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こちら - 原子力発電環境整備機構

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こちら - 原子力発電環境整備機構
資料-3
(2)地層処分に適した地質環境の
選定およびモデル化
び デ
NUMOセーフティケースに関する外部専門家ワークショップ
2016年9月21日 大阪科学技術センター
東京・三田NNホール
東京
2016年9月23日
年 月
原子力発電環境整備機構(NUMO)
太田久仁雄
3章の目的とアプローチ
○目的
3段階の調査を通じて,対象となるサイトの適格性を評価し,サイトを適切
に選定するための技術基盤の整備を着実に進めていることを提示する
○アプローチ(再掲)
チ(再掲)
 最新の科学的知見や技術開発成果に基づき,サイト選定における判断の基本的な
考え方や調査・評価技術を体系的に整備する
 段階的に取得する地質環境情報を,処分場の設計および安全評価の基盤となる候
補母岩の地質環境モデルとして解釈・統合する技術を整備する
 文献調査の段階への準備として,科学的有望地の議論を踏まえつつ,全国規模で収
集した最新の地質環境情報などをもとに,サイト選定において想定される多様な地
質環境を処分場の設計および安全評価の観点から類型化し 候補母岩を設定する
質環境を処分場の設計および安全評価の観点から類型化し,候補母岩を設定する
 それぞれの候補母岩について,断層の存在などの現実的な地質環境条件を考慮し,
処分場の設計および安全評価の検討の基盤となる地質環境モデルを提示する
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐1
3章の目次(3.1~3.3)
3.1 地質環境が安全確保に果たす役割
3.1.1 地質環境に求められる要件および影響を及ぼす要因
3.1.2 影響要因に対するサイト選定上の対応方針
3.1.3 わが国における好ましい地質環境の選定の可能性
3.2 好ましい地質環境の選定プロセス
3.2.1 基本的な考え方・進め方
3.2.2 各段階における調査・評価の進め方
3.2.3 地質環境の調査・評価技術
3.3 候補母岩のモデル化
3.3.1 モデル化の目的および基本的な進め方
3.3.2 候補母岩の設定
3.3.3 現実的な地質環境モデルの構築
3 3 4 地質環境データセットの作成
3.3.4
地質環境デ タセ ト 作成
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐2
3章の目次(3.4~3.5)
3.4 将来における自然現象の発生可能性とその影響
3.4.1 火山・火成活動
3.4.2 断層活動
3.4.3 隆起侵食
3.5 まとめと今後の取り組み
3.5.1 まとめ
3.5.2 今後の信頼性向上に向けた取り組み
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐3
知識基盤の体系的な整備
技術的知識・経験の蓄積
3.1 地質環境が安全確保に果たす役割
3 2 好ましい地質環境の選定プロセス
3.2
3.4 将来における自然現象の発生可能性とその影響
わが国における安定な地質環境の選定
過去から現在までの地質学的現象を正しく観察することにより,現在生じ
ている現象の理解を深め,将来の現象を推測することを基本として・・・
① 火山・火成活動,火山性熱水・深部流体の移動・流入,地震・断層活
動,著しい隆起・侵食,第四紀未固結堆積物の分布,鉱物資源の存
在により,明らかに適性が劣るサイトを除外する
② 緩慢かつ継続的な隆起・侵食の影響はサイトにより異なるため,過去
から現在までの地質環境の条件や特性の時間的・空間的変遷をモデ
ル化することにより,好ましい地質環境特性が長期にわたり維持され
ることを確認する
③ 発生が極めて想定できない事象でも,将来におけるその影響を完全
に回避することは不可能であるため 確率論的な評価を行う
に回避することは不可能であるため,確率論的な評価を行う
ことを通じて,地層処分にとって好ましい条件・特性が長期にわたり維持
される安定な地質環境を選定する
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐5
段階的なサイト選定の基本的な進め方
文献調査の段階
文献調査の段階:応募もしくは申し入れ区域およびその周辺地域を対象
に,自然現象の著しい影響の回避などの観点から,概要調査地区として
の適格性が明らかに劣る地域を除外するとともに 広域スケ ルの地質
の適格性が明らかに劣る地域を除外するとともに,広域スケールの地質
環境モデルを構築し,その結果を踏まえて概要調査地区を選定する
概要調査の段階
概要調査の段階:概要調査地区およびその周辺の地域において,一連の
調査 評価を通じて文献調査の段階の評価結果の妥当性を確認するとと
調査・評価を通じて文献調査の段階の評価結果の妥当性を確認するとと
もに,広域・処分場スケールの地質環境モデルを更新・構築し,地質環境
特性とその長期変遷を評価することにより 精密調査地区を選定する
特性とその長期変遷を評価することにより,精密調査地区を選定する
精密調査の段階 精密調査地区において 地表から調査や地下調査施
精密調査の段階:精密調査地区において,地表から調査や地下調査施
設での試験を通じて,候補母岩の特性に係る不確実性の低減とともに,
処分場・パネルスケールの地質環境モデルの詳細化を図り
処分場
パネルスケ ルの地質環境モデルの詳細化を図り,閉鎖後長期
閉鎖後長期
の安全評価の結果を踏まえて候補母岩の地層処分への適性を確認する
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐6
段階的なサイト選定および対応する空間スケール
文献調査の範囲
広域スケール
(数十km)
気候変動
補足的に概要調査を
行う箇所
処分場スケール
(数km)
火山・火成
活動
概要調査の範囲
精密調査の範囲
隆起・侵食
海水準
変動
パネルスケール
ネル ケ ル
(数百m)
Earthquake
q
断層活動
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐7
安全機能への影響要因に対するサイト選定上の対応方針
地質環境の安全
機能に影響を
及ぼす要因
影響要因に対するサイト選定上の
対応の基本的な考え方
文献 概要 精密
調査 調査 調査
■ 広域スケール
■ 処分場スケール
処
■ パネルスケール
第 四 紀 の 未 固 結 深度300m以深に第四紀の未固結堆積物が分布する地
堆積物 分布
堆積物の分布
域 除外
域を除外
鉱物資源の存在
地下に経済的に価値が高い鉱物資源が分布する地域を
除外
安全性や施工性に 影響の程度や範囲を把握
影響を及ぼす事象 必要に応じた工学的対策を検討
工学的な対策が困難な場合は当該サイトを除外
の発生
工学的な対策が困難な場合は当該サイトを除外
自然現象の隔離・
閉じ込め機能への 著しい影響が生じる範囲を除外
著しい影響
自然現象の影響に伴う地質環境特性の長期変遷を把握
自 然 現 象 の 緩 慢 適切な工学的対策を検討
か 累積的な影響 安全評価により閉じ込め機能の長期的な維持を確認
かつ累積的な影響
安全評価により閉じ込め機能 長期的な維持を確認
閉じ込め機能が期待できない場合は当該サイトを除外
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐8
サイト調査における基幹技術の整備
 3段階の調査において,その詳細度を高めつつ,対象や空間スケール
などを絞り込みながら展開するため・・・
 繰り返しアプローチを適用し,地質環境の理解に係る不確実性を
把握するとともに,処分場の設計や安全評価の検討を通じて特定
した 不確実性に感度が高い重要な構造や事象などを次の段階
した,不確実性に感度が高い重要な構造や事象などを次の段階
で優先的に調査・評価することにより,不確実性の低減を図る
 G
Geosynthesisの手法を適用し,分野間の整合性やスケール間
h i
手法を適用し 分野間 整合性やスケ ル間
の連続性に留意しながら地質環境情報を解釈し,地質環境モデ
ルとして統合することにより 地質環境の理解や不確実性の程度
ルとして統合することにより,地質環境の理解や不確実性の程度
に係る認識を処分場の設計や安全評価と共有する
 これらの考え方を調査フロ
これらの考え方を調査フローの中に具現化するとともに,基盤研究開
の中に具現化するとともに 基盤研究開
発機関により蓄積された技術的知識を有効活用しながら,3段階の
調査において実践する
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐9
概要調査
フロー例
フロ
例
