JP2020186918A - Groundwater multi-logging device and logging method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地盤内における帯水層の浸透特性を把握する技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for grasping the infiltration characteristics of an aquifer in the ground.
近年、地下水を用いた再生熱エネルギーの利活用として、ビル空調の熱需要を賄うために、熱利用効率の良い地中熱利用システムの導入に期待が高まっており、そのため、地下水が含まれる帯水層を効率よく観測する技術が望まれている。
地下水検層を行う技術としては、電気伝導度計を用いる検層や、高感度温度測定器を坑井内に降ろして行う温度検層が知られている。
In recent years, as a utilization of regenerated thermal energy using groundwater, expectations are increasing for the introduction of a geothermal heat utilization system with high heat utilization efficiency in order to meet the heat demand of building air conditioning, and therefore, the zone containing groundwater. A technique for efficiently observing the water layer is desired.
Known techniques for performing groundwater logging include logging using an electrical conductivity meter and temperature logging performed by lowering a high-sensitivity temperature measuring device into a well.
また、外周面に弾性パッカーを有し、水流量センサを内蔵した内部通水型のゾンデを地下掘削孔内に挿入して、地下水を揚水しながら、地下水の流水状況を検層する方法が知られている（特許文献１を参照）。
しかしながら、従来の検層では、流量と温度と電気伝導度を別々に測定しており、同時に１回で測定するといった検層が困難であった。また、上記特許文献１についても、水流量センサによる流水量の測定だけでは、精度の高い調査を行うことは困難であるという問題がある。
In addition, a method is known in which an internal water flow type sonde with an elastic packer on the outer peripheral surface and a built-in water flow sensor is inserted into the underground drilling hole to check the groundwater flow condition while pumping the groundwater. (See Patent Document 1).
However, in the conventional logging, the flow rate, the temperature, and the electric conductivity are measured separately, and it is difficult to log the logging at the same time. Further, Patent Document 1 also has a problem that it is difficult to carry out a highly accurate survey only by measuring the amount of flowing water with a water flow rate sensor.
かかる状況に鑑みて、本発明は、効率的かつ正確性の高い検層作業が可能な地下水マルチ検層装置及び検層方法を提供することを目的とする。 In view of such a situation, an object of the present invention is to provide a groundwater multi-logger and a logging method capable of efficient and highly accurate logging work.
上記課題を解決すべく、本発明の地下水マルチ検層装置は、下記昇降制御手段による少なくとも１回の検層装置本体の上昇又は下降により、地盤中の地下水の流量、温度及び電気伝導度を計測し得るものであり、下記手段等を備える。
１）地盤中の地下水を吸い上げる揚水手段、
２）地下水の流量を計測する流量計測手段、
３）地下水の温度を計測する温度計測手段、
４）地下水の電気伝導度を計測する電気伝導度計測手段、
５）流量計測手段、温度計測手段及び電気伝導度計測手段が搭載された検層装置本体、
６）該検層装置本体を昇降し得る昇降制御手段、
７）流量計測手段、温度計測手段及び電気伝導度計測手段により取得された計測データを記憶する記憶手段。
In order to solve the above problems, the groundwater multi-logger of the present invention measures the flow rate, temperature and electrical conductivity of groundwater in the ground by raising or lowering the main body of the logging device at least once by the following elevating control means. It is possible and has the following means and the like.
1) Pumping means to suck up groundwater in the ground,
2) Flow measuring means for measuring the flow of groundwater,
3) Temperature measuring means for measuring the temperature of groundwater,
4) Electrical conductivity measuring means for measuring the electrical conductivity of groundwater,
5) A logging device main body equipped with a flow rate measuring means, a temperature measuring means, and an electric conductivity measuring means.
6) Lifting control means capable of raising and lowering the logging device main body,
7) A storage means for storing measurement data acquired by a flow rate measuring means, a temperature measuring means, and an electric conductivity measuring means.
昇降制御手段による少なくとも１回の検層装置本体の上昇又は下降により、地盤中の地下水の流量、温度及び電気伝導度を計測し得ることにより、短時間で調査でき効率的な検層が可能となる。また、流量計測手段だけではなく、温度計測手段及び電気伝導度計測手段による計測も行うため、精度の高い検層が可能である。 By raising or lowering the logging device body at least once by the elevating control means, it is possible to measure the flow rate, temperature and electrical conductivity of groundwater in the ground, which enables quick logging and efficient logging. Become. Further, since measurement is performed not only by the flow rate measuring means but also by the temperature measuring means and the electric conductivity measuring means, highly accurate logging is possible.
本発明の地下水マルチ検層装置は、計測データを用いて地盤中の地下水の状態を判別する判別手段を更に備え、判別手段は、電気伝導度計測手段の計測データを用いて、地盤中の地下水の電気的な特性を判別することでもよい。電気的な特性とは例えば、塩分濃度が挙げられるがこれに限られない。
地下水の電気的な特性の判別とは、例えば、検層装置本体が上昇又は下降するに連れて、電気伝導度が上昇していれば、電気伝導度の高い地下水が流入したことが分かるというものである。また、電気伝導度が低下していれば、電気伝導度の低い地下水が流入したことが分かることとなる。判別手段はコンピュータに設けられ、記憶手段と通信して計測データを取得し、判別を行う。
The groundwater multi-logger of the present invention further includes a discriminating means for discriminating the state of groundwater in the ground using measurement data, and the discriminating means uses the measurement data of the electrical conductivity measuring means to discriminate groundwater in the ground. It may be possible to discriminate the electrical characteristics of. Electrical properties include, but are not limited to, salinity, for example.
Determining the electrical characteristics of groundwater means, for example, that if the electrical conductivity increases as the logging device main body rises or falls, it can be seen that groundwater with high electrical conductivity has flowed in. Is. Further, if the electric conductivity is lowered, it can be seen that the groundwater having a low electric conductivity has flowed in. The discriminating means is provided in the computer, communicates with the storage means, acquires measurement data, and discriminates.
