JP2009258053A - 地下水の原位置水質推定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】地下深部に存する地下水の原位置での水質を、地上にて簡易かつ高精度で推定する。
【解決手段】推定対象の地下水を原位置から揚水して地上にて水質測定および成分分析を行い、地上にて得られた分析値に対して、水理試験または物理検層結果により得た原位置の圧力および温度のデータを用い、かつ一部の遊離ガスがゼロであることを条件として平衡論による地球化学計算を行うことにより、原位置での地下水の物性値を推定する。
【選択図】図１
【解決手段】推定対象の地下水を原位置から揚水して地上にて水質測定および成分分析を行い、地上にて得られた分析値に対して、水理試験または物理検層結果により得た原位置の圧力および温度のデータを用い、かつ一部の遊離ガスがゼロであることを条件として平衡論による地球化学計算を行うことにより、原位置での地下水の物性値を推定する。
【選択図】図１
Description
本発明は地下深部に存する地下水の原位置での水質を地上にて推定する方法に関する。
特許文献１に示されるように、高レベル放射性廃棄物の処分場は深度数百メートル以下の地下深部に設置される予定である。その安全評価をするには原位置における水質データが必要不可欠であり、特にｐＨ（水素イオン指数）およびＥｈ（酸化還元電位）が重要である。これは、放射性核種の存在形態がｐＨとＥｈによって変化するためであり、それによって岩盤に吸着するのか、または地下水に溶けて移流するのか、その移行形態が大きく異なるためである。
そのような目的で地下深部における地下水の水質を調査する方法としては、従来、ボーリング孔を穿孔して調査対象深度に存する地下水をポンプにより揚水し、地上において水質を計測するとともに成分分析を行い、それにより得られた水質データを原位置での水質データとして想定することが最も一般的である。
核燃料サイクル開発機構、わが国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性−地層処分研究開発第２次取りまとめ−分冊１ わが国の地質環境、pp.IV-87−IV-92、1999
核燃料サイクル開発機構、わが国における高レベル放射性廃棄物地層処分の技術的信頼性−地層処分研究開発第２次取りまとめ−分冊１ わが国の地質環境、pp.IV-87−IV-92、1999
ところが、最近の研究により地下深部の水質、特にｐＨ、Ｅｈについては、地上で得られた測定値（推定データ）と原位置での実際の水質データとの間に無視し得ない誤差が生じることがわかってきており、原位置の水質をより高精度で推定するための有効適切な手法の開発が必要とされている。
なお、上記従来の手法のように地下水を地上に揚水して地上において分析を行うことに代えて、ボーリング孔内に水質計を設置して原位置において水質を直接計測したり、地下水を原位置で直接封圧した状態で採水してそのサンプルを地上において不活性ガス雰囲気中で分析するという手法もあり、それによればより高精度のデータ採取が可能ではあるが、そのためには複雑かつ高度の測定システムと測定手法が必要であるし、必然的にかなりの手間と費用を要するものであるので、広く一般に適用することは現実的ではない。
上記事情に鑑み、本発明は地下深部に存する地下水の原位置での水質を地上にて簡易にかつ精度良く推定するための方法であって、推定対象の地下水を原位置から揚水して地上にて水質測定および成分分析を行い、地上にて得られた分析値に対して、水理試験または物理検層結果により得た原位置の圧力および温度のデータを用い、かつ一部の遊離ガスがゼロであることを条件として平衡論による地球化学計算を行うことにより、原位置での地下水の物性値を推定することを特徴とする。
本発明によれば、調査対象深度から揚水した地下水を地上で水質測定し採水分析するという従来一般の簡易な手法を踏襲しつつ、それにより得られたデータを理論的に補正することによって高精度の推定値を得ることができる。
したがって、本発明による推定結果を高レベル放射性廃棄物の処分場の計画や設計に反映させることにより、その信頼性や安全性を十分に高めることができる。
また、原位置で水質を直接計測したり原位置でサンプルを直接採取する場合のような複雑かつ高度の測定システムや測定手法が不要であるから、それに比べて水質測定に要する費用と手間を大幅に軽減することができる。
したがって、本発明による推定結果を高レベル放射性廃棄物の処分場の計画や設計に反映させることにより、その信頼性や安全性を十分に高めることができる。
また、原位置で水質を直接計測したり原位置でサンプルを直接採取する場合のような複雑かつ高度の測定システムや測定手法が不要であるから、それに比べて水質測定に要する費用と手間を大幅に軽減することができる。
本発明の水質推定方法は、通常のようにボーリング孔を穿孔して調査対象深度に存する地下水をポンプにより揚水し、地上においてその水質を計測するとともに成分分析を行ったうえで、それにより得られた水質データの分析値を元に平衡論による地球化学計算を行うことにより、原位置での地下水の物性値を推定するものである。
その基本的な手順を図１にフローチャートとして示す。
その基本的な手順を図１にフローチャートとして示す。
図１に示すように、本発明方法では揚水した地下水の地上における分析値を入力値として入力する。
入力値としては、水質に関わるデータ（ｐＨ、Ｅｈ、水温等）、分析成分量（Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｃｌ、ＳＯ４ ２−、ＨＣＯ３− 等）、遊離ガス量とその成分（ＣＨ４、ＣＯ２、Ａｒ、Ｎ２ 等）とする。
入力値としては、水質に関わるデータ（ｐＨ、Ｅｈ、水温等）、分析成分量（Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｃｌ、ＳＯ４ ２−、ＨＣＯ３− 等）、遊離ガス量とその成分（ＣＨ４、ＣＯ２、Ａｒ、Ｎ２ 等）とする。