データ解釈,モデル化・解析・評価
計画・調査
 自然現象の著しい影響の評価
 地下施設の建設や維持・管理に困難をきたす
 地質環境特性とその長期的安定性の評価
要因の評価
 地質環境の隔離機能を喪失させる要因の評価
施設設計
安全評価
概要調査地区の選定
概要調査計画策定
広 域的・
域的 概 略的
調査の計画策定
•
•
•
•
地表踏査
水文調査
物理探査
ボ リング調査
ボーリング調査
など
基礎的情報・調査データの整理
文献調査における概要調査地区としての適
格性評価結果の確認
• 第四紀火山や活断層の分布や活動性
• 非火山性熱水・深部流体の流入状態
• 隆起・侵食の傾向
広域的・概略的な地質環境特性と
その時間的変遷の把握
• 調査・評価すべき自然現象や地質環境の特
性・プロセスの再確認
• 地質構造発達史の整理結果の更新
• 地質環境の長期変遷を考慮した地質環境モ
デル(広域スケール)の妥当性確認および更
新
概要調査
• 施設設計や安全評価の観点で影響度の大き
な不確実性を低減するために優先的に取得
すべきデータの特定
地下深部の特性に係
る直接的調査の計画
策定
計画
調査
データ解釈~
釈
モデル化・解析・評価
意思決定
• ボーリング調査
• 高密度物理探査
など
基礎的情報・調査データの更新
文献調査における概要調査地区としての適
格性評価結果の最終確認
Geosynthesis
精密調査地区の選定
地下深部の地質環境特性および
その時間的・空間的変遷の把握
• 地質環境モデル(処分場スケール)の構築
各特性の三次元分布
各特性
次元分布
• 地質環境長期変遷モデルの構築
精密調査地区に不適格な地域が含まれて
いないことを確認
本スライドの内容は,最終的に作成する
包括的技術報告書において変更される
可能性があります。
処分場概念の
概略検討結果
の確認・更新
処分場概念の
構築
• 施設 の概 念
設計
• 予備的安全
評価
• 施設設計や安全評価の観点で影響度の大き
な不確実性を低減するために優先的に取り
組むべき課題の特定
環境影響の回避・低減や経済性などの観
点も加えた総合的な評価
精密調査計画
P.3‐10
地質環境情報データベースの整備①
好ましい地質環境特性
(THMC条件)
熱環境
地温が低いこと
(T)
地下深部で広く認められる
地質環境特性
火山地域などの高温異常域を除けば,地温
火山地域などの高温異常域を除けば
地温
勾配は3~5℃/100 m程度
動水勾配は0.001~0.01オ
動水勾配は0
001~0 01オーダー
ダ ,透水係数
透水係数
-12
-6
水理場
は10 ~10 m/sオーダーで深度とともに
地下水流動が緩慢であること
低下し,大きな動水勾配は低透水係数の岩
(H)
盤と相関
力学場
岩盤の変形が小さいこと
(M)
化学
環境
(C)
岩盤の圧縮強度や弾性率が大きく,長期的な
クリープ変形量は設計で対応可能な範囲内
クリ
プ変形量は設計で対応可能な範囲内
地下水は,高pHあるいは低pH
地下水は,pH6~9程度,還元性雰囲気が維
ではないこと,酸化性雰囲気
持され 溶存無機炭素濃度が0 1mol/dm3以
持され,溶存無機炭素濃度が0.1mol/dm
ではないこと,溶存無機炭素
下
濃度が高くないこと
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐11
地質環境情報データベースの整備②
 好ましい地質環境特性が長期にわたり維持されている事例として・・・
 幌延地域の地下深部に分布する,透水性が低く,拡散域あるいは滞留
域としての水理特性を有する堆積岩では,年代が数百万年程度の古い
地下水が存在し,水-鉱物-有機物-微生物相互作用の継続により,
地下水のpHおよび還元環境が長期にわたり維持されている
 横須賀地域の新第三紀堆積岩および釧路地域の白亜紀堆積岩では,
年代が数百万年程度の古い地下水が滞留し 泥岩などの低透水性の岩
年代が数百万年程度の古い地下水が滞留し,泥岩などの低透水性の岩
盤では地下水流動が極めて緩慢である
 東濃地域の白亜紀花崗岩では,地下水の化学的環境には現在までに多
少の変化が認められるものの,酸化還元環境には大きな変化がなく,地
下深部では還元環境が維持されている
 阿寺断層(活断層)では,過去の活動に伴う酸化性の地表水の侵入によ
る擾乱が認められるものの,空隙の目詰まりによる透水性の低下や化学
的緩衝により水理場および化学環境の影響範囲が限定されている
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐12
地質環境調査・評価技術の体系的な整備①
地 判読(空中写真判読 航空
地形判読(空中写真判読,航空レーザ測量)
ザ測量)
測量 踏査 観測等
測量・踏査・観測等
文献調査
概要調査(広域)
概要調査(処分場)
精密調査(地上)
精密調査(地下)
取得データ:
空中写真判読:1/8,000~1/40,000 のデジタル空中写真(カラー,白黒),航空機位置(X,Y,Z),撮影日時
航空レーザ測量:計測器-地上間のレーザ波走時
航空レ
ザ測量:計測器 地上間のレ ザ波走時,航空機位置(X,Y,Z)
航空機位置(X Y Z)
,飛行速度,撮影日時
飛行速度 撮影日時
反映先:
調査・評価方法:
①自然現象の著しい影響:火山・火成活動の痕跡(火山地形)の検出,活断層などの痕跡・徴候(リニアメ
(1) 空中写真判読
ント,断層変位地形)の検出,隆起・沈降・侵食量の推定
 空中写真判読で使用する既存の空中写真は,撮影縮尺は 1/8,000~1/40,000 のものが,国土地理院,林
地質環境特性:地上の開発程度の把握,数値標高モデル(DEM: Digital Elevation Model)の提供
野庁 米軍 各官公庁 及び民間会社により全国で整備されている(表1)
野庁,米軍,各官公庁,及び民間会社により全国で整備されている(表1)
。これより大縮尺あるいは最
これより大縮尺あるいは最
目的:
適用方法・事例:
新の航空写真を入手する場合は,航空写真撮影が必要になる。
 地層処分における地形判読は,航空機から撮影したステレオ空中写真および航空レーザ測量で計測した
(1) 航空レーザ測量
DEM 解析(岩橋ほか,2011)
 地表の垂直写真を飛行コースに沿って
60%~80%ずつ重複させながら撮影した航空写真と地上の位置関
地形の DEM データによる地形の起伏図から,地形図では表現しきれない微地形を判読し,活断層調査に
 図1は,大阪市の中心部の航空レーザ測量の
5mDEM から作成した陰影図と余色立体図である。
図1bは,
係を詳細に求め,写真上での像の違いを立体的に測定することによって
3 次元計測および地形図を作成
おける変動地形,リニアメント,地形面の抽出,火山調査における溶岩流・火砕流などの自然現象の著
高さ強調なしで作成した陰影図である。
標高値に倍率を加えることにより地形の立体感を強調できる(図
する。
しい影響の回避を目的として用いる
しい影響の回避を目的として用いる。また,段丘面,土石流や河川堆積物などの堆積地形,およびマス
また 段丘面 土石流や河川堆積物などの堆積地形
およびマス
有効性:
1 )。標高値の対数から図を作成することにより平地の凹凸を強調すると同時に段丘や山地の過度な突
1c)
標高値
対数から図を作成することにより平地
凹凸を強調すると同時に段丘や山地
過度な突
 空中写真撮影に際しては,国土交通省国土地理院(2006a)の「ディジタル空中写真測量(フィルム航空
ムーブメント,地すべり,斜面崩壊などの侵食地形の抽出など地表の状況を把握すること,ならびに地
(1) 空中写真判読
出を抑えることができる(図1d)
。図1eは,図1d及びその元になった高さデータから作成した余色
カメラ版)公共測量作業マニュアル(案)
」を参考にする。
上の開発程度の把握などを目的として適用する。
 人工改変地においては,撮影時期が古いものを用いることにより,航空写真測量や航空レーザ測量では
立体図である。都市圏活断層図(図1a)に比べ,上町台地北端部の様子に加えて,桜川撓曲付近の地
調査技術シートの例
(地形判読)
分からない自然地形の判読が可能
形の緩やかな段差を明瞭に観察することができる。
(2) 航空レーザ測量
概要:
 航空レ
航空レーザ測量では
ザ測量では,固定翼機または回転翼機にレ
固定翼機または回転翼機にレーザ測距装置を搭載し
ザ測距装置を搭載し,進行方向に対し横方向にレ
進行方向に対し横方向にレ
 地形判読は,航空機に搭載したステレオデジタルカメラにより,一定の高度から地上の様子を撮影し,
(2) 航空レーザ測量
ーザ波をスキャンさせて,対象物までのレーザ波走時を計測する。レーザ波をスキャンする角度は,機
地形的な特徴から変動地形などの抽出を行う空中写真判読,またはレーザスキャナーにより,航空機と
 一度にシームレスに広範囲を観察可能
種によって異なるが,一例として,飛行高度 2000m でスキャン角度が左右の合計 20 度で計測する場合、