本発明の地下水マルチ検層装置は、計測データを用いて地盤中の地下水の状態を判別する判別手段を更に備え、判別手段は、温度計測手段の計測データを用いて、地盤中の地下水の温度特性を判別することでもよい。
地下水の温度特性の判別とは、例えば、地下水の温度が急激に上昇していれば、温度の高い地下水が流入した可能性があるというものである。また、地下水の温度が急激に低下していれば、温度の低い地下水が流入した可能性があることとなる。ここでも判別手段はコンピュータに設けられ、記憶手段と通信して計測データを取得し、判別を行う。
The groundwater multi-logger of the present invention further includes a discriminating means for discriminating the state of groundwater in the ground using measurement data, and the discriminating means uses the measurement data of the temperature measuring means to determine the temperature of groundwater in the ground. The characteristics may be discriminated.
The determination of the temperature characteristics of groundwater means that, for example, if the temperature of groundwater rises sharply, there is a possibility that high-temperature groundwater has flowed in. Further, if the temperature of the groundwater drops sharply, it means that the groundwater having a low temperature may have flowed in. Here, too, the discriminating means is provided in the computer, communicates with the storage means, acquires measurement data, and discriminates.
本発明の地下水マルチ検層装置は、検層装置本体に、地下水の圧力を計測する圧力計測手段が設けられたことが好ましい。
例えば、一定の深度の箇所に別途、基準となる水中の圧力を計測する圧力計等を設置し、計測された基準となる圧力及び深度と、昇降制御手段から得られた深度を基に圧力を算出する。算出された数値と圧力計測手段により計測された圧力の数値を比較して、圧力計測手段により計測された圧力の数値が高く、一定の閾値を超えたと判定される場合には、検層装置の性能限界を超えた地下水が検層装置本体内に流入し、正常な試験が行えない状態となっていることが分かる。すなわち、検層装置が圧力計測手段を備えることにより、正常な試験が行われているかどうかをチェックすることが可能となる。
In the groundwater multi-logger of the present invention, it is preferable that the main body of the logging device is provided with a pressure measuring means for measuring the pressure of groundwater.
For example, a pressure gauge or the like that measures the pressure in water as a reference is separately installed at a certain depth, and the pressure is measured based on the measured reference pressure and depth and the depth obtained from the elevating control means. calculate. Comparing the calculated value with the value of the pressure measured by the pressure measuring means, if it is determined that the value of the pressure measured by the pressure measuring means is high and exceeds a certain threshold value, the logging device is used. It can be seen that groundwater that exceeds the performance limit flows into the logging device main body, and normal tests cannot be performed. That is, if the logging device is provided with the pressure measuring means, it is possible to check whether or not a normal test is performed.
本発明の地下水マルチ検層装置において、昇降制御手段は、検層装置本体を略一定の速度で昇降させることが好ましい。
略一定の速度で検層装置本体の昇降を行うことにより、より精度の高い調査が可能となる。
In the groundwater multi-logger of the present invention, it is preferable that the elevating control means raises and lowers the logging device main body at a substantially constant speed.
By raising and lowering the logging device main body at a substantially constant speed, more accurate investigation becomes possible.
本発明の地下水マルチ検層方法は、昇降制御ステップによる少なくとも１回の検層装置本体の上昇又は下降により、地盤中の地下水の流量、温度及び電気伝導度を計測し得るものであり、下記ステップを備える。
１）地盤中の地下水を吸い上げる揚水ステップ、
２）地下水の流量を計測する流量計測ステップ、
３）地下水の温度を計測する温度計測ステップ、
４）地下水の電気伝導度を計測する電気伝導度計測ステップ、
５）流量計測ステップ、温度計測ステップ及び電気伝導度計測ステップが行われる検層装置本体を昇降する昇降制御ステップ、
６）流量計測ステップ、温度計測ステップ及び電気伝導度計測ステップにより取得された計測データを記憶する記憶ステップ。
The groundwater multi-logger method of the present invention can measure the flow rate, temperature, and electric conductivity of groundwater in the ground by raising or lowering the logging device main body at least once by the elevating control step. To be equipped.
1) Pumping step to suck up groundwater in the ground,
2) Flow measurement step to measure the flow rate of groundwater,
3) Temperature measurement step to measure the temperature of groundwater,
4) Electrical conductivity measurement step to measure the electrical conductivity of groundwater,
5) Lifting control step for raising and lowering the logging device main body where the flow rate measurement step, temperature measurement step and electrical conductivity measurement step are performed.
6) A storage step for storing the measurement data acquired by the flow rate measurement step, the temperature measurement step, and the electrical conductivity measurement step.
本発明の地下水マルチ検層方法において、昇降制御ステップは、検層装置本体を略一定の速度で昇降させることが好ましい。
上述したように、略一定の速度で検層装置本体の昇降を行うことにより、より精度の高い調査が可能となる。
In the groundwater multi-logger method of the present invention, it is preferable that the elevating control step raises and lowers the logging device main body at a substantially constant speed.
As described above, by raising and lowering the logging device main body at a substantially constant speed, more accurate investigation becomes possible.
本発明の地下水マルチ検層装置及び検層方法によれば、効率的かつ正確性の高い検層作業が可能になるといった効果がある。 According to the groundwater multi-logger and logging method of the present invention, there is an effect that efficient and highly accurate logging work becomes possible.
以下、本発明の実施形態の一例を、図面を参照しながら詳細に説明していく。なお、本発明の範囲は、以下の実施例や図示例に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。 Hereinafter, an example of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The scope of the present invention is not limited to the following examples and illustrated examples, and many modifications and modifications can be made.
図１は、実施例１の地下水マルチ検層装置（以下、「検層装置」とする。）の機能ブロック図を示している。図１に示すように、検層装置１００は、検層装置本体１０１、揚水手段１０５、昇降制御手段１０６及び記憶手段１０７から成り、検層装置本体１０１には、流量計測手段１０２、温度計測手段１０３及び電気伝導度計測手段１０４が設けられている。
揚水手段１０５は、ケーシング内の地下水を吸い上げるものであり、具体的にはポンプが用いられる。検層装置本体１０１は、流量計測手段１０２だけではなく、温度計測手段１０３及び電気伝導度計測手段１０４が設けられていることにより、一度の試験で複数種類の計測データを取得することが可能となっている。昇降制御手段１０６は、検層装置本体１０１を制御するものであり、コンピュータや、プーリー、ウインチ等から成る。記憶手段１０７は、コンピュータと有線又は無線により通信し、検層装置本体１０１により得られた検層結果を記憶するものである。
検層を行う際には、揚水手段１０５により揚水を行いながら、昇降制御手段１０６により検層装置本体１０１を制御して検層を行う。
なお、ここでは図示しないが、計測データを用いて地盤中の地下水の状態を判別する判別手段が備えられる構成でもよい。判別手段とは、電気伝導度計測手段の計測データを用いて、地盤中の地下水の電気的な特性を判別するものや、温度計測手段の計測データを用いて、地盤中の地下水の温度特性を判別するものが挙げられる。判別手段はコンピュータに設けられ、記憶手段１０７と通信して計測データを取得し、判別を行う。
FIG. 1 shows a functional block diagram of the groundwater multi-logger (hereinafter referred to as “logger”) of Example 1. As shown in FIG. 1, the logging device 100 includes a logging device main body 101, a water pumping means 105, an elevating control means 106, and a storage means 107, and the logging device main body 101 includes a flow rate measuring means 102 and a temperature measuring means. 103 and the electric conductivity measuring means 104 are provided.
