地下水人工涵養と流動蓄熱の基礎研究

1997 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 07044118
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究分野: 資源開発工学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 梅宮 弘道 山形大学, 工学部, 教授 (40007183)
• 研究分担者: SEPPANEN Har ヘルシンキ及びヴァンタ河流域, 水質保全協会・微生物部, 部長 ; IIHOLA Heikk ベジヒドロ社, 地下水研究部, 部長 ; LUND Peter ヘルシンキ工大, 理学部, 教授 ; 横山 孝男 山形大学, 工学部, 助教授 (40007208) ; 落藤 澄 北海道大学, 工学部, 教授 (50001152) ; LUND Heidrun Faninger Research consultant 'Solpros' , Director ; PEIJARI Tapio Ala Water-Chemistry Section in the company VESI-HYDRO,Head ; KANGAS Markku Department of Technical Physics of Helsinki University of Technology, Assistant
• 研究期間 (年度): 1995 – 1997
• キーワード: 地下水 / 地下水人工涵養 / 水道水源 / 帯水層流動蓄熱 / 鉄バクテリア / 鉄コロイドダム

研究概要

世界で最も早くから地下水人工涵養と帯水層蓄熱利用を行ってきたフィンランドと日本の実験場で1)蓄熱井戸特性、2)微生物の繁殖状況、3)帯水層浄化能力、について、温帯地域にある日本との比較を行う事により、大規模蓄熱法の自然界に及ぼす不安定要素を検証する事を目的として調査研究を行った結果以下のような結論を得た。
1.Rajamaki
1974年1月より醸造プラントの冷却水として地下水の人工涵養・循環利用を行っている。25年にわたる長期記録を誇るが、水質変化、微生物の異常増加あるいは涵養井の目詰まり現象は、認められていない。
2.Lappenranta
1972年から、地下水人工涵養法による上水の供給を行っている。Saimaa湖畔の揚水井の上流200mに、浸透池を設置してSaimaa湖の源水(過マンガン酸カリ消費量17mg/l)を供給し、水質を過マンガン酸カリ消費量5mg/lまで浄化してそのままLappenranta上水に供給している。作動開始以来、26年になるが、浸透池のレ-キ作業を年2回行うだけでその後の変化は、何ら発生していない。
3.Kuopio
Kuopio市の上水道水源は、過マンガン酸カリ消費量40mg/lのKallavesi湖。湖畔のエスカ層に揚水井を設け、1985年より上水場の源水前処理施設として帯水層人工涵養法が採用されている。揚水の鉄分濃度が上昇したことから乾式法と浸透地法を併用して水質を過マンガン酸カリ消費量10〜5mg/lまで浄化している。
注目すべき点は、浸透池で鉄バクテリアと藻類の繁殖により、浄水能力が向上している点である。
4.山形大学ソ-ラアクイファ
地下帯水層蓄熱法の季節蓄熱利用を目指し、1982年から蓄熱実験を繰り返している。その間、帯水層鉄コロイドダムの形成により、熱回収率が60%まで向上し、さらに、浄化能力が発揮されることを確認した。
5.山形大学エコロハウスの戸別人工涵養
米沢盆地は、泥炭層が4〜10mの厚さで盆地一帯に発達している。一般家庭の合併浄化槽処理水をこの泥炭層に浸透させることにより水質は地下水と同等の飲料可能な水に浄化される。すなわち泥炭層が高級浄化層として活用することが出来る