地上間のレーザ波走時を用いて,地上の地形を抽出して地上の起伏図等を作成し,そこから微地形の形
 GIS への取り込み,他の図と重ね合わせが容易。判読した変動地形のデジタイズも可能
約 700m の幅(スワッス)計測できる。レーザ波は1秒間に 50,000~100,000 回照射できるため,地表で
状を判読する技術である。
 樹林下の微地形の観察,建築物を省いた平野部の僅かな起伏の過高感を強調した広範囲の地形の鳥瞰が
は 50~60cm 間隔で計測が可能である。なお、航空レーザ測距装置にはカメラがついているため地表の画
 空中写真判読は,航空写真(空中写真)を立体視し,地形を判読する。
空中写真判読は 航空写真(空中写真)を立体視し 地形を判読する 一部重複して撮影された隣り合
部重複して撮影された隣り合
可能
像も同時に取得することが可能である。レーザ計測点の高さは 1cm 単位で記録され,高さの精度は±15cm
う 2 枚の写真を実体鏡の下に置き立体視して観察を行う。観察した地形は,空中写真上にデルマトグラ
程度である。水平方向の位置精度は、概ね 1m 程度である(国土交通省国土地理院)
。
フを用いて直接記入する,または,写真の上に透明な用紙を置きその上に記入する。
技術的課題:
 航空レーザ測量による数値標高モデル(DEM)の作成に当たっては,国土交通省国土地理院(2006b)の
 航空レーザ測量は,航空機から地上に向けてレーザパルスを照射し,反射してきたレーザとの時間差よ
(1) 空中写真判読
「航空レーザ測量による数値標高モデル(DEM)作成マニュアル(案)を参考にする。
り,航空機と地上の反射地点の距離を計算する測量方法である。航空機と地上のレーザパルスの反射地
 一度に判読できる範囲が限られ,航空レーザ測量
DEM 解析に比べて時間がかかる
 航空レ
航空レーザ測量で作成した
ザ測量で作成した DEM デ
データを用いて画像処理により
タを用いて画像処理により,地形の傾斜方位(陰影)や傾斜,曲率
地形の傾斜方位(陰影)や傾斜 曲率
点の距離,GPS による航空機の正確な位置,IMU(慣性計測装置)による航空機の姿勢を解析することに
 土地被覆や陰影が残り,起伏の誇張(過高感)の強調の自由度が少なく,航空レーザ測量に比べ変動地
などの地形量を求めることができる(岩橋ほか 2011)(表1) 陰影や傾斜は ある標高点に隣接する
より,1 パルスごとの地表の三次元情報(X,Y,Z)を計測する。計測結果に基づき,数値標高モデル(DEM:
形の抽出精度は低い
Digital Elevation Model)を作成する。
 より客観性の高い評価に向けて,自動判読システムの高度化および運用手法の整備が望まれる
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐13
地質環境調査・評価技術の体系的な整備②
海上ボ
海上ボーリング掘削
グ掘削
海域調査
文献調査
概要調査(広域)
概要調査(処分場)
精密調査(地上)
精密調査(地下)
取得データ:
ボーリングコア
反映先:
①自然現象の著しい影響:活断層および火山・火成活動の著しい影響の回避への情報提供
②地質環境特性:地質環境特性(地質・地質構造,水理地質構造,熱・物理・力学特性,地化学特性)に関
する情報の提供
目的:
 地層処分における海上ボーリング孔掘削は,掘削で採取したボーリングコアを観察し,活断層による地
層の擾乱,火山・火成活動による岩脈貫入や地質の変質等を把握し,それらの著しい影響を回避した上
で,地質環境特性(地質・地質構造,水理地質構造,熱・物理・力学特性,地化学特性)に関する情報
を取得し,地層処分に適する地質環境であることの評価を行うことを目的として実施する。
調査技術シートの例
(海上ボーリング
掘削)
概要:
 海上ボーリング掘削とは,海底下の地層や岩盤をサンプリングするために,海上に掘削用の台座または
台船を設置してボーリング掘削を行う手法である。
調査・評価手法:
 海上ボーリング調査は,陸上とは異なり,海上に掘削の足場となる構造物が必要である。水深によって
(1) ジャッキアップ型
足場は異なる。図1に主な海上掘削用の足場を示す。海上ボーリング調査は,足場が必要なこと以外は,
 ジャッキアップ型を使った掘削作業では,ボーリング孔のある海底面と掘削作業を行う台船の間は,ジ
基本的に陸上ボーリングと同様の手法用いることが多い。ただし掘削方法にいくつかの違いがみられる。
ャケット(プラットフォームの土台となる構造物)/レグ(ジャッキアップリグの足)や,コンダクター
 従来の海上ボーリング掘削では,ドリルパイプだけで掘り進み,海水を掘削孔に注入して掘り屑を海底
パイプ(海底の坑井と海上にあるリグの坑口装置をつなぐパイプ)によって繋がっている。このため,
有効性:
面へ押し出すライザーレス掘削方式が用いられてきた。しかしこの手法では,孔壁の崩壊のため掘削深
これらの台船を使った掘削作業では,泥水循環を用いたロータリー掘削という点において,陸上掘削作
汀線から深海までの海域でボーリング調査が可能となる。
度が大きくとれない等の欠点があった そこで陸上ボーリングと同様に
度が大きくとれない等の欠点があった。そこで陸上ボ
リングと同様に,泥水循環により孔内の環境を
泥水循環により孔内の環境を
業とほぼ変わらない(北村・稲田,2010)
。

ライザーパイプを用いる掘削方式では,陸上のボーリング同様に掘削泥水を用いた掘削が行えるため,
コントロールしながら掘削を行うライザー掘削方式が用いられるようになってきた(図2)
。ライザー方
 ジャッキアップリグの曳航は,他の型式のリグに比べ浮上時の安定性がかなり劣る。曳航が終了し,調
ボーリング孔が安定した掘削調査を行うことができる。
式では,海底から海上フロアまでが鉄管で繋がることから,ボーリング孔を利用する調査技術は陸上と
査位置へ入ったらレグを着底させる。各レグに作用する荷重と岩盤強度を比較検討する事によりリグ稼
同様に適用できる。
働時の安定性能を把握するために必要となる。そのため,表層(~約
50m)地質の力学データを測定す
技術的課題:
る 海底地形の状態(凹凸等は)レグ設置状況に影響を及ぼすため
る。海底地形の状態(凹凸等は)レグ設置状況に影響を及ぼすため,各レグが設置する地点の海底地形
 水深によって使用する台船(足場)が異なる。
水深によ て使用する台船(足場)が異なる 各レグが設置する地点の海底地形
を把握する。
 ライザーレス掘削では,海底面に掘削の掘りくずを残置するため,海底の環境を汚染することがある。
また掘削泥水を用いないため,ボーリング孔壁が安定した大深度ボーリングが行えない場合がある。
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐14
地質環境調査・評価技術の開発
 長期の自然現象の発生可能性に係る評価において,不確実性の理
解を定量的に取り扱うため,「ITM-TOPAZ手法」を開発した
① シナリオとロジックツリーの構築
② 専門家の意見による確信度設定
③ 事象の発生確率の算出
専門家の意見集約による
シナリオの確信度の設定
(重み付け)
0.4
0.7
0.6
10万年~100万年
サイト
0.4
RES-1
RES-2
0.2
0.1
IS-1.1.1
SES-1
SES
1.1
1
IS-1
IS
1.1.2
12
SES-1.2
IS-1.1.3
SES-1 3
SES-1.3
1万年~10万年
現在~1万年
RES
プレート運動に
伴う広域的な
事象の変遷
SES
サイト周辺の
ローカルな
事象の変遷
シナリオの
起こりやすさ
P = 0.168
0 168
×
確率空間
分布マップ
(ITM手法)
IS
処分施設周辺の
事象とその影響
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐15
第四紀の火山活動に係る知見
 火山の分布・活動は海洋プレートの
沈み込みに対応しており,火山フロ
ントの位置は長期間にわたり安定し
ている
 東北日本の前弧域および四国地方
では,少なくとも過去数百万年間に
わたり火山活動が発生していない
 東北日本の前弧域および四国地方
では,将来100万年間に火山が新
規に発生することは考えにくい
サイクル機構(1999) 「第2次取りまとめ」
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐16
背弧域における火山活動に係る知見
沼沢(約11万年前)
砂子原
(50~20万年前)
山元(2011)を編集
 火山フロントの背弧域では,火山が偏在して分布しており,火山活動域とそ
れ以外の領域とが識別できる
 過去数十万年間において,10万年間以上にわたり火山が存在していなかっ
た地域においても,火山が新規に発生している事例が数例確認されている
 火山フロントの背弧域では,火山が新規に発生する可能性は否定できない