The pumping means 105 sucks up the groundwater in the casing, and specifically, a pump is used. The logging device main body 101 is provided with not only the flow rate measuring means 102 but also the temperature measuring means 103 and the electric conductivity measuring means 104, so that it is possible to acquire a plurality of types of measurement data in one test. It has become. The elevating control means 106 controls the logging device main body 101, and includes a computer, a pulley, a winch, and the like. The storage means 107 communicates with a computer by wire or wirelessly, and stores the logging result obtained by the logging device main body 101.
When logging is performed, the logging device main body 101 is controlled by the elevating control means 106 while pumping water by the pumping means 105 to perform logging.
Although not shown here, a configuration may be provided in which a discriminating means for discriminating the state of groundwater in the ground using measurement data is provided. The discriminating means is to discriminate the electrical characteristics of groundwater in the ground using the measurement data of the electrical conductivity measuring means, or to determine the temperature characteristics of the groundwater in the ground using the measurement data of the temperature measuring means. Something to discriminate. The discriminating means is provided in the computer, communicates with the storage means 107, acquires measurement data, and discriminates.
図２は、実施例１の地下水マルチ検層装置の概略構成図を示している。図２に示すように、検層装置１は、地層２０中に設置されたケーシング７ａ及びスクリーン７ｂの内側に検層装置本体２を挿入して検層を行うものである。検層装置１は、検層装置本体２、揚水ポンプ６、コンピュータ１４及びサーバ１５から成る。ケーブル８は、プーリー１６を介し、ウインチ１７に取り付けられている。ウインチ１７は、有線又は無線によりコンピュータ１４と接続されており、コンピュータ１４を操作することにより、ウインチ１７を制御して、ケーブル８の先に取り付けられた検層装置本体２を昇降させる構造となっている。
検層装置本体２には、流量計３、電気伝導度計５及び温度計４が設けられている。検層装置本体２の底部には通孔９ａが設けられ、検層装置本体２の上方の側壁には通孔９ｂが設けられており、地下水１８が通孔９ａから流入し、検層装置本体２に設けられた流量計３、電気伝導度計５及び温度計４によりセンシングが行われた後、通孔９ｂから流出する構造となっている。また、検層装置本体２の外周面上にはスポンジパッカー１０が設けられており、水漏れを防止し得る構造である。
FIG. 2 shows a schematic configuration diagram of the groundwater multi-logger of Example 1. As shown in FIG. 2, the logging device 1 inserts the logging device main body 2 inside the casing 7a and the screen 7b installed in the stratum 20 to perform logging. The logging device 1 includes a logging device main body 2, a pump 6, a computer 14, and a server 15. The cable 8 is attached to the winch 17 via the pulley 16. The winch 17 is connected to the computer 14 by wire or wirelessly, and the winch 17 is controlled by operating the computer 14 to raise and lower the logging device main body 2 attached to the end of the cable 8. ing.
The logging device main body 2 is provided with a flow meter 3, an electric conductivity meter 5, and a thermometer 4. A through hole 9a is provided at the bottom of the logging device main body 2, and a through hole 9b is provided on the side wall above the logging device main body 2. Groundwater 18 flows in from the through hole 9a and the logging device main body 2 is provided. The structure is such that after sensing is performed by the flow meter 3, the electric conductivity meter 5, and the thermometer 4 provided in 2, the water flows out from the through hole 9b. Further, a sponge packer 10 is provided on the outer peripheral surface of the logging device main body 2, and has a structure capable of preventing water leakage.
揚水ポンプ６には、配管１３ａの一端が接続され、他端はケーシング７ａ内に深度ＧＬ−８ｍ付近まで挿入されている。揚水ポンプ６とノッチタンク１２は、配管１３ｂにより接続され、揚水ポンプ６とノッチタンク１２の間には、揚水量を計測するための自記流量計１１が取り付けられている。揚水ポンプ６にはコック６ａが取り付けられており、コック６ａを操作することにより、配管１３ａから吸い上げる地下水の流量を調整することが可能である。
コンピュータ１４は、有線又は無線によりサーバ１５と接続されており、流量計３、温度計４及び電気伝導度計５によりセンシングされたデータを記憶することができる。
One end of the pipe 13a is connected to the pump 6, and the other end is inserted into the casing 7a to a depth of about GL-8 m. The pump 6 and the notch tank 12 are connected by a pipe 13b, and a self-recording flow meter 11 for measuring the amount of pumped water is attached between the pump 6 and the notch tank 12. A cock 6a is attached to the pump 6a, and the flow rate of groundwater sucked up from the pipe 13a can be adjusted by operating the cock 6a.
The computer 14 is connected to the server 15 by wire or wirelessly, and can store the data sensed by the flow meter 3, the thermometer 4, and the electric conductivity meter 5.
