沿岸部の地下ダムに残存する塩水塊の挙動のモニタリング技術の開発

• Project/Area Number: 15K07657
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Rural environmental engineering/Planning
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 吉本 周平 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究所資源循環工学研究領域, 主任研究員 (10435935)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2017: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 地下水 / 炭酸塩岩帯水層 / 地下ダム / 塩水侵入 / パイプフロー / 溶存酸素 / 六フッ化硫黄

Outline of Annual Research Achievements

本課題では，沿岸部に設置された地下ダムを対象として、パイプフローの発生に伴う残留塩水塊の短期的な挙動を把握するために，複数の指標による観測方法を提案して現地に適用し，塩水塊のモニタリング技術を体系化することを目標とした．
沖縄県糸満市の米須地下ダムを調査対象とした。現地調査によって地下ダム貯留域の地下水位と電気伝導度の分布を明らかにするとともに、自記計を設置して推移と電気伝導度の変化を観測し、残留塩水塊の現況を把握した。その結果、地下ダム貯留域には塩水塊が残存しているが、地下ダム建設直後からの10年間の間にその分布は拡大していないことが明らかになった。また、自記観測の結果から、洞窟を通過する早い地下水流れ（パイプフロー）によって塩水塊が止水壁に沿って押し上げられている可能性が示唆された。
また、地下水中の溶存酸素濃度や六フッ化硫黄濃度などの指標性を検討するために、米須地下ダム貯留域だけでなく、島嶼部の炭酸塩岩帯水層を対象として実施した現地調査の結果をとりまとめた。米須地下ダムでは、塩淡境界付近で溶存酸素濃度が上昇する地点が存在した。同様の現象は、沖縄県多良間島の淡水レンズ地下水の塩淡境界付近でもみられた。一般的に帯水層中では溶存酸素は消費される一方であることから、塩淡境界付近の溶存酸素濃度が上昇している地下水は、比較的最近に涵養された地下水である可能性が考えられた。また、多良間島やマーシャル諸島共和国マジュロ環礁において、地下水中の六フッ化硫黄濃度を測定し、地下水の涵養年代を推定して淡水レンズ中の地下水の流動状況を検討した。これらの水質項目は地下水の流動時間に関するトレーサとなることから、これらの水質項目が地下ダム貯留域についても塩水塊の滞留時間や電気伝導度の変化の要因の検討に役立てられることが期待される。

Research Products

• [Journal Article] Using hydrogeochemical indicators to interpret groundwater flow and geochemical evolution of a freshwater lens on Majuro Atoll, Republic of the Marshall Islands (2020)
  • Author(s): Shuhei Yoshimoto, Satoshi Ishida, Tsutomu Kobayashi, Kazuhisa Koda, Takeo Tsuchihara, Katsushi Shirahata
  • Journal Title: Hydrogeology Journal Volume: 28 Issue: 3 Pages: 1-23
  • DOI: 10.1007/s10040-019-02105-w
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 琉球石灰岩分布地域における淡水レンズ中の地下水滞留時間の推定-地下水中の六フッ化硫黄の濃度、硝酸イオンの安定同位体比の測定による検討- (2016)
  • Author(s): 吉本 周平, 浅井 和由, 土原 健雄, 白旗 克志, 石田 聡
  • Journal Title: 農業農村工学会論文集 Volume: 84 Issue: 2
  • NAID: 130005153740
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visit to valuable water springs (113) Groundwater in Tarama Island (2016)
  • Author(s): 吉本 周平, 土原 健雄, 白旗 克志, 石田 聡
  • Journal Title: Journal of Groundwater Hydrology Volume: 58 Issue: 2 Pages: 227-240
  • DOI: 10.5917/jagh.58.227
  • NAID: 130005433037
  • ISSN: 0913-4182, 2185-5943
• [Journal Article] 琉球石灰岩を帯水層とした塩水侵入阻止型地下ダムの貯留域における残留塩水塊の分布と挙動 (2015)
  • Author(s): 吉本 周平，土原 健雄，白旗 克志，石田 聡
  • Journal Title: 土壌の物理性 Volume: 131 Pages: 37-43
  • NAID: 130008066503
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 六フッ化硫黄を指標とした環礁島の淡水レンズ地下水の涵養年代の検討 ―マーシャル諸島共和国マジュロ環礁ローラ島を対象として― (2015)
  • Author(s): 吉本 周平，土原 健雄，白旗 克志，石田 聡，幸田 和久，小林 勤
  • Organizer: 日本雨水資源化システム学会大会第19回研究発表会講演要旨集
  • Place of Presentation: 桜華会館（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2015-10-31
• [Presentation] 塩水侵入阻止型地下ダム貯留域における残留塩水塊と溶存酸素濃度の分布の状況 (2015)
  • Author(s): 吉本 周平，土原 健雄，白旗 克志，石田 聡
  • Organizer: 平成27年度農業農村工学会大会講演会
  • Place of Presentation: 岡山大学津島キャンパス（岡山県岡山市）
  • Year and Date: 2015-09-01
• [Presentation] 多良間島の琉球石灰岩帯水層における淡水レンズ地下水中のラドン濃度の分布 (2015)
  • Author(s): 吉本 周平，土原 健雄，白旗 克志，石田 聡
  • Organizer: 第52回アイソトープ・放射線研究発表会
  • Place of Presentation: 東京大学弥生キャンパス（東京都文京区）
  • Year and Date: 2015-07-08