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P.3‐17
将来100万年間の火山の発生可能性
 将来100万年間の火山の新規発生に
ついて,ITM-TOPAZ手法を用いて
確率論的に評価する
火山の
発生確率
 第四紀火山の中心から半径15kmの
範囲を除いた地域における火山の新
規発生確率は・・・
 1×10-8~-7回/年程度
 火山フロントの背弧域では,将来100
万年間に火山が新規発生する確率は
極めて小さい
火山の発生確率
■ 1×10-8回/年以下
8
7回/年
■ 1×10
1 10-8~-7
■ 1×10-7回/年以上
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P.3‐18
断層活動に係る知見
 第四紀以前に形成された断層は,第四紀以降の広域応力場に応じて,ある
いは局所的な応力場の変化などにより再活動している
 活断層であることが確認される事例もあることから,現時点では活断層であ
るとは認定されていないものの,活動性を有する断層が地下に存在する可能
性は否定できない
 地層中において初期のひび割れが活断層に成長するためには極めて長い時
間が必要であり,断層が現存しない場所で活断層が新規に発生する可能性
は極めて小さいと考えられる
 断層活動
断層活動による影響範囲は,プロセスゾーンの幅として断層長さの1/100程
よる影響範囲は,プ
ゾ ンの幅として断層長さの /
程
度と見積もられ,断層長さ,地震の規模,変位量の関係について多くの経験
式が提案されている
 規模の大きな活断層では,活断層の近傍あるいは延長上に位置する断層が
再活動する可能性や,複数の断層が並行あるいは雁行する場合に断層活動
域が拡大する可能性が考えられる
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P.3‐19
断層活動域の拡大や再活動に係る知見
<5km
>5km
>10km
>10km
周辺5km以内に他の活断層線のない
孤立した長さ10km以上の断層
相互関係が5km以内にあるほぼ同じ
走向を有する断層群
>10km
<5km
>5km
>10km
断層の走向方向に5km以内の分布
間隔をも
間隔をもって,ほぼ一直線に並ぶ
ぼ 直線に並ぶ
複数の断層
断 線 中心 位 が主断 線
断層線の中心の位置が主断層線から
5km以上離れた走向が異なる断層
産総研「活断層デ タベ ス に基づき作成
産総研「活断層データベース」に基づき作成
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P.3‐20
地震
震の発生回
回数(回)
地震・断層の発生頻度に係る知見
1923~2012年(90年間)に発生した
M6.5以上の内陸地震の震源位置(★)
20
15
10
5
0
6.5
7.0
7.5
マグニチュード(M)
グ チ
ド(M)
8.0
 M6.5~M7.5の地震の発生頻度
=43回/90年≒0
43回/90年≒0.5回/年
5回/年
 M7.5以上の地震の発生頻度
=1回/90年≒0.01回/年
 安全評価におけるシナリオ構築に反映
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P.3‐21
技術的知識や経験の蓄積(横須賀実証研究)
ボーリング孔掘削
コア観察
反射法地震探査
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地質環境情報の
地質環境モデルとしての統合
3 3 候補母岩のモデル化
3.3
P.3‐22
候補母岩の地質環境モデルの構築
①わが国の地質環境に関する最新の知見の収集
②地層処分の観点からの岩盤
分類およびサイト選定で現実的
に想定される候補母岩の設定
③地質構造モデルの
構築
数十km
数km
全国規模の
地質環境データ
セ トの作成
セットの作成
沿岸域を対象とした
全国規模の地下水
流動解析
特定サイトの
地質環境データ
セットの作成
④水理地質構造モデルの 数km
構築/地下水流動解析 数百m
境界条件の設定
⑤処分場の設計・安全評価のための地質環境モデルおよびデータセットの提示
⑤処分場の設計
安全評価のための地質環境モデルおよびデ タセットの提示
*数十km:広域スケール,数km:処分場スケール,数百m:パネルスケール
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P.3‐24
地層処分の観点からのわが国の岩盤の分類①
① 対象岩種の設定
 地層処分などの観点から,日本地質学会(2011)により分類され
た7岩種を対象
 地層処分に適さない未固結堆積物を含む第四紀堆積岩類および
主として第四紀火山の近傍に分布する第四紀火山岩類を対象か
ら除外
 以下の5岩種を対象
 新第三紀堆積岩類
 先新第三紀堆積岩類
 新第三紀
新第三紀・先新第三紀火山岩類
先新第三紀火山岩類
 新第三紀・先新第三紀深成岩類
 変成岩類
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P.3‐25
7岩種の地表分布
第四紀堆積岩類
第四紀火山岩類
新第三紀堆積岩類
先新第三紀堆積岩類
新第三紀・先新第三紀火山岩類
新第三紀・先新第三紀深成岩類
変成岩類
産総研「20万分の1日本シームレス
地質図」に基づき作成
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P.3‐26
5岩種の地表分布
新第三紀堆積岩類
先新第三紀堆積岩類
新第三紀・先新第三紀火山岩類
新第三紀・先新第三紀深成岩類
変成岩類
産総研「20万分の1日本シームレス
地質図」に基づき作成
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P.3‐27
地層処分の観点からのわが国の岩盤の分類②
② 評価項目の設定
 地層処分技術WG(2014)に明示された,地層処分の観点から地
下300m以深の地質環境に求められる熱環境,水理場,力学場,
化学環境とそれに影響を及ぼす地質構造を考慮
 閉鎖後長期の安全評価(地下水流動・物質移動)の観点
 水みち構造,透水係数,有効間隙率
水みち構造 透水係数 有効間隙率
 処分場の設計(建設可能性・容易性)の観点
 熱伝導率,一軸圧縮強さ,有効間隙率
熱伝導率
軸圧縮強さ 有効間隙率
 地質環境の長期安定性の観点
 化学的緩衝能
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P.3‐28
地層処分の観点からのわが国の岩盤の分類③
③ 岩種ごとの評価
 第四紀火山の中心から半径15kmの範囲および活断層の長さの
100分の1の幅の範囲を除外し,Yasue et al.(2014)に基づき,
深度500mおよび1,000mにおける分布特性を把握
 NUMO岩盤物性データベースから熱伝導率,透水係数,有効間
隙率,一軸圧縮強さの数値データを統計処理し,傾向性を把握
 最新の知見に基づき,水みち構造および化学的緩衝能に係る一
般的な特徴を把握
 評価項目に係る岩種ごとの特徴の類似性・独立性に着目し,対
象5岩種をグル プ化
象5岩種をグループ化
 閉鎖後長期の安全評価,処分場の設計のそれぞれの観点から,
各グループの取り扱いを検討
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P.3‐29
岩種ごとの熱・水理・力学特性の傾向性
8
熱伝導
導率(W/
/mK)
透水係
係数(log
g10)
1
-1
-3
-5
-7
-9
-11
4
2
0
600
一軸圧縮
縮強さ(M
MPa)
100
有効間
間隙率(%
%)
6
80
60
40
20
0
400
200
0
新第三紀堆積岩類 先新第三紀堆積岩類 火山岩類 深成岩類 変成岩類
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P.3‐30
候補母岩の特徴および類型化
時代
岩種
地表分布比(%)
-500m分布比(%)
-1000m分布比(%)
水みちの構造
透水係数(m/s)
有効間隙率(%)
熱伝導率(W/mK)
一軸圧縮強さ(MPa)
化学的緩衝能
新第三紀・
新第三紀・
新第三紀 先新第三紀 先新第三紀 先新第三紀
堆積岩類 堆積岩類 火山岩類 深成岩類 変成岩類
11
33
10
16
7
15
35
15
20
5
10
45
10
25
10
割れ目
粒子間隙
割れ目
割れ目
割れ目
層理面
割れ目
粒
粒子間隙
岩脈
脈
片理面
粒子間隙
3×10-7
5×10-7
2×10-7
5×10-8
9×10-7
25~26
4~9
5~8
0.8~2
1~7
1.7~1.8 1.4~1.5 2.4~2.5 2.8~2.9
