2013 Fiscal Year Annual Research Report
岩石透水性の時間－空間変化の解明と超長期地下水流動予測への応用
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23360402
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
小池 克明 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80205294)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鶴田 忠彦 独立行政法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究員 (10421679)
佐藤 晃 熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (40305008)
松岡 稔幸 独立行政法人日本原子力研究開発機構, その他部局等, 研究員 (40421672)
柏谷 公希 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40447074)
麻植 久史 熊本大学, 自然科学研究科, 助教 (70462843)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 応用地質 / 透水係数 / 鉱物組成 / 元素濃度 / 亀裂分布 / 地球統計学 / 空間モデリング / 土岐花崗岩 |
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| Research Abstract |
土岐花崗岩を対象とし，主要亀裂と透水性の3次元モデリング法の改良，透水係数の支配因子と時間変化に関する検討を行い，下記の主な成果を得た。
①亀裂密度の定義，亀裂方位バイアスの補正法，および亀裂密度の空間分布の推定法を検討し，GEOFRACを改良した結果，3方向に卓越する亀裂系が対象領域全体にわたって発達することが明らかにできた。また，透水係数の空間分布とシミュレーション亀裂の組み合わせから，亀裂面積が大きいほど透水係数の最大値は急増し，チャネルフローの形成が顕著になることが推定できた。
②熱水変質帯と割れ目帯ではCaとFe濃度が高く，微小亀裂が多く存在し，透水係数も高い値を示した。この熱水変質は花崗岩体形成初期時に生じ，それが数千万年オーダで高透水性を維持していることが示唆される。断層帯の透水係数は低く，CaとFe濃度は低い。この断層帯は新第三紀鮮新世以前に活動が終了したことが報告されている。よって，断層帯が長期間遮水的であり，地下水からCaが付加されにくい状態が継続したと考えられる。以上から，数千年の時間スケールでは岩体の透水係数分布は殆ど変化しないことが推察され，風化・侵食による地形変化，それに伴う水理的境界条件の変化，および突発的な断層運動に伴う亀裂・クラックの形成と透水係数の局所的増大などによって，地下水流動形態に時間変化が生じると考えられる。よって，GEOFRACにより亀裂，断層，微小亀裂の集中域，亀裂起因の変質帯の分布を正確に推定することが，岩体中の超長期地下水流動の高精度予測に貢献するといえる。
③地下水流動に伴う物質移行数値解析として，移流・分散・拡散方程式，および濃度変化に起因した密度流を考慮した飽和非定常流方程式を連成させる手法を適用した。その結果，地下水の流動形態とともに塩化物イオン濃度などの時間変化も推定でき，変化の大小と亀裂分布との関連性を明瞭にできた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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