また、対象となる原位置の圧力と温度を設定する。そのためには予め実施した水理試験または物理検層結果等による補完を行うと良い。
そして、平衡論による地球化学計算（コードPhreeqcを使用）を行い、次式の活量と質量作用方程式により化学種組成を求める。
なお、ここでの平衡論は、鉱物、ガス、固溶体、イオン交換体、吸着表面錯体と反応する水溶液の平衡化学を扱う周知の理論である。
なお、ここでの平衡論は、鉱物、ガス、固溶体、イオン交換体、吸着表面錯体と反応する水溶液の平衡化学を扱う周知の理論である。
上記の計算を行う上では、遊離ガスの有無により変数の取り扱いが異なるので、一部の遊離ガスがゼロとなる温度・圧力条件を把握する必要があり、そのために次の手順による計算を行う。
（１）地上と原位置を深度によって分割する。
（２）分割した深度の圧力・温度条件を求める。
（３）その条件で上記の地球化学計算を行う。
（４）一部の遊離ガスがゼロとなるか否かを調べる。
（５）ゼロとならない場合には分割数を調整し、ゼロになるまで以上を繰り返す。
（１）地上と原位置を深度によって分割する。
（２）分割した深度の圧力・温度条件を求める。
（３）その条件で上記の地球化学計算を行う。
（４）一部の遊離ガスがゼロとなるか否かを調べる。
（５）ゼロとならない場合には分割数を調整し、ゼロになるまで以上を繰り返す。
以上の計算により、入力した分析値に対応する出力値を出力する。その出力値は、地上で得られた分析値が平衡論により理論的に補正されたものであって、これにより対象となる原位置の地下水の実際の物性値に高精度で近似した推定値が得られる。
図２は本発明方法による推定結果の一例を示すものである。（ａ）はｐＨの推定値、（ｂ）はＥｈの推定値を示し、（ｃ）は本発明による推定値を原位置での実測値と比較して示すものである。
この結果から、ｐＨ、Ｅｈのいずれについても、本発明による推定値が原位置での実測値に十分に近似した値として求められていることが分かる。
この結果から、ｐＨ、Ｅｈのいずれについても、本発明による推定値が原位置での実測値に十分に近似した値として求められていることが分かる。
Claims (1)
- 地下深部に存する地下水の原位置での水質を地上にて推定する方法であって、
推定対象の地下水を原位置から揚水して地上にて水質測定および成分分析を行い、地上にて得られた分析値に対して、水理試験または物理検層結果により得た原位置の圧力および温度のデータを用い、かつ一部の遊離ガスがゼロであることを条件として平衡論による地球化学計算を行うことにより、原位置での地下水の物性値を推定することを特徴とする地下水の原位置水質推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008110288A JP2009258053A (ja) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | 地下水の原位置水質推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008110288A JP2009258053A (ja) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | 地下水の原位置水質推定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009258053A true JP2009258053A (ja) | 2009-11-05 |
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ID=41385647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008110288A Pending JP2009258053A (ja) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | 地下水の原位置水質推定方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111722298A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-29 | 宁夏回族自治区地震局 | 一种地下水埋藏类型综合判定方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006205154A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-08-10 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 水酸アパタイト結晶を主成分とする吸着材の製造方法 |
| JP2007016587A (ja) * | 2005-07-08 | 2007-01-25 | Kajima Corp | ボーリング孔利用の地下水モニタリング方法及びシステム |
-
2008
- 2008-04-21 JP JP2008110288A patent/JP2009258053A/ja active Pending
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| CN111722298A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-29 | 宁夏回族自治区地震局 | 一种地下水埋藏类型综合判定方法 |
| CN111722298B (zh) * | 2020-06-10 | 2023-03-14 | 宁夏回族自治区地震局 | 一种地下水埋藏类型综合判定方法 |
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