3.3
9~28
90~100 95~106 109~111 46~111
大
大
小
小
小
 新第三紀堆積岩類
新第三紀堆積岩類,先新第三紀堆積岩類,新第三紀
先新第三紀堆積岩類 新第三紀・先新第三紀
先新第三紀
深成岩類を候補母岩として設定
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P.3‐31
候補母岩として検討する3岩種
深成岩類
上部(風化)割れ目帯
被覆堆積岩層
地下水流動
1000m
花崗岩
活断層
新第三紀
堆積岩類
活断層
被覆堆積岩層
(数十m)
淡水・塩水混合域
海
500m
地下水流動
活断層
基盤堆積岩
基盤花崗岩
先新第三紀
堆積岩類
スラスト
活断層
第四紀堆積物 (数十m)
淡水・塩水混合域
地下水流動
海
1000m
一般的に認められる地質構造の例
地質構造モデル
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P.3‐32
使用するデータ(先新第三紀堆積岩類を除く)
空間スケール
モデル
地質構造
モデル
水理地質
構造モデル
パラメータ
広域
処分場
パネル
数十k 四方
数十km四方
5k 四方
5km四方
800 四方
800m四方
断層・割れ目の
長さ・密度
長さ
密度
全国規模の地質図・公開文献
深地層の研究施設計画で取得されたデータ
深地層の研究施設計画で取得されたデ
タ
断層・割れ目の
走向・傾斜
走向
傾斜
全国規模の地質図・公開文献 深地層の研究
深地層の研究施設計画で 施設計画で取得
取得されたデ タ
取得されたデータ
されたデ タ
されたデータ
各堆積岩層の分布・構造
全国規模の地質図・公開文献
各地層の透水係数
全国規模のデータベース
全国規模のデ
タベ ス
深地層の研究施設計画で
取得されたデータ
深地層の研究
施設計画で取得
されたデータ
断層(>1km)の
透水係数
全国規模のデータベース
-
断層・割れ目(<1km)の
断層
割れ目(<1k )の
透水量係数
-
深地層の研究施設計画で
取得されたデータ
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P.3‐33
断層・割れ目の取り扱い
トレース長
調査・モデル化の考え方
 地質学的にある程度の構造的規模を有し,M6.5の地震規模に相当する活動性を
有するとともに 大規模な地下施設に著しい影響を及ぼす可能性があるため 文
有するとともに,大規模な地下施設に著しい影響を及ぼす可能性があるため,文
10k 以上
10km以上
献調査~精密調査の前半の段階において除外
 処分場スケールの領域から除外
1~10km
 文献調査~精密調査の前半の段階の調査・評価において同定
 分布頻度が高いことから,処分場スケールの領域内に分布することを許容し,パ
ネルスケールの領域から除外
1km未満
母岩中に普遍的に分布しているため,概要調査~精密調査では,その性状の把
るため 概要調査 精密調査では そ 性状 把
 母岩中に普遍的に分布して
握や統計量の算出を目的とした調査・評価を実施
 パネルスケールの領域にも分布することとなり,確率論的な手法によりモデル化
トレース長10km以上の断層
トレ ス長1 10k の断層
トレース長1~10kmの断層
トレース長1km未満の断層・割れ目を含む母岩
広域スケールの領域(数十km四方)
処分場スケ ルの領域(数k 四方)
処分場スケールの領域(数km四方)
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P.3‐34
空間スケールに応じた地質環境モデル化手法
スケール
深成岩類
新第三紀堆積岩類
先新第三紀堆積岩類
広域
 断層(>10km):
 断層(>10km):
 断層(>1km):
確率論的DFNモデル
決定論的DFNモデル
決定論的DFNモデル
 水理地質構造:
 断層(1~10km):
 断層(1~10km):
連続体モデル
確率論的DFNモデル
確率論的DFNモデル
 水理地質構造:
 水理地質構造:
連続体モデル
連続体モデル
処分場
 断層(1
断層(1~10km):
10k )
 断層(1~10km):
断層(1 10k )
 断層(1~10km):
断層(1 10k )
確率論的DFNモデル
確率論的DFNモデル
確率論的DFNモデル
 水理地質構造
 水理地質構造
 水理地質構造
水理地質構造:
水理地質構造:
水理地質構造:
連続体モデル
連続体モデル
連続体モデル
パネル
 確率論的DFNモデル  連続体モデル
 確率論的DFNモデル
 大局的な地下水流動場に影響を与えると考えられる断層の分布を考慮した地質構
造のモデル化はDFN(割れ目ネットワーク)モデルを適用
 断層や岩相の違いによる透水不均質性を考慮した水理地質構造のモデル化は連続
体モデル,パネルスケールで割れ目のみ考慮する場合はDFNモデルを適用
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P.3‐35
深成岩類の地質環境モデル
上部(風化)割れ目帯
上部(
化)割
帯
被覆堆積岩層
地下水流動
100~200m
100~200m
1000m
花崗岩
活断層
一般的に認められる地質構造の例 活断層
広域スケール
広域スケ
ル
(50km×50km)
処分場スケール
処分場スケ
ル
(5km×5km)
パネルスケール
パネルスケ
ル
(800m×800m)
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P.3‐36
深成岩類の地表分布
第四紀火山の中心から15kmの範
囲および活断層の長さの100分の1
の幅の範囲を除外
深成岩類
第四紀火山
産総研「20万分の1日本シームレス
地質図」,「日本の火山第3版」,
「活断層データベース」に基づき作成
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P.3‐37
地下水流動系の広がり(広域スケール)
頻度
 地下水の水理境界を包含する最大範囲と考えられる
一級河川の流域面積の平均値を算出
 約2,208km
約2 208km2≒47km×47km
 モデル化領域を50km×50kmに設定
 さらに,以下の事項を確認
 最長の活動セグメント(産総研「活断層データベー
ス」)を包含する広がりを有していること
 50km四方以上の深成岩体が分布していること
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
一級河川の流域分布
(東北地方の例)
一級河川の流域面積(km
級河川 流域面積( 2)
国土交通省ホームページ(河川統計・調査結果)
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P.3‐38
断層の走向・傾斜分布(広域~処分場スケール)
 花崗岩類の分布域の断層を特定
し,地質構造区分ごとに方位分
布を整理
全国:115本
花崗岩類分布域に
おける断層端点の分布
地質構造区分③:13本
地質構造区分⑤:93本
産総研
産総研「20万分の1日本シームレス
万分
日本
地質図」,「活断層データベース」に
基づき作成
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P.3‐39
断層・割れ目の長さ・密度分布(広域~パネルスケール)
 断層およびリニアメントに係るデータ,および露頭や坑道壁面の観察結果に
基づき,断層・割れ目の長さと密度との関係を整理
100
露頭観察
三次
次元密度(
(m2/m3)
10
1
坑道壁面観察
0.1
0.01
リニアメント
 断層(長さ>1km)のべき乗分布
を仮定し,Wang(2005)による
理論的な変換方法用いて三次
元密度を設定
 べき乗数:4.0
 断層最小長さ:1km
 断層最大長さ:70km
0.001
0.0001
日本の断層マップ
0.00001
活断層データベース
活断層デ
タ
ス
0.000001
10-2 10-1
1
10 102 103 104 105
三次元密度:0.001m2/m3
トレース長(m)
トレ
ス長(m)
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P.3‐40
地質構造モデル(広域スケール)
 断層(長さ>1km):割れ目ネットワーク
モデルによる確率論的取り扱い
モデル深度1 000m
モデル深度1,000m
長さ>10km
長さ10~1km
断層の長さ(m)
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P.3‐41
水理地質構造モデル(広域スケール)
 断層(長さ>1km):割れ目ネットワーク
モデルによる確率論的取り扱い
 母岩:連続体モデルを適用
モデル深度1,000m
