| 研究課題/領域番号 |
18K03793
|
|---|
| 研究機関 | 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター) |
|---|
研究代表者 |
領木 邦浩 独立行政法人高齢・障害・求職者雇用支援機構職業能力開発総合大学校(能力開発院、基盤整備センター), 能力開発院, 教授 (70522085)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| キーワード | 自由地下水面上昇 / 地下水位変動災害 / 地球温暖化による降水増加 / 宙水 / 電気設備接地極の利用 / 武蔵野台地 / ローム層 / 等価接地抵抗 |
|---|
| 研究実績の概要 |
実験室における土壌や岩石の抵抗率と試料の種類、含水量、間隙率、間隙水の電気伝導度、温度等との関係はこれまで多くの研究により明らかにされてきている。しかし、原位置においてこれらや地下水位、地温等の変動に関する関係について研究例は多くない。本研究は、地下水位と電気設備保安用接地の接地抵抗との関係を知るために、原位置における大地抵抗率や接地極の抵抗値と地下水位、地温、間隙水の電気伝導度との関係を解明し、水害等の事前察知による被害軽減を究極の目標としている。
大地抵抗率と地質体の諸物性、すなわち、地下水位や水質、地下水の電気伝導度、地温・気温・気圧・降水量等の季節変動との関係を明らかにするため、1つの観測井を削井し、これらの連続観測を開始した。削井に当たっては削井地周辺の既存ボーリング柱状図及びその作成時自由地下水面深度を参考にして削井深度の及びケーシング仕様を決定し、発注した。
一方、地表における大地抵抗率の測定に着手した。また、この観測井近傍にある電気工作物に付設される接地極の抵抗値を予察的に随時測定してその挙動を把握したところ、一週間程度の比較的短期間に数十％変動することが確認された。
この現象を理解するために、地下水面の上下変動に起因する大地抵抗率の変化量に関する理論的分析を行い、その成果を記した雑誌論文が本報告書作成時に印刷中となっている。また、本研究課題のtest fieldとして選定した武蔵野台地周辺の地質・地下水位分布・水害経歴等に関する多くの文献資料を収集した。その記載について精査分析中したところ、武蔵野大地に多数存在する「窪」を地名に含む特徴的な微地形地では地下水の上昇に伴う水害を受けてきた可能性が示されていることが分かった。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
設計決定した仕様に従い削井作業が年度内に完了し、観測可能な範囲内に自由地下水面が確認できた。自由地下水面を連続観測するための記録計内蔵型水位計により、予察的な観測を行った結果、地下水位・水温・地下水電気伝導度・観測井内の気温・気圧および観測井直上の百葉箱内に収納した温湿度計による測定が10分間隔で記録できるようになった。
観測井内に試料水採取管を投入し、取水後に回収することによって、随時、地下水のサンプリングが可能となり、その水質分析が可能となった。
また、観測井を削井した武蔵野台地周辺の地質・地下水位分布・水害経歴等に関する多くの文献資料に基づくと、武蔵野大地に多数存在する「窪」では従来地下水の上昇に伴う水害を受けてきた可能性がある。そこで、この特徴的な部地形を視覚的にする容易に確認するためのツールとして、地理院地図Globeを利用した3DビューアーHTMLコードの開発に着手した。
以上により、地下水の挙動特性を把握し、水位、水質、地下水の電気伝導度、地温・気温・気圧・降水量等の季節変動と、地表および観測井における大地抵抗率の連続測定値との関係を検討する準備が整った。また、随時観測井から地下水を採取して化学分析を行い、その溶存成分量の変化と大地抵抗率の変化との関係を確認ことも可能となった。従って、今後、電気工作物に付設される接地極と同等の試験用の接地極とデータ収録機能付観測装置を用意し、この接地極の抵抗値を連続的に測定してその挙動を把握する準備が整ったと判断できる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
電気工作物に付設される接地極と同等の試験用の接地極を用意し、この接地極の抵抗値を連続測定してその挙動を把握する。同時に接地電極周辺の大地抵抗率の分布および自然電位を連続的に測定する。このために市販の計測装置を組み合わせ、仕様を指定して連続観測が可能となるように改良を指示して、本研究の観測目的に沿った機器を調達する。
調達を予定している大地抵抗率測定装置は四極法用であるので、センサー部分を作成準備することによって観測井宙における大地抵抗率の原位置試験に流用できる。センサー部分は地下水中に全没させて用いるため金属製電極を使用することは望ましくない。そこで、導電性の低温焼成ウッドセラミックス電極を作成してこれに充てる。低温焼成ウッドセラミックスは従前の高温焼成型のものとは異なり、高真空焼成炉が不要で、研究者の勤務校に既存の200℃程度の真空乾燥器において焼成可能であり、原材料も安価でその加工性の良さから最近注目されてきている電極素材である。
一方、随時観測井から地下水を採取して化学分析を行い、その溶存成分量の変化と大地抵抗率の変化との関係を確認する。得られた接地極の抵抗値、大地抵抗率の分布および自然電位の変動は、地質体の諸物性の時間的変動と比較することによって、これらの相互関係を考察し、接地極の抵抗値に基づく異常地下水位の推定手法に対する学術的評価を行う。
観測井周辺の地下水位変動などによる水害と「窪」地形との関係を検討するツールとして、局所的な地形の形状を容易に見ることのできる3DビューアーHTMLコードを完成させ、研究に供する。
研究手法が連続観測による観測値の変化の確認であるので、短期的な結果をまとめにくいが、観測井等が勤務庫内に確保できたことから観測器に蓄積されるデータは随時回収分析が可能であるため、できるだけ得られた中間的な成果は速やかに公表してゆく。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
削井工事が近年の首都圏における国際五輪開催に伴う建設件数急増および東北・関東地方の震災復興事業等の影響で着手出来ず、削井完了が3月27日となった。これによって観測井中に設置する機器の納入および調整も遅れ、最終調整の結果確認および検収が4月1日となったため、初年度計画の助成金による支払が4月1日にずれ込んだ。
|
