001)、1990年度の報告書「火山ガラス及びベントナイト長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-4308 90-001)、1991年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 92-001)、1992年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査」(PNC SJ-1308 93-001)、1993年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 94-001)、1994年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(VII)」(PNC SJ-1308 95-002)、1995年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(IX)」(PNC SJ-1308 96-002)、そして96年度の報告書「火山ガラス及びベントナイトの長期変質挙動に関する調査研究(X)」(PNC SJ-1308 97-002)、の文献集を参照されたい。

報告書

超深地層研究所計画,年度計画書(平成9年度)

佐久間 秀樹; 杉原 弘造; 長谷川 健; 小出 馨; 吉田 英一; 濱 克宏; 戸高 法文

PNC-TN7010 97-005, 17 Pages, 1997/08

PNC-TN7010-97-005.pdf:0.48MB

本計画書は「超深地層研究所地層科学研究基本計画」(PNC TN7070 96-002)および「超深地層研究所 地表からの調査予測研究段階計画(案)」(PNC PN7070 97-001)に基づき、「地表からの調査予測研究段階」の平成9年度の計画を示したものである。平成9年度は第1段階である地表からの調査予測研究段階の第2年度にあたる。地表からの調査予測研究段階では、地質構造、地下水の水理や地球化学などに関する研究が主体となる。この段階では物理探査や試錐調査によって地質構造の概略を把握し、これに基づいて地質構造を簡明に示す地質構造モデル、水理地質構造モデルおよび地下水の地球化学モデルを構築する。これらのモデルは、地下水流動解析や地下施設の設計などの基礎となる。また、取得される膨大な情報を効率よく管理し活用するために不可欠なデータ管理システムなどの構築を行う。これらの研究の結果に基づき、深部地質環境の特徴、地下施設の建設に伴う地下水の流動と水質の変化などを予測すると同時に、予測結果を評価する基準や方法を決定しておく。また、地下施設の詳細設計を行うとともに、この段階に続く坑道の掘削を伴う段階の詳細な研究計画を決定する。地表からの調査予測研究段階の段階目標は、以下の3項目である。(1)地表から地質環境に関するデータを取得し、地下の地質環境の概略を把握し、地下施設の建設が地質環境に与える影響を予測する。(2)上記で行う予測の結果を、坑道の掘削を伴う研究段階に取得される情報との比較により検証するための評価方法を決定する。(3)本段階で取得される情報と予測結果に基づき、地下施設の詳細設計を行い、坑道の掘削を伴う研究段階の計画を決定する。

報告書

表層地下水流動機構の把握のための地下水観測システムの設置

山井 忠世*; 若松 尚則*; 和知 剛*; 小田川 信哉*

PNC-TJ7361 97-006, 121 Pages, 1997/08

PNC-TJ7361-97-006.pdf:5.33MB

対象地域の表層部(瀬戸層群$$sim$$瑞浪層群上部)の水理学的環境を把握するため、ボーリング孔2本を掘削し、地下水位計を設置した。地表より16.6mまでは瀬戸層群の砂礫が分布し、その下は瑞浪層群の砂質シルト岩である。地下水面は瀬戸層群下部のGL-15m付近に1面認められ、基底部の数十cmがやや砂質で鉄の沈着がみられることから、この基底部が瀬戸層群中の主要な帯水層と見ることができる。回復法による透水試験の結果、瀬戸層群の基底部でk=8.8$$times$$10-5cm/sの透水係数が得られた。2本のボーリング孔は、それぞれGL-15.30$$sim$$16.80m(瀬戸層群最下部)とGL-18.00$$sim$$20.00m(瑞浪層群上部)にスクリーンを設けた井戸に仕上げ、圧力センサー式地下水位計を設置した。

報告書

坑道内地下水採水装置の製作

松岡 永憲*

PNC-TJ7439 97-003, 41 Pages, 1997/03

PNC-TJ7439-97-003.pdf:1.0MB

坑道掘削が地下水水質に与える影響を調査するために、坑道壁面から掘削された試錐孔内から地下水を連続的に採水できる装置を製作した。この装置の構成部品は、パッカー、ケージングパイプ、水チューブ、圧力計、バルブである。装置は、孔径76mm、深度20mの試錐孔に適用できる。室内性能試験により、パッカーが確実に拡張・収縮できること、十分な遮水性能を持つことが確認された。

報告書

試錐調査による表層の水理地質構造の把握(その1)

久田 司*; 三輪 章*; 平川 清純*

PNC-TJ7409 97-003, 95 Pages, 1997/03

PNC-TJ7409-97-003.pdf:3.19MB

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。

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