透水係数
Log K (m/s)
水理地質区分
岩盤(断層以外)
断層(断層面に平行)
断層(断層面に直交)
-8
-7
-6
透水係数(m/s)
1.4×10-8
1.6×10
1.6
10-6
1.3×10-9
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P.3‐42
水理・地下水流動特性(広域スケール)
処分場
スケール
動水勾配0.05
ダルシー流速分布
モデル深度1,000m
動水勾配0.05
ダルシー流速に基づく移行時間分布
 処分場スケ
処分場スケールの領域は,長さ10km以上の断層とその延長上を除外した範囲から,
ルの領域は 長さ10k 以上の断層とその延長上を除外した範囲から
ダルシー流速および地下水移行時間を考慮して選定
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P.3‐43
地質構造モデル(処分場スケール)
 断層(長さ10~1km):割れ目ネットワーク
モデルによる確率論的取り扱い
(広域スケールと同様)
モデル深度1,000m
デ 深度 ,
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P.3‐44
水理地質構造モデル(処分場スケール)
 断層(長さ10~1km):割れ目ネットワ
ークモデルによる確率論的取り扱い
(広域スケールと同様)
 母岩:連続体モデルを適用
(広域
(広域スケールと同様)
同様)
処分場
スケール
モデル深度1,000m
透水係数
Log K (m/s)
水理地質区分
岩盤(断層以外)
断層(断層面に平行)
断層(断層面に直交)
-9 -8 -7 -6
透水係数(m/s)
2.7×10-8
1.6×10
1.6
10-6
1.3×10-9
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P.3‐45
水理・地下水流動特性(処分場スケール)
処分場
スケール
動水勾配0.05
モデル深度1,000m
ダルシー流速分布
動水勾配0.05
ダルシー流速に基づく移行時間分布
 パネルスケ
パネルスケールの領域は,割れ目ネットワークに大きな不均質性が認められないこと
ルの領域は 割れ目ネットワ クに大きな不均質性が認められないこと
から,長さ1km以上の断層とその延長上を除外した範囲から任意に選定
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P.3‐46
地質構造モデル(パネルスケール)
方位
セット
方位セット1
方位セット2
方位セット3
方位角/
べき乗数
Fisher 三次元密度
傾斜角
最小長さ(m)
係数
(m2/m3)
(°)
最大長さ(m)
1
171/85
7.8
1.9
2
80/87
7.5
1.4
3
203/01
84
8.4
05
0.5
4.0
1
1 000
1,000
 深地層の研究施設計画におけるボーリン
グ孔壁観察結果などに基づき,地質構造
モデルパラメータを設定
 方位分布・べき乗数:広域スケールの
方位分布・べき乗数:広域スケ ルの
地質構造モデルと同様
 三次元密度:
三次元密度:一次元密度および傾斜
次元密度および傾斜
の情報を用い理論的な変換式で推定
 最小長さ:ボーリング孔径から推定可
能な長さを設定
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P.3‐47
水理地質構造モデル(パネルスケール)
 深地層の研究施設計画におけるボーリング
孔を利用した水理試験の結果などに基づ
き 水理地質構造モデルを構築
き,水理地質構造モデルを構築
① 地質構造モデルに基づく解析上の水理
試験を実施
② その結果と実際の水理試験の結果との
比較を複数ケ ス実施
比較を複数ケース実施
③ 実際の水理試験結果を最も整合的に再
現できる透水量係数分布を算出
 割れ目の透水量係数分布の対数平均値:
1×10-99(m2/s),対数標準偏差:2.0
/s) 対数標準偏差:2 0
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P.3‐48
先新第三紀堆積岩類の地質環境モデル
スラスト
第四紀堆積物 (数十m)
淡水 塩水混合域
淡水・塩水混合域
地下水流動
海
1000m
一般的に認められる地質環境の概念モデル
広域スケール
広域スケ
ル
(40km×40km)
処分場スケール
処分場スケ
ル
(5km×5km)
パネルスケール
パネルスケ
ル
(800m×800m)
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P.3‐49
先新第三紀堆積岩類の地表分布
イドンナップ帯
四万十帯
日高・常呂帯
渡島帯
北部北上
北部北上・
根田茂帯
足尾帯
丹波帯
美濃帯
秋吉帯
秩父帯
四万十帯
秩父帯
第四紀火山の中心から15kmの範
囲および活断層の長さの100分の1
の幅の範囲を除外
付加体
陸源性地質体
第四紀火山
産総研「20万分の1日本シームレス
地質図」,「日本の火山第3版」,
「活断層データベース」に基づき作成
四万十帯
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P.3‐50
地質学的特徴およびモデル化の方針
陸源性
 日本列島の骨格をなす基盤岩類として重要
 地表~地下に分布する地層の約30~40%
 そのうちの約3/4が付加コンプレックス
整然U
破断U
分断U
整然相 ←
破断相
メランジュ
ジ
→ 混在相
海洋地
地殻
ユニット名
変形相
付加コンプレックス
付加体
混在相
整然相
Raymond (1984)を編集
先新第三紀堆積岩類を代表する付加コンプ
レックスの整然相および混在相をモデル化
脇田(2000)に加筆
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P.3‐51
一般的に認められる地質構造(広域スケール)
コンプレックス
 広がり
 厚さ
 傾斜
松岡ほか (1998)を編集
 全国規模で収集
全国規模で収集・整理
整理
岩相
した情報に基づき,地質
構造モデルパラメータを  基質
 異地性/現地性岩塊
設定
褶曲構造
 波長
 波高
 軸長
 軸方位
 軸プランジ
不連続構造
 スラスト(幾何形状)
 断層(長さ,走向・傾斜)
断層(長さ 走向 傾斜)
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P.3‐52
付加コンプレックスの広がり(広域スケール)
 足尾帯,美濃帯,丹波帯,秩父帯,四万十帯(付加
体の地表分布面積の約80%を占有)を対象
 20万分の1日本シームレス地質図,5万分の1地質
20万分の1日本シ ムレス地質図 5万分の1地質
図幅および個別の地域を対象とした文献に基づき,
地下における付加コンプレックスの広がりを推定し,
地下
付加
ク
広 り 推定し,
地質図上に投影した推定分布領域の面積を算出
 約1,380km2 ≒ 37km×37km
 モデル化領域を40km×40kmに設定
デル化領域を40k
40k に設定
足尾帯・大間々
コンプレックスの例
産総研「20万分の1日本
シームレス地質図」,5万
質図」, 万
分の1地質図幅「足尾」に
基づき作成
コンプレックス
ンプレ クス
ユニット
大間々
足尾帯
黒保根-桐生
葛生
春日野
菅波
刀根
根
在原
今庄
坂本峠
左門岳
舟伏山
久瀬
美濃帯
那比
上麻生
金山
白骨
平湯
沢渡
島々
味噌川
薮原
長福
程彼
大峰破
美川
玖珂
荒瀬
丹波帯
出灰
周山
雲ヶ畑
灰屋
鶴ヶ岡
由良川
沢谷
遊子川
住居附
上吉田
秩父帯
柏木
大平山
斗賀野
三宝山
U13
四万十帯 湯川
美山
付加体
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推定分布面積
(km2)
混在相
230
混在相
2,590
整然相/覆瓦構造
620
混在相
1,310
混在相
1,030
混在相
在相
110
整然相/破断相
4,680
整然相/覆瓦構造
1,410
混在相
120
整然相
670
混在相
1,000
整然相/破断相
830
整然相/破断相
1,850
整然相/覆瓦構造
1,410
混在相
1,320
混在相
380
混在相
330
整然相/覆瓦構造
2,730
混在相
630
整然相
3 950
3,950
混在相
980
混在相
780
混在相/破断相
750
混在相
710
混在相
860
混在相
1,780
混在相
490
混在相
340
混在相
660
混在相
5,060
混在相/破断相
5,190
混在相
5,050
混在相/覆瓦構造
2,110
混在相
1 090
1,090
混在相
920
混在相
620
整然相/覆瓦構造
1,040
混在相