図３は、地下水検層のイメージ図を示している。図３に示すように、地層は、上層から第１砂質土層２１ａ、第１粘性土層２２ａ、第１礫質土層（第１帯水層）２３ａ、第２粘性土層２２ｂ、第２砂質土層２１ｂ、第２礫質土層（第２帯水層）２３ｂ、第３粘性土層２２ｃ、第３砂質土層２１ｃ、第３礫質土層（第３帯水層）２３ｃ、第４粘性土層２２ｄの順に形成されている。ケーシング７ａは、砂質土層（２１ａ〜２１ｃ）及び粘性土層（２２ａ〜２２ｄ）に該当する箇所に設置され、礫質土層（帯水層）（２３ａ〜２３ｃ）にはスクリーン７ｂが設置されている。ケーシング７ａとは異なり、スクリーン７ｂには複数の孔が設けられており、地下水１８が流入し得る構成となっている。なお、ケーシング７ａ及びスクリーン７ｂは、硬質ポリ塩化ビニル管で形成されている。 FIG. 3 shows an image of the groundwater logging. As shown in FIG. 3, the soil layers are the first sandy soil layer 21a, the first cohesive soil layer 22a, the first gravel soil layer (first zone water layer) 23a, the second cohesive soil layer 22b, and the second 2 Sandy soil layer 21b, 2nd gravel soil layer (2nd zone water layer) 23b, 3rd cohesive soil layer 22c, 3rd sandy soil layer 21c, 3rd gravel soil layer (3rd zone water layer) 23c and the fourth cohesive soil layer 22d are formed in this order. The casing 7a is installed at a location corresponding to the sandy soil layer (21a to 21c) and the cohesive soil layer (22a to 22d), and the screen 7b is installed on the gravel soil layer (aquifer) (23a to 23c). Has been done. Unlike the casing 7a, the screen 7b is provided with a plurality of holes so that the groundwater 18 can flow into the screen 7b. The casing 7a and the screen 7b are formed of a rigid polyvinyl chloride pipe.
図４は、実施例１の地下水マルチ検層装置を用いた地下水検層の作業フロー図を示している。図４に示すように、まず、検層装置本体２をケーシング７ａの孔底まで挿入する（ステップＳ０１）。次に、揚水ポンプ６を用いて揚水を行う（ステップＳ０２）。コンピュータ１４を操作してウインチ１７を作動し、検層装置本体２を略一定の速度で上昇させながら検層を行う（ステップＳ０３）。なお、本実施例の検層試験では、２〜５ｃｍ／ｓの低速で上昇させ検層を行っている。検層により取得された計測データをサーバ１５に記憶する（ステップＳ０４）。 FIG. 4 shows a work flow diagram of a groundwater logging using the groundwater multi-logger of Example 1. As shown in FIG. 4, first, the logging device main body 2 is inserted to the bottom of the hole of the casing 7a (step S01). Next, pumping is performed using the pump 6 (step S02). The computer 14 is operated to operate the winch 17, and logging is performed while raising the logging device main body 2 at a substantially constant speed (step S03). In the logging test of this example, logging is performed by raising at a low speed of 2 to 5 cm / s. The measurement data acquired by logging is stored in the server 15 (step S04).
図５は、実施例１の地下水マルチ検層装置による計測フロー図を示している。図５に示すように、まず、流量計３により帯水層から流れ出る地下水の流量を計測する（ステップＳ１１）。次に、電気伝導度計５により電気伝導度を計測し（ステップＳ１２）、温度計４により温度を計測する（ステップＳ１３）。流量、電気伝導度及び温度の計測は、１回の試験で同時に行うことができればよく、計測の順序は上記順序に限られるものではない。 FIG. 5 shows a measurement flow chart of the groundwater multi-logger of Example 1. As shown in FIG. 5, first, the flow rate of the groundwater flowing out of the aquifer is measured by the flow meter 3 (step S11). Next, the electric conductivity is measured by the electric conductivity meter 5 (step S12), and the temperature is measured by the thermometer 4 (step S13). The flow rate, electrical conductivity, and temperature may be measured at the same time in one test, and the order of measurement is not limited to the above order.
（流量検層試験について）
本発明の地下水マルチ検層装置を用いた流量検層試験について説明する。下記表１は、試験に用いた測定孔の仕様を示している。測定孔は、ケーシング７ａ及びスクリーン７ｂから成る。
(About flow rate logging test)
A flow rate logging test using the groundwater multi-logger of the present invention will be described. Table 1 below shows the specifications of the measuring holes used in the test. The measuring hole is composed of a casing 7a and a screen 7b.
上記表１に示すように、第１帯水層２３ａの深度は、ＧＬ−１３ｍ〜ＧＬ−２５．５ｍであることから、スクリーン７ｂをＧＬ−１１．４５ｍ〜ＧＬ−２５．１５ｍの位置に設けている。
第２帯水層２３ｂの深度は、ＧＬ−３０ｍ〜ＧＬ−３８．９ｍであることから、スクリーン７ｂをＧＬ−２９．１ｍ〜ＧＬ−３９．８５ｍの位置に設けている。また、第３帯水層２３ｃの深度は、ＧＬ−４８ｍ〜ＧＬ−６１ｍであることから、スクリーン７ｂをＧＬ−４７．７ｍ〜ＧＬ−６１．５ｍの位置に設けている。
As shown in Table 1 above, since the depth of the first aquifer 23a is GL-13m to GL-25.5m, the screen 7b is provided at the position of GL-11.45m to GL-25.15m. ing.
Since the depth of the second aquifer 23b is GL-30m to GL-38.9m, the screen 7b is provided at a position of GL-29.1m to GL-39.85m. Further, since the depth of the third aquifer 23c is GL-48m to GL-61m, the screen 7b is provided at a position of GL-47.7m to GL-61.5m.
次に、流量検層試験からの透水係数解析法について説明する。下記式１は、流量計による未固結地盤の透水係数の計算式を示している。下記式１において、Ｑは揚水流量（ｍ３／ｓ）、ｋは透水係数（ｍ／ｓ）、ｂは帯水層の層厚（ｍ）、ｓは水位低下量（ｍ）、ｒは揚水井の半径（ｍ）を示している。 Next, the hydraulic conductivity analysis method from the flow rate logging test will be described. Equation 1 below shows a formula for calculating the hydraulic conductivity of unconsolidated ground using a flow meter. In Equation 1 below, Q is the pumping flow rate (m 3 / s), k is the hydraulic conductivity (m / s), b is the aquifer thickness (m), s is the amount of water level drop (m), and r is pumping. It shows the radius (m) of the well.
試験井内の水位（ｈ０）を低下させ、孔内の孔底から水面までの流速を計測する。その時の各帯水層の上下端の流量差がその帯水層からの流出量である。計測された試験孔内の流量から地盤の透水係数を求めるのは、地盤工学会土質調査法より上記式１としたものである。 The water level (h 0 ) in the test well is lowered, and the flow velocity from the bottom of the hole to the water surface is measured. The difference in flow rate between the upper and lower ends of each aquifer at that time is the amount of outflow from the aquifer. The hydraulic conductivity of the ground is obtained from the measured flow rate in the test hole using the above formula 1 from the soil survey method of the Japanese Geotechnical Society.
