| 研究課題/領域番号 |
21K18784
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分25:社会システム工学、安全工学、防災工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
青山 裕 北海道大学, 理学研究院, 教授 (30333595)
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| 研究分担者 |
西村 太志 東北大学, 理学研究科, 教授 (40222187)
田中 良 北海道大学, 理学研究院, 助教 (30804926)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 間歇泉 / 熱水流動 / 地下水 / 多項目同時観測 / 熱輸送効率 / 表面現象 / 噴気活動 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は地盤のごく浅い部分における熱水流動様式の変化とそれに伴う表面現象の変化に着目して熱輸送効率と表面現象との関連を明らかにすることを目的とし，先行文献からは得られない知見を新たに得ようとする試みである．本研究の柱は以下の3つである．①北海道や東北の間歇泉や活火山の噴気地帯における観測調査で実際の現象や活動場の情報を収集する．②実験室における間歇泉や噴気地帯の再現実験で水・熱供給率などの条件を幅広く変えながら，水・熱供給率などの変化と熱水噴出様式の関係を探索する．③熱水流動シミュレータを用いた数値実験により，実際の活動場や実験室での熱水流動の再現を試み，現象を支配するパラメータを絞り込む．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，地下の極浅部から地表に向かう多様な熱水流動様式の物理的背景を理解するため，温泉井と蒸気井の中間的特徴を持つ減圧沸騰型間歇泉（しかべ間歇泉）に着目した観測調査と数値シミュレーションを中心に取り組んだ．その結果，間歇泉の噴出時には帯水層から噴出孔内への熱水の過剰供給が発生していることや，熱水中の炭酸ガスが噴出に寄与していることが明らかになった．また，熱水流動シミュレータのT2Well/ECO2Nを利用した数値実験で周期的噴出を再現すると共に，炭酸ガスの寄与の様子や噴出の開始／停止に関する噴出孔内の物理過程について新たな知見を得た．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
間歇泉は全世界でも1000未満と希少で，国内ではその多くが観光資源として活用されているが，開発や気候変動などの環境の変化によって周期的噴出が止まってしまうなどの問題がしばしば発生している．本研究では，減圧沸騰型の間歇泉における噴出中の孔内映像撮影に初めて成功し噴出メカニズムの理解を深めるとともに，間歇泉として振る舞う場の水理パラメータの推定を行った．得られた知見は，希少な資源である間歇泉を保護するためには極めて重要で，本研究で観測調査対象としたしかべ間歇泉以外にも広く応用できるという点で，社会的な意義も大きい．
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