820
混在相
640
整然相/覆瓦構造
2,230
混在相
1 050
1,050
混在相
170
整然相
20
整然相/破断相
40
平均
1,380
変形相
P.3‐53
付加コンプレックスの地質構造(広域スケール)
付加コンプレックス地質構造データセット(抜粋)
コンプレックス
付加体
ユニット
大間々
足尾帯
・・・
春日野
美濃帯
菅並
・・・
大峯破
丹波帯
灰屋
・・・
沢谷
秩父帯
上吉田
・・・
U13
四万十帯
・・・
平均
厚さ(m)
平均
nd
・・・
nd
nd
・・・
nd
2,750
・・・
1,000
3,000
・・・
1,845
・・・
・・・
・・・
4,200
2,200
900
3,100
2,600
傾斜(°)
平均
nd
25
・・・
nd
53
30
・・・
nd
37
53
・・・
10
49
nd
・・・
49
63
・・・
・・・
49
褶曲波長(km)
平均
nd
nd
・・・
nd
15
15
・・・
nd
23
26
・・・
nd
nd
nd
・・・
nd
nd
・・・
・・・
21
褶曲波高(km)
平均
nd
nd
・・・
nd
3
5
・・・
nd
10
10
・・・
nd
nd
nd
・・・
nd
nd
・・・
・・・
6
褶曲軸長(km)
平均
17
25
・・・
nd
11
9
・・・
9
8
10
・・・
8
9
nd
・・・
nd
2
・・・
・・・
11
褶曲軸方位
N45°E
・・・
nd
N10°W
・・・
N70°W
N60°W
・・・
nd
nd
・・・
nd
・・・
EW
褶曲軸プランジ
(°)
nd
・・・
NW
nd
・・・
W
nd
・・・
nd
25°E
・・・
nd
・・・
・・・
 20万分の1日本シームレス地質図(第四紀火山の中心から15kmの範囲および活断
外)
, 要
算
算
層の長さの100分の1の幅の範囲を除外)において,各要素の算術平均値を算出
 付加コンプレックスの厚さ:2,600m
 付加コンプレックスの傾斜:50°(新第三紀堆積岩類 36°)
 褶曲波長:20km (新第三紀堆積岩類 3km)
 褶曲波高:6km (新第三紀堆積岩類 0.6km)
 褶曲軸長:10km (新第三紀堆積岩類 3km)
 褶曲軸方位:EW (新第三紀堆積岩類 N8
N8°E)
E)
 褶曲軸プランジ:0~25°(新第三紀堆積岩類 0~5°)
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P.3‐54
付加コンプレックス中の整然相/混在相比(広域スケール)
 20万分の1日本シームレス地質図(第四紀火山の中心から15kmの範囲およ
び活断層の長さの100分の1の幅の範囲を除外)において,整然相および混
在相の地表分布面積比を算出
 整然相および混在相について,検討対象とする付加体を選定
わが国における 各付加体中の分布面積比
わが国におけ
(%)
地表分布面積比
(%)
整然相
混在相
常呂帯,日高帯,イドンナップ帯
12
49
51
混在相の検討対象
渡島帯
1
0
100
検討から除外
北部北上帯
8
0
100
混在相の検討対象
根田茂帯
<1
0
100
検討から除外
足尾帯,美濃帯,丹波帯
23
34
66
混在相の検討対象
秋吉帯
2
17
83
検討から除外
秩父帯
18
29
71
混在相の検討対象
四万十帯
36
76
24
整然相の検討対象
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P.3‐55
付加コンプレックスの岩相(広域スケール)
 模式的な整然相/混在相を構成する岩相を設定
 整然相:砂岩・泥岩およびチャートにより構成
 混在相:基質の泥質混在岩およびチャート,緑色岩,石灰岩などの岩塊に
より構成
整然相
混在相
整然相
混在相
砂岩・泥岩
石灰岩
チャート
泥質混在岩
緑色岩
スラスト
混在相
混在相
中江(2000)を編集
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P.3‐56
付加コンプレックスの岩相分布比
 20万分の1日本シームレス地質図(第四紀火山の中心から15kmの範囲およ
び活断層の長さの100分の1の幅の範囲を除外)において,整然相および混
在相を構成する各岩相の面積を算出
砂岩基質
(%)
泥岩基質
(%)
砂泥互層基質
(%)
礫岩基質
(%)
チャート岩塊
(%)
40
37
19
<1
3
混在相
泥岩基質
(%)
チャート岩塊
(%)
緑色岩岩塊
(%)
超苦鉄質岩
岩塊(%)
石灰岩岩塊
(%)
常呂帯,日高帯,
イドンナップ帯
64
1
27
8
<1
北部北上帯
76
10
8
3
3
足尾帯,美濃帯,
丹波帯
79
13
7
<1
1
秩父帯
79
10
7
1
3
平均
75
8
12
3
2
整然相
四万十帯
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P.3‐57
付加コンプレックスの岩相のモデル化(広域スケール)
 整然相の地質構造モデル
 整然相が卓越(分布面積の約3/4に相当)する四万十帯を対象
 岩塊の分布面積比:3%
布
 モデル上は0~5%
 岩塊の岩相:チャート  モデルに反映
 整然相を構成する砂岩基質
整然相を構成する砂岩基質:泥岩基質の分布面積比(砂泥互基質は
泥岩基質 分布面積比(砂泥互基質は
比例配分し加算):40:37  モデル上は50:50
 混在相の地質構造モデル
 混在相は四万十帯を除く付加体において卓越
 分布面積が極めて小さい(わが国の付加体分布面積の0~2%)秋吉帯,
分布面積が極めて小さい(わが国の付加体分布面積の0~2%)秋吉帯
根田茂帯,渡島帯を除く付加体を対象
 岩塊の分布面積比:21
岩塊の分布面積比:21~36%
36%  モデル上は20
モデル上は20~40%
40%
 岩塊を構成するチャート:緑色岩:超苦鉄質岩:石灰岩の分布面積比:
8:12:3:2  モデル上は35:45:15:5
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P.3‐58
断層・割れ目の長さ・密度分布(広域~パネルスケール)
P20(n/m2)
1.E+02
赤石地下発電所(JNC, 2001)
1 E 01
1.E+01
断層マップデータ
1.E+00
断層セグメントデータ
累
累積頻度(本
本/m2)
1.E-01
1.E-02
1.E-03
1 E 04
1.E-04
1.E-05
1.E-06
1.E-07
1.E-08
1 E 09
1.E-09
べき乗数4.0(深成岩類と同じ)
1.E-10
1.E-11
01
0.1
1
10
100
1000
10000
100000
トレース長(m)
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐59
地質構造モデル(広域スケール/整然相)
 スラスト(長さ>10km):地表地質情報の地質
学的解釈に基づき,分布を決定論的に表現
 断層(長さ10~1km):地表地質
情報に基づき,分布を確率論
的に表現
モデル深度1,000m
泥岩基質
砂岩基質
チャート岩塊
スラスト
断層
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐60
スラストの透水係数(広域~処分場スケール)
 高知県八流地域(四万十帯)
 整然相中のサブコンプレックス境界部の断層帯(幅約1.7m:コンプレックス境界のス
ラストに相当すると想定)の浸透率を透水係数に換算
 透水係数=(浸透率×流体の密度×重力加速度)/流体の粘性係数
・粘性係数:0.001kg/m・s
・密度:1,000kg/m3
・重力加速度:9.81m/s2
スラストの浸透率≒10-15m2
スラストの透水係数:1×10-8m/s
北村ほか(2014)に加筆
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐61
基質の透水係数(広域~パネルスケール)①
透水係数( / )
透水係数(m/s)
10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4
0
全深度
時代
100
古第三紀
深度
度(m)
200
中古生代
300
データ数
平均値
(m/s)
砂岩
23
2×10-8
泥岩
8
9×10-9
砂岩
81
6×10-7
泥岩
31
2×10-7
砂岩:泥岩
2:1
3:1
 砂岩および泥岩の透水係数はほぼ同じ
400
500
600
岩種
2×10-9
700
● 付加体堆積岩類
● チャ
チャート
ト
● 超苦鉄質岩
(対数平均値)
● 玄武岩
● 石灰岩
 基質(広域スケールの混在相では岩塊を
含む全体)の透水係数は,深度300m以
深で取得された付加体堆積岩類の透水
係数の対数平均値を採用
 基質の透水係数:2×10-9m/s
