地下電磁計測法による東北アジア資源環境調査の展開

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10044122
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐藤 源之 東北大学, 東北アジア研究センター, 教授 (40178778)
• 研究分担者: 周 輝 東北大学, 東北アジア研究センター, 講師(研究機関研究員) ; 海老原 聡 東北大学, 東北アジア研究センター, 助手 (20301046)
• キーワード: 地中レーダ / ボアホールレーダ / SAR / 環境計測 / 地下水理計測 / 凍土計測 / モンゴル / ヤクーツク

研究概要

本研究は東北アジア地域(シベリア、中国、冨ンゴル)の広大な地形に適した地下電磁計測手法の積極的利用による健全な地域開発を提案するものである。同地域の豊富な地下資源と自然環境は社会状況の急変から乱開発が懸念されている。本研究では以下の電磁波地下計測法について国際共同研究を通じて改良を加えた上でフィールド実験を行い、各種地下電磁計測法の適用性検討と実用化をめざした。
1 地中レーダ(GPR)を利用した環境計測
2 地中レーダとリモートセンシングの統合利用の検討
3 ボアホールレーダによる地下水検出
4 インダクション検層法
更に得られたデータにより専用衛星データ回線を利用した東北アジア資源環境データベースの構築と運用について研究し、自然環境保全や地域社会研究のために資することを目的とする。
1998年12月東北大学において1回目の総括会議を開催し、実験フィールド選定などについて討議した。また1999年1月のロシア科学アカデミーシベリア支部(ノボシビルスク)地球物理学研究所において、最終総括会議を開催した。また中国において低周波ボアホールレーダによるクロスホール計測のための装置改良と基礎実験(1998年11月、1999年10月)、モンゴルにおける地中レーダによる地下水理計測実験(1999年8月)、シベリ1ア・ヤクーツク地域における地中レーダによる凍土計測実験(1999年8月)などを実施した。
これら共同研究により以下のような成果をあげた。
1.比較的乾燥した地域における地中レーダ(GPR)の有効性を明らかにすることができた。特に本研究ではCMP法を積極的に利用することで深度20m程度までの地下水位、凍土の活動層の深さなどを正確に推定できることを示した。
2.ボアホールレーダの利用により、更に深部の地下水理構造を明らかにできることを示し、またクロスホール計測におけるアンテナ指向性について論じた。
3.地中レーダと合成開口レーダ(SAR)の組み合わせによる地下計測の可能性を示した。

研究成果

• [文献書誌] M.Sato: "Ground Penetrating Radar and Borehole Electromagnetic Logging in Siberia"Proc. Sibconvers'99. 370-373 (1999)
• [文献書誌] 小室 行央、Wu Yiren,佐藤 源之: "低周波ボアホールレーダへの光回路の導入と性能評価"物理探査学会第100回学術講演会論文集. 186-190 (1999)
• [文献書誌] 中嶋雄一、山本亮、周輝、海老原聡、佐藤源之: "地中レーダによる垂直誘電率構造の推定"信学技報. AP99-100,SANE9-55. 61-68 (1999)
• [文献書誌] M.Sato and A.Cheryauka: "Magnetic Formation Evaluation by Directional Induction Logging-A Modeling Study"5th Well Logging Symposium. -10枚 (1999)
• [文献書誌] 山本亮、中嶋雄一、海老原聡、佐藤源之: "電磁波による凍土の垂直構造の推定"信学技報. SANE99-83. 51-57 (1999)
• [文献書誌] Cheryauka and M.Sato: "Nonlinear Approximation for EM scattering Problem in Jointly Inhomogeneous Medium"Proc.Three-Dimensional Electromagnetics. 95-98 (1999)
• [文献書誌] C.Chubinsky and A.Krampuls: "GPR permafrost survey in forested and forestless lands in Yakutia"8^<th> International Conference on Ground Penetrating Radar, GPR2000. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] S.Ebihara,A.Yamamoto,Y.Nakashima,H.Zhou and M.Sato: "Proceedings of the 8th Int Conference on Ground Penetrating Radar"8^<th> International Conference on Ground Penetrating Radar, GPR2000. (印刷中). (2000)