（揚水量が０Ｌ／ｍｉｎの場合）
図６は、揚水量が０Ｌ／ｍｉｎのフローメータ検層結果を示すグラフである。なお、第１帯水層２３ａ及び第２帯水層２３ｂは、上下２層に分かれている。
図６に示すように、揚水量が０Ｌ／ｍｉｎの場合においては、第３帯水層２３ｃ、第２帯水層２３ｂ、第１帯水層２３ａの順に検層装置本体を上昇させた結果、流量は−５〜＋５Ｌ／ｍｉｎの範囲に収まっており、殆ど流量の変化が無いことが分かる。
(When the amount of pumped water is 0 L / min)
FIG. 6 is a graph showing the results of logging of a flow meter with a pumping amount of 0 L / min. The first aquifer 23a and the second aquifer 23b are divided into upper and lower layers.
As shown in FIG. 6, when the pumping amount is 0 L / min, the result of raising the layer inspection device main body in the order of the third aquifer 23c, the second aquifer 23b, and the first aquifer 23a is as a result. The flow rate is within the range of −5 to + 5 L / min, and it can be seen that there is almost no change in the flow rate.
（揚水量が１１６Ｌ／ｍｉｎの場合）
下記表２は、揚水量が１１６Ｌ／ｍｉｎのフローメータ検層結果を示している。また、図７は、揚水量が１１６Ｌ／ｍｉｎのフローメータ検層結果をグラフにしたものである。
(When the pumped amount is 116 L / min)
Table 2 below shows the results of logging with a flow meter with a pumping volume of 116 L / min. Further, FIG. 7 is a graph of the logging results of the flow meter logging with a pumping amount of 116 L / min.
透水係数は、直線３１ａ〜３１ｅで示す流量の変化の大きい箇所について、深度と流量の各上限及び下限値を基に算出を行った。具体的には、図７に示すように、第１帯水層２３ａの上層は直線３１ａ、第１帯水層２３ａの下層は直線３１ｂ、第２帯水層２３ｂの上層は直線３１ｃ、第２帯水層２３ｂの下層は直線３１ｄ、そして第３帯水層２３ｃは直線３１ｅで示す範囲について算出を行った。
上記表２に示すように、第１帯水層２３ａの上層は、深度がＧＬ−１５．６ｍ〜ＧＬ−１４．２ｍであり、流量は８７．８〜１１２．６Ｌ／ｍｉｎ、透水係数は９．５Ｅ−０５ｍ／ｓとなった。第１帯水層２３ａの下層は、深度がＧＬ−２４．１ｍ〜ＧＬ−１５．６ｍであり、流量は６５．１〜８７．８Ｌ／ｍｉｎ、透水係数は２．５Ｅ−０５ｍ／ｓとなった。また、第１帯水層２３ａの上層と下層の透水係数の平均値は、４．６Ｅ−０５ｍ／ｓである。
第２帯水層２３ｂの上層は、深度がＧＬ−３３．３ｍ〜ＧＬ−３０．４ｍであり、流量は３５．８〜６０．４Ｌ／ｍｉｎ、透水係数は７．６Ｅ−０５ｍ／ｓとなった。第２帯水層２３ｂの下層は、深度がＧＬ−３８．３ｍ〜ＧＬ−３６．２ｍであり、流量は２３〜３５．８Ｌ／ｍｉｎ、透水係数は４．８Ｅ−０５ｍ／ｓとなった。また、第２帯水層２３ｂの上層と下層の透水係数の平均値は、５．６Ｅ−０５ｍ／ｓである。
第３帯水層２３ｃは、深度がＧＬ−６０．３ｍ〜ＧＬ−５４．１ｍであり、流量は０〜１９．４Ｌ／ｍｉｎ、透水係数は３．１Ｅ−０５ｍ／ｓとなった。
The hydraulic conductivity was calculated based on the upper and lower limits of the depth and the flow rate at the locations where the change in the flow rate shown by the straight lines 31a to 31e was large. Specifically, as shown in FIG. 7, the upper layer of the first aquifer 23a is a straight line 31a, the lower layer of the first aquifer 23a is a straight line 31b, and the upper layer of the second aquifer 23b is a straight line 31c, the second. The lower layer of the aquifer 23b was calculated for the range indicated by the straight line 31d, and the third aquifer 23c was calculated for the range indicated by the straight line 31e.
As shown in Table 2 above, the upper layer of the first aquifer 23a has a depth of GL-15.6 m to GL-14.2 m, a flow rate of 87.8 to 112.6 L / min, and a hydraulic conductivity of 9. It was .5E-05 m / s. The lower layer of the first aquifer 23a has a depth of GL-24.1 m to GL-15.6 m, a flow rate of 65.1 to 87.8 L / min, and a hydraulic conductivity of 2.5 E-05 m / s. It was. The average value of the hydraulic conductivity of the upper and lower layers of the first aquifer 23a is 4.6E-05 m / s.
The upper layer of the second aquifer 23b has a depth of GL-33.3 m to GL-30.4 m, a flow rate of 35.8 to 60.4 L / min, and a hydraulic conductivity of 7.6E-05 m / s. It was. The lower layer of the second aquifer 23b had a depth of GL-38.3 m to GL-36.2 m, a flow rate of 23 to 35.8 L / min, and a hydraulic conductivity of 4.8 E-05 m / s. The average value of the hydraulic conductivity of the upper and lower layers of the second aquifer 23b is 5.6E-05 m / s.
The depth of the third aquifer 23c was GL-60.3m to GL-54.1m, the flow rate was 0 to 19.4L / min, and the hydraulic conductivity was 3.1E-05m / s.
以上より、揚水量が１１６Ｌ／ｍｉｎの場合においては、第１帯水層２３ａの上層や第２帯水層２３ｂの上層が、透水性が良いことが分かる。
また、図７に示すように、第２帯水層２３ｂの上層と下層の間には、流量の変化が殆ど見られない箇所が存在するため、不透水層が存在することが分かる。
From the above, it can be seen that when the pumping amount is 116 L / min, the upper layer of the first aquifer 23a and the upper layer of the second aquifer 23b have good water permeability.
