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放射性廃弃物処分

设计、调査?评価技术调査?评価技术

沿岸域の広域地下水流动评価技术

海水準変动を考虑した超长期の広域沿岸3次元密度流解析

地层処分场サイトの调査初期段阶においては、地下施设の设置に适した地下水の流れが缓やかな位置の抽出や、设计?安全评価への情报提供などを目的とした、広域地下水流动评価解析が行われます。この解析では、将来の安全性を评価するため10万年オーダーの长期间を考虑することが重要です。

特に沿岸域の场合、隆起侵食等による地形変化に加え、氷河期サイクルに対応した海水準変动や、塩分浓度の违いによる密度差に起因する密度流を考虑した解析が必要です。

小欧视频ではこれらに対応した地下水流动?物质移行解析が可能です。

図版:海水準変动による海岸线の移动及び海面高さの変化のイメージ

海水準変动による海岸线の移动及び海面高さの変化のイメージ

キーワード
地下水流動、放射性廃弃物処分、密度流、海水準変動

海水準変动と密度流を考虑した地下水流动?物质移行解析

海水準変动は、気候変动による氷河の周期的な拡大?缩小の繰り返しにともなって海水面の高さが変动する现象で、侵食速度や地下水流动に変化をもたらす可能性があるため、地层処分が対象とする时间スケールにおいては、これを考虑した地下水流动评価を行います。

また、沿岸域では、河川水が海水に流れ込む场合など、塩分密度の异なる流体が重力の影响で互いに移动する密度流が生じます。このため、海水準変动と密度流を考虑した地下水流动评価では水头差と岩盘の透水性に起因した地下水流れと物质移行を同时に解く连成解析を行います。

図版:密度流解析による地下水中の塩分浓度分布と海水準変动による分布领域の移动の例

密度流解析による地下水中の塩分浓度分布と海水準変动による分布领域の移动の例

図版:海水準の长期変动及び密度流を考虑した3次元広域地下水流动解析结果の例(流向を→、流速を色で表示)

海水準の长期変动及び密度流を考虑した3次元広域地下水流动解析结果の例

改ページ

各時間断面での解析を効率化するための环境の構築

地形変化や海水準変动を考虑する地下水流动?物质移行解析では、各时间断面における境界条件での解析を繰り返し実施することになります。

小欧视频では地下水流動?物質移行解析には汎用解析コードConnectFlowを用い、Pythonにより境界条件の切り替え(タイムステップの更新)を自動化しました。これによって、解析モデルを時間的に離散化して取り扱い、各時間断面における海水準と地形(別途解析により算出)による大局的な動水勾配の変化を考慮できるように解析环境を構築しています。

解析评価例

事例として、地质データなど公开情报が豊富な北海道幌延地区を题材に、解析モデルを构筑して地下水流动评価を実施した结果を示します。この事例では、地下水流速の比较的小さい领域が海岸线から冲合10办尘程度の远方に広く分布するなどの评価结果を得ることができました。

図版:解析评価例

学会论文発表実绩

  • 「沿岸部の地層処分における概念モデルを用いた広域地下水流動解析」,JpGU-AGU Joint Meeting,2020年
  • 「沿岸部の地层処分における概念モデルを用いた広域地下水流动に関する一検讨」,土木学会,第75回年次学术讲演会,2020年
  • 「海水準変动を考虑した叁次元密度流解析モデルに関する二,叁の検讨」,土木学会,第76回年次学术讲演会,2021年
  • 「沿岸サイトの长期地下水流动评価と粒子追跡线に係る検讨」,土木学会,第76回年次学术讲演会,2021年

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