研究成果

• [文献書誌] 梅宮 弘道、手塚 和: "雪国王コロハウス-下水処理水の土壌浄化-" 太陽エネルギー. 23・3. 48〜53 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 梅宮 弘道: "Experimental Results of STES Utilizing Aquifer,YAMAGATA UNIVERSITY'Solar Aquifer'" Proceedings MEGASTOCK'97 7th International Conference on Thermal Energy Storage. 1. 425〜430 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 梅宮 弘道 ほか: "地下水人工涵養と蓄熱利用" 地下水の人工涵養と蓄熱利用に関する日本とフィンランド国際共同研究シンポジュウム予稿集. 1〜139 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 落藤 澄 ほか: "Study of Storage in Aquifer in Hokkaido Rehabily Using Waste Tire" Proceedings MEGASTOCK'97 7th International Conference on Thermal Energy Storage. 2. 557〜562 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 横山 孝男 ほか: "Temperature Propagation in Unconfined Aquifer CoupPled with Three dimensional Two-Phase Analysis in Multipile Layers" Proceedings MEGASTOCK'97 7th International Conference on Thermal Energy Storage. 2. 691〜696 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Heikki Iihola and Tapio Ala Peijari: "Removal of Iron and Manganese from Groundwater In situ Oxidation of an EskermAquifer-Hameenlinnna,Finland" Proceedings MEGASTOCK'97 7th International Conference on Thermal Energy Storage. 2. 709〜714 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Harri Sppanen: "Microbes in Groundwaters-A Special reference to Iron,Manganse,Nitrogen and Sulphur Bacteria" Proceedings MEGASTOCK'97 7th International Conference on Thermal Energy Storage. 2. 715〜720 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Peter Lund: "Finding New Solution for Long-term Solar Heat Storage" Proceedings MEGASTOCK'97 7th International Conference on Thermal Energy Storage. 2. 955〜960 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Heidrun Faninger-Lund: "Possible Water Quality Change in ATES-Systems and Their Effects on Human Health" Proceedings MEGASTOCK'97 7th International Conference on Thermal Energy Storage. 1. 91〜96 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 関 信弘 編集 分担執筆 梅宮 弘道: "蓄熱工学 1 基礎編 第5章 帯水層蓄熱" 森北出版株式会社, 235(120〜145) (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 分担執筆 梅宮 弘道: "蓄熱技術一理論とその応用 第I編 「蓄熱技術概論、顕熱蓄熱」 3,4帯水層蓄熱" 信山社, 181(155〜175) (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] H.Umemiya: "Ecolohause in Heavy Snowfall Region (Purification of the sewage water through peat layr) (in Japanese)" Journal of Japan Solar Energy Society. 23-3. 48-53 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Umemiya: "Experimental Results of STES Utilizing Aquifer, YAMAGATA UNIVERSITY' Solar Aquifer'" Proceedings MEGASTOCK'97,7th International Conference on Thermal Energy Storage. Vol.1. 425-430 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Umemiya: "Artificial Groundwater Recharge and Thermal Energy Storage (in Japanese)" Proceedings of Symposium on International Joint Work between Japan and Finland for the Artificial Groundwater Recharge and Thermal Energy Storage. 1-139 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Ochifuji: "Study of Storage in Aquifer in Hokkaido Rehabily Using Waste Tire" Proceedings MEGASTOCK'97,7th International Conference on Thermal Energy Storage. Vol.2. 557-562 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Yokoyama: "Temperature Propagation in Unconfined Aquifer Couppled with Three dimensional Two-Phase Analysis in Multipile Layrs" Proceedings MEGASTOCK'97,7th International Conference on Thermal Energy Storage. Vol.2. 691-696 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Heikki Iihola and Tapio Ala-Peijari: "Removal of Iron and Manganese from Groundwater In situ Oxidation of an EskermAquifer-Hameenlinnna, Finland" Proceedings MEGASTOCK'97,7th International Conference on Thermal Energy Storage. Vol.2. 709-714 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Harri Seppanen: "Microbes in Groundwaters-A Special reference to Iron, Manganese, Nitrogen and Sulphur Bacteria" Proceedings MEGASTOCK'97,7th International Conference on Thermal Energy Storage. Vol.2. 715-720 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Peter Lund: "Finding New Solution for Long-term Solar Heat Storage" Proceedings MEGASTOCK'97,7th International Conference on Thermal Energy Storage. Vol.2. 955-960 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Heidrun Faninger-Lund: "Possible Water Quality Change in ATES-Systems and Their Effects on Human Health" Proceedings MEGASTOCK'97,7th International Conference on Thermal Energy Storage. Vol.1. 91-96 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Umemiya et alii: Technology of Thermal Energy Storage, Chapter 5. Aquifer Thermal Energy Storage (in Japanese). MORIKITA Publishi Company, 120-145 (1995)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] H.Umemiya et alii: Method of Thermal Energy Storage-Theory and Application, Chaptr 3.4.Aquifer Thermal Energy Storage (in Japanese). SINZAN Publish Company, 155-175 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より