Further, as shown in FIG. 7, since there is a place where almost no change in the flow rate is observed between the upper layer and the lower layer of the second aquifer 23b, it can be seen that the impermeable layer exists.
（揚水量が２８０Ｌ／ｍｉｎの場合）
下記表３は、揚水量が２８０Ｌ／ｍｉｎのフローメータ検層結果を示している。また、図８は、揚水量が２８０Ｌ／ｍｉｎのフローメータ検層結果をグラフにしたものである。
(When the amount of pumped water is 280 L / min)
Table 3 below shows the results of logging with a flow meter with a pumping volume of 280 L / min. Further, FIG. 8 is a graph of the logging results of the flow meter logging with a pumping amount of 280 L / min.
ここでも透水係数は、直線３１ｆ〜３１ｊで示す流量の変化の大きい箇所について、深度と流量の各上限及び下限値を基に算出を行った。具体的には、図８に示すように、第１帯水層２３ａの上層は直線３１ｆ、第１帯水層２３ａの下層は直線３１ｇ、第２帯水層２３ｂの上層は直線３１ｈ、第２帯水層２３ｂの下層は直線３１ｉ、そして第３帯水層２３ｃは直線３１ｊで示す範囲について算出を行った。
上記表３に示すように、第１帯水層２３ａの上層は、深度がＧＬ−１８．７ｍ〜ＧＬ−１３．８ｍであり、流量は１９８．６〜２６７Ｌ／ｍｉｎ、透水係数は４．４Ｅ−０５ｍ／ｓとなった。第１帯水層２３ａの下層は、深度がＧＬ−２４．８ｍ〜ＧＬ−１８．７ｍであり、流量は１６６．８〜１９８．６Ｌ／ｍｉｎ、透水係数は１．８Ｅ−０５ｍ／ｓとなった。また、第１帯水層２３ａの上層と下層の透水係数の平均値は、３．２Ｅ−０５ｍ／ｓである。
第２帯水層２３ｂの上層は、深度がＧＬ−３３．４ｍ〜ＧＬ−３０．４ｍであり、流量は９６．２〜１５７．９Ｌ／ｍｉｎ、透水係数は６．１Ｅ−０５ｍ／ｓとなった。第２帯水層２３ｂの下層は、深度がＧＬ−３８．４ｍ〜ＧＬ−３６．３ｍであり、流量は６７．３〜９０．９Ｌ／ｍｉｎ、透水係数は２．９Ｅ−０５ｍ／ｓとなった。また、第２帯水層２３ｂの上層と下層の透水係数の平均値は、４．４Ｅ−０５ｍ／ｓである。
第３帯水層２３ｃは、深度がＧＬ−６０．２ｍ〜ＧＬ−５３．６ｍであり、流量は０〜５８．１Ｌ／ｍｉｎ、透水係数は３．１Ｅ−０５ｍ／ｓとなった。
Here, too, the hydraulic conductivity was calculated based on the upper and lower limits of the depth and the flow rate at the points where the change in the flow rate shown by the straight lines 31f to 31j was large. Specifically, as shown in FIG. 8, the upper layer of the first aquifer 23a is a straight line 31f, the lower layer of the first aquifer 23a is a straight line 31g, and the upper layer of the second aquifer 23b is a straight line 31h, the second. The lower layer of the aquifer 23b was calculated for the range indicated by the straight line 31i, and the third aquifer 23c was calculated for the range indicated by the straight line 31j.
As shown in Table 3 above, the upper layer of the first aquifer 23a has a depth of GL-18.7 m to GL-13.8 m, a flow rate of 198.6 to 267 L / min, and a hydraulic conductivity of 4.4 E. It became -05 m / s. The lower layer of the first aquifer 23a has a depth of GL-24.8 m to GL-18.7 m, a flow rate of 166.8 to 198.6 L / min, and a hydraulic conductivity of 1.8E-05 m / s. It was. The average value of the hydraulic conductivity of the upper and lower layers of the first aquifer 23a is 3.2E-05 m / s.
The upper layer of the second aquifer 23b has a depth of GL-33.4 m to GL-30.4 m, a flow rate of 96.2 to 157.9 L / min, and a hydraulic conductivity of 6.1E-05 m / s. It was. The lower layer of the second aquifer 23b has a depth of GL-38.4 m to GL-36.3 m, a flow rate of 67.3 to 90.9 L / min, and a hydraulic conductivity of 2.9E-05 m / s. It was. The average value of the hydraulic conductivity of the upper and lower layers of the second aquifer 23b is 4.4E-05 m / s.
The depth of the third aquifer 23c was GL-60.2 m to GL-53.6 m, the flow rate was 0 to 58.1 L / min, and the hydraulic conductivity was 3.1 E-05 m / s.
以上より、揚水量が２８０Ｌ／ｍｉｎの場合においても、１１６Ｌ／ｍｉｎの場合と同様に、第１帯水層２３ａの上層や第２帯水層２３ｂの上層が、透水性が良いことが分かる。
また、図８に示すように、第２帯水層２３ｂの上層と下層の間に不透水層が存在するのも同様である。
From the above, it can be seen that even when the pumping amount is 280 L / min, the upper layer of the first aquifer 23a and the upper layer of the second aquifer 23b have good water permeability, as in the case of 116 L / min.
Further, as shown in FIG. 8, the impermeable layer exists between the upper layer and the lower layer of the second aquifer 23b.
（温度検層試験について）
図９は、温度検層結果を示すグラフである。図９に示すように、揚水量が１１６Ｌ／ｍｉｎと２８０Ｌ／ｍｉｎのいずれの場合においても、水温はほぼ一定であり、揚水開始してからの温度では０．５℃程度の振れ幅である。しかし、振れ幅は小さいが、例えば、第２帯水層２３ｂの上層、第２帯水層２３ｂの上層と下層の間、第２帯水層２３ｂの下層の３つにつき、流量計を用いて計測した図７又は図８と類似した変化を示しており、帯水層の違いを反映しているといえる。
なお、第２帯水層２３ｂの下層において、スクリーンの下方部ではあまり変化は見られず、中間部において急激な温度変化が見られるのは、スクリーンが下方まで設置されていても、実際には、下方部から中間部までにおいては、地下水の流入がほとんどなかったことを示している。
(About temperature logging test)
FIG. 9 is a graph showing the results of temperature logging. As shown in FIG. 9, the water temperature is substantially constant regardless of whether the pumping amount is 116 L / min or 280 L / min, and the temperature after the start of pumping has a fluctuation width of about 0.5 ° C. However, although the swing width is small, for example, a flow meter is used for the upper layer of the second aquifer 23b, between the upper and lower layers of the second aquifer 23b, and the lower layer of the second aquifer 23b. It shows a change similar to that of FIG. 7 or 8 measured, and it can be said that it reflects the difference in the aquifer.
In the lower layer of the second aquifer 23b, there is not much change in the lower part of the screen, and the rapid temperature change is seen in the middle part even if the screen is installed to the lower part. , It shows that there was almost no inflow of groundwater from the lower part to the middle part.
（電気伝導度検層試験について）
図１０は、電気伝導度検層結果を示すグラフである。図１０に示すように、電気電導度は１〜４ｍＳ／ｃｍの範囲内にある。揚水量が１１６Ｌ／ｍｉｎと２８０Ｌ／ｍｉｎのいずれの場合においても、電気伝導度につき明確な変化点が見られる。
例えば、第１帯水層２３ａの上層においては、装置本体が上昇するに連れて電気伝導度が低下しており、電気伝導度の低い地下水が流入したことが分かる。逆に、第１帯水層２３ａの下層においては、装置本体が上昇するに連れて電気伝導度が上昇しており、電気伝導度の高い地下水が流入したことが分かる。
また、第２帯水層２３ｂの上層及び下層においては、装置本体が上昇するに連れて電気伝導度が低下しており、電気伝導度の低い地下水が流入したことが分かる。これに対して、第２帯水層２３ｂの上層と下層の間においては電気伝導度の変化は殆どなく、地下水の流入が極めて少ないものといえる。
さらに、第３帯水層２３ｃにおいては、急激に電気伝導度が上昇しており、電気伝導度の高い地下水が流入したことが分かる。
以上より、電気伝導度検層試験においては、流量計を用いて計測した図７又は図８に示す変化点と同様の箇所において明確な変化点が見られ、これらは、帯水層の違いを反映しているといえる。
(About electrical conductivity logging test)
FIG. 10 is a graph showing the results of electrical conductivity logging. As shown in FIG. 10, the electrical conductivity is in the range of 1 to 4 mS / cm. There is a clear change in electrical conductivity in both cases of pumped water at 116 L / min and 280 L / min.
For example, in the upper layer of the first aquifer 23a, the electric conductivity decreases as the main body of the apparatus rises, and it can be seen that groundwater having low electric conductivity has flowed in. On the contrary, in the lower layer of the first aquifer 23a, the electric conductivity increases as the main body of the apparatus rises, and it can be seen that groundwater having high electric conductivity has flowed in.
Further, in the upper and lower layers of the second aquifer 23b, the electric conductivity decreases as the main body of the apparatus rises, and it can be seen that groundwater having low electric conductivity has flowed in. On the other hand, there is almost no change in electrical conductivity between the upper and lower layers of the second aquifer 23b, and it can be said that the inflow of groundwater is extremely small.
Further, in the third aquifer 23c, the electric conductivity rises sharply, and it can be seen that groundwater having high electric conductivity has flowed in.
From the above, in the electrical conductivity logging test, clear change points were found at the same points as the change points shown in FIG. 7 or FIG. 8 measured using a flow meter, and these showed the difference in the aquifer. It can be said that it reflects.
（まとめ）
流量検層試験の結果と、温度検層試験及び電気伝導度検層試験の結果を比較すると、上記の通り、温度検層及び電気伝導度検層のいずれについても、流量検層において流量の変化が見られた箇所において、温度や電気伝導度の変化が見られることが分かった。
したがって、流量検層、温度検層及び電気伝導度検層を同時に行うことは、効率性及び正確性の観点から非常に有益であるといえる。
(Summary)
Comparing the results of the flow logging test with the results of the temperature logging test and the electrical conductivity logging test, as described above, changes in the flow rate in the flow logging for both the temperature logging and the electrical conductivity logging. It was found that changes in temperature and electrical conductivity were observed where the above was observed.
Therefore, it can be said that it is very useful to perform flow rate logging, temperature logging and electrical conductivity logging at the same time from the viewpoint of efficiency and accuracy.
図１１は、実施例２の地下水マルチ検層装置の概略構成図を示している。図１１に示すように、検層装置１ａは、実施例１の検層装置１とは異なり、圧力計（１９，２４）が設けられている。圧力計１９は検層装置本体２に設けられ、検層装置本体２に流入する地下水の圧力を計測する。また、圧力計２４は、基準となる水中の圧力を計測するものであり、深度がＧＬ−１０ｍの位置に配置され、コンピュータ１４と接続されている。
圧力計２４により計測された圧力及び深度と、昇降制御手段から得られた深度を基に通孔９ａ付近の圧力を算出する。算出された数値と圧力計１９により計測された圧力の数値を比較して、圧力計１９により計測された圧力の数値が高く、一定の閾値を超えたと判定される場合には、検層装置の性能限界を超えた地下水が検層装置本体２内に流入し、正常な試験が行えない状態となっていることが分かる。すなわち、検層装置１ａが圧力計１９を備えることにより、正常な試験が行われているかどうかをチェックすることが可能となっている。
FIG. 11 shows a schematic configuration diagram of the groundwater multi-logger of the second embodiment. As shown in FIG. 11, the logging device 1a is provided with a pressure gauge (19, 24) unlike the logging device 1 of the first embodiment. The pressure gauge 19 is provided in the logging device main body 2 and measures the pressure of the groundwater flowing into the logging device main body 2. Further, the pressure gauge 24 measures the pressure in water as a reference, is arranged at a depth of GL-10 m, and is connected to the computer 14.
The pressure near the through hole 9a is calculated based on the pressure and depth measured by the pressure gauge 24 and the depth obtained from the elevating control means. Comparing the calculated value with the value of the pressure measured by the pressure gauge 19, if it is determined that the value of the pressure measured by the pressure gauge 19 is high and exceeds a certain threshold value, the logging device is used. It can be seen that the groundwater exceeding the performance limit flows into the logging device main body 2 and the normal test cannot be performed. That is, by providing the logging device 1a with the pressure gauge 19, it is possible to check whether or not a normal test is being performed.
本発明は、地下水検層用の装置及び方法として利用可能である。 The present invention can be used as an apparatus and method for groundwater logging.
１，１ａ，１００ 検層装置
２ 検層装置本体
３ 流量計
４ 温度計
５ 電気伝導度計
６ 揚水ポンプ
７ａ ケーシング
７ｂ スクリーン
８ ケーブル
９ａ，９ｂ 通孔
１０ スポンジパッカー
１１ 自記流量計
１２ ノッチタンク
１３ａ，１３ｂ 配管
１４ コンピュータ
１５ サーバ
１６ プーリー
１７ ウインチ
１８ 地下水
１９，２４ 圧力計
２０ 地層
２１ａ 第１砂質土層
２１ｂ 第２砂質土層
２１ｃ 第３砂質土層
２２ａ 第１粘性土層
２２ｂ 第２粘性土層
２２ｃ 第３粘性土層
２２ｄ 第４粘性土層
２３ａ 第１礫質土層（第１帯水層）
２３ｂ 第２礫質土層（第２帯水層）
２３ｃ 第３礫質土層（第３帯水層）
３１ａ〜３１ｊ 直線
１０１ 検層装置本体
１０２ 流量計測手段
１０３ 温度計測手段
１０４ 電気伝導度計測手段
１０５ 揚水手段
１０６ 昇降制御手段
１０７ 記憶手段
1,1a, 100 Layer inspection device 2 Layer inspection device body 3 Flow meter 4 Thermometer 5 Electric conductivity meter 6 Pumping pump 7a Casing 7b Screen 8 Cable 9a, 9b Through hole 10 Sponge packer 11 Self-recording flow meter 12 Notch tank 13a, 13b Piping 14 Computer 15 Server 16 Pulley 17 Winch 18 Groundwater 19, 24 Pressure gauge 20 Formation 21a First sandy soil layer 21b Second sandy soil layer 21c Third sandy soil layer 22a First cohesive soil layer 22b Second viscosity Soil layer 22c 3rd cohesive soil layer 22d 4th cohesive soil layer 23a 1st gravel soil layer (1st aquifer)
23b 2nd gravel soil layer (2nd aquifer)
23c 3rd gravel soil layer (3rd aquifer)
31a to 31j Straight line 101 Logging device body 102 Flow rate measuring means 103 Temperature measuring means 104 Electrical conductivity measuring means 105 Pumping means 106 Elevating control means 107 Storage means
Claims (7)
地下水の流量を計測する流量計測手段と、
地下水の温度を計測する温度計測手段と、
地下水の電気伝導度を計測する電気伝導度計測手段と、
前記流量計測手段、前記温度計測手段及び前記電気伝導度計測手段が搭載された検層装置本体と、
該検層装置本体を昇降し得る昇降制御手段と、
前記流量計測手段、前記温度計測手段及び前記電気伝導度計測手段により取得された計測データを記憶する記憶手段、
を備え、
前記昇降制御手段による少なくとも１回の検層装置本体の上昇又は下降により、地盤中の地下水の流量、温度及び電気伝導度を計測し得ることを特徴とする地下水マルチ検層装置。 Pumping means to suck up groundwater in the ground,
A flow measuring means for measuring the flow rate of groundwater,
A temperature measuring means that measures the temperature of groundwater,
An electric conductivity measuring means for measuring the electric conductivity of groundwater,
A logging device main body equipped with the flow rate measuring means, the temperature measuring means, and the electric conductivity measuring means, and
An elevating control means capable of elevating and lowering the logging device main body, and
A storage means for storing measurement data acquired by the flow rate measuring means, the temperature measuring means, and the electric conductivity measuring means,
With
A groundwater multi-leveling device characterized in that the flow rate, temperature, and electrical conductivity of groundwater in the ground can be measured by raising or lowering the main body of the logging device at least once by the elevating control means.
前記判別手段は、前記電気伝導度計測手段の計測データを用いて、地盤中の地下水の電気的な特性を判別することを特徴とする請求項１に記載の地下水マルチ検層装置。 Further equipped with a discriminating means for discriminating the state of groundwater in the ground using measurement data,
The groundwater multi-logger according to claim 1, wherein the discriminating means discriminates the electrical characteristics of groundwater in the ground by using the measurement data of the electrical conductivity measuring means.
前記判別手段は、前記温度計測手段の計測データを用いて、地盤中の地下水の温度特性を判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の地下水マルチ検層装置。 Further equipped with a discriminating means for discriminating the state of groundwater in the ground using measurement data,
The groundwater multi-logger according to claim 1 or 2, wherein the discriminating means discriminates the temperature characteristics of groundwater in the ground by using the measurement data of the temperature measuring means.
地下水の流量を計測する流量計測ステップと、
地下水の温度を計測する温度計測ステップと、
地下水の電気伝導度を計測する電気伝導度計測ステップと、
前記流量計測ステップ、前記温度計測ステップ及び前記電気伝導度計測ステップが行われる検層装置本体を昇降する昇降制御ステップと、
前記流量計測ステップ、前記温度計測ステップ及び前記電気伝導度計測ステップにより取得された計測データを記憶する記憶ステップ、
を備え、
前記昇降制御ステップによる少なくとも１回の検層装置本体の上昇又は下降により、地盤中の地下水の流量、温度及び電気伝導度を計測し得ることを特徴とする地下水マルチ検層方法。 A pumping step that sucks up groundwater in the ground,
A flow measurement step that measures the flow rate of groundwater,
A temperature measurement step that measures the temperature of groundwater,
The electrical conductivity measurement step that measures the electrical conductivity of groundwater,
An elevating control step for raising and lowering the logging device main body in which the flow rate measurement step, the temperature measurement step, and the electrical conductivity measurement step are performed.
A storage step for storing measurement data acquired by the flow rate measurement step, the temperature measurement step, and the electrical conductivity measurement step,
With
A groundwater multi-logger method characterized in that the flow rate, temperature and electrical conductivity of groundwater in the ground can be measured by raising or lowering the logging device main body at least once by the elevating control step.
The groundwater multi-logger method according to claim 6, wherein the elevating control step raises and lowers the logging device main body at a substantially constant speed.
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