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐62
基質の透水係数(広域~パネルスケール)②
深度
(m)
ルジオン値
(Lu)
透水係数
(m/s)
00~50
45
4.5
6×10-77
050~100
3.9
5×10-7
100~200
1.1
2×10-7
200~000
0.2
3×10-8
300~400
外挿
4×10-9
400 500
400~500
外挿
1×10
1
10-99
 群馬県神流川発電所(秩父帯)
 ジュラ系オリストストローム(砂岩,チャート,
ジ ラ系オリストスト
ム(砂岩 チ
ト
泥岩,石灰岩,塩基性火山岩類)
 深度0~>200mの透水係数の深度変化を
深度0 >200mの透水係数の深度変化を
外挿し,深度300m以深の透水係数を推定
 基質の透水係数:1~4×10-9m/s≒2×10-9m/s
(全国規模で収集した地質環境デ タセットから設
(全国規模で収集した地質環境データセットから設
定した付加体堆積岩類の透水係数)
東京電力(2015)に基づき作成
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐63
岩塊の透水係数(広域~パネルスケール)
透水係数( / )
透水係数(m/s)
10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4
0
100
 チャート:深度300m以深は,深度0~100m
区間における対数平均値 (n=7;1×10-6)
よりも2オーダー小さい値を設定
よりも2オ
ダ 小さい値を設定
 チャートの透水係数:1×10-8m/s
2×10-7
 緑色岩:深度300m以深で取得された玄武
緑色岩 深度
以深で取得された玄武
岩の透水係数(n=4)の対数平均値を採用
深度
度(m)
200
300
● 付加体堆積岩類
(対数平均値)
チャート
玄武岩
蛇紋岩
石灰岩
400
500
600
 緑色岩の透水係数:3×10-8m/s
 超苦鉄質岩:深度300m以深は,深度0~
100m区間における蛇紋岩の透水係数(n=
1;2×10-6)よりも2オ
)よりも2オーダー小さい値を設定
ダ 小さい値を設定
 超苦鉄質岩の透水係数:2×10-8m/s
2×10-9
700
 深度300m以深の堆積岩類の
透水係数は 深度0~100m
透水係数は,深度0~100m
区間に比べて2オーダー小さい
 石灰岩:深度300m以深は,深度0~100m
石灰岩 深度300m以深は,深度0 100m
区間における測定値(n=1;2×10-7)よりも
2オーダー小さい値を設定
 石灰岩の透水係数:2×10-9m/s
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐64
基質および岩塊の有効間隙率
時代
岩種
古第三紀
全深度
データ数
平均値(%)
設定値(%)
砂岩・泥岩
51
80
8.0
8
中古生代
砂岩・泥岩
48
6.8
7
中生代
チャート
4
1.0
1
中生代
玄武岩
37
1.5
2
中古生代
蛇紋岩
4
2.5
3
中古生代
石灰岩
5
07
0.7
1
対象
基質
異地性/現地性
岩塊
 全国規模で収集した地質環境データセットに基づき設定
 緑色岩および超苦鉄質岩の有効間隙率は,それぞれ玄武岩および蛇紋
岩で取得された値を適用
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐65
水理地質構造データセット(広域~パネルスケール)
水理地質構造データセット
断層・割れ目
種類(長さ)
頻度分布
分布密度(n/m)
透水係数(m/s)
透水量係数(m2/s)
整然相
母岩
岩塊
混在相
基質分布面積比
岩塊(チャート)含有率(%)
基質(砂岩・泥岩)
透水係数(m/s)
岩塊(チャート)
基質(砂岩・泥岩)
基質(砂岩
泥岩)
有効間隙率(%)
岩塊(チャート)
岩塊含有率(%)
岩塊分布面積比
基質(泥質混在岩)
(チャート)
(緑色岩)
透水係数(m/s)
(超苦鉄質岩)
(石灰岩)
基質(泥質混在岩)
(チャート)
(緑色岩)
有効間隙率(%)
(超苦鉄質岩)
(石灰岩)
広域スケール
処分場スケール
パネルスケール
スラスト(>10km)
決定論的取り扱い
岩塊
断層(10~1km)
割れ目(<1km)
べき乗数4.0(Lmin:0.15m,Lmax:1,000m)
ー
整然相:4~8 混在相:7~8
整然相:4~8,混在相:7~8
1×10-8
ー
ー
2×10-9
砂岩優勢層:泥岩優勢層=50:50
0~5
2×10-9(砂岩優勢層≒泥岩優勢層)
1×10-8
7~8
7
8
1
20~40
チャート:緑色岩:超苦鉄質岩:石灰岩=35:45:15:5
2×10-9
1×10-8
-9
2x10
3×10-8
2×10-8
2×10-9
7~8
1
7~8
2
3
1
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐66
水理地質構造モデル(広域スケール/整然相)
 スラスト(長さ>10km):割れ目ネットワーク
モデルによる決定論的取り扱い
 母岩:連続体モデルを適用
モデル深度1,000m
透水係数
Log K (m/s) -9 -8.5 -8 -7.5
水理地質区分
砂岩・泥岩基質
チャート岩塊
チャ
ト岩塊
スラスト
透水係数(m/s)
2×10-9
1×10
1
10-8
1×10-8
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐67
水理・地下水流動特性(広域スケール/整然相)
動水勾配0.05
動水勾配0.05
処分場
スケール
全水頭分布
モデル深度1,000m
ダルシー流速分布
 処分場スケ
処分場スケールの領域は,スラストを除外した,ダルシー流速が相対的に小さい範囲
ルの領域は スラストを除外した ダルシ 流速が相対的に小さい範囲
において,処分場の設計の実証の目的から,複数の岩相が混在するように選定
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐68
地質構造モデル(処分場スケール/整然相)
 断層(長さ10~1km):地表地質情報に
基づき,分布を確率論的に表現
 ただし,実際のサイト調査では,
ただし 実際のサイト調査では
その結果に基づき,分布を
決定論的 表現
決定論的に表現
モデル深度1,000m
泥岩基質
砂岩基質
岩塊
チャート岩塊
断層
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐69
水理地質構造モデル(処分場スケール/整然相)
 断層(長さ10~1km):割れ目ネットワーク
モデルによる確率論的取り扱い
 母岩:連続体モデルを適用
モデル深度1,000m
透水係数
Log K (m/s) -9 -8.5 -8
水理地質区分
砂岩・泥岩基質
チャート岩塊
チャ
ト岩塊
断層
透水係数(m/s)
2×10-9
1×10
1
10-8
1×10-8
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐70
水理・地下水流動特性(処分場スケール/整然相)
動水勾配0.05
動水勾配0.05
処分場
スケール
スケ
ル
パネル
スケール
全水頭分布
モデル深度1,000m
ダルシー流速分布
 パネルスケ
パネルスケールの領域は,ダルシー流速が相対的に小さい範囲において,処分場の
ルの領域は ダルシ 流速が相対的に小さい範囲において 処分場の
設計の実証の目的から,複数の岩相が混在するように選定
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P.3‐71
整然相の割れ目密度(パネルスケール)
 宮崎県石河内ダム(四万十帯)
 酸化の影響が及んでいない深度80m
酸化 影響が及んで な 深度80
以深では,
 割れ目密度:4~8本/m
割れ目密度
本/
 水みち割れ目密度:0.5~0.8本/m
 水みち割れ目は全体の約10%
Ono et al. (2016)に加筆
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P.3‐72
混在相の断層・割れ目密度(パネルスケール)
 山梨県葛野川発電所
(四万十帯)
 不良部および特殊部を
除いた区間では,
 断層密度:1~2本/m
 節理密度:7~8本/m
 割れ目の10%程度が
水みちとして機能すると,
水みちとして機能すると
 水みち割れ目の密度:
0.7~0.8本/m
.
. 本/
工藤ほか(1999)に加筆
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P.3‐73
割れ目の透水量係数分布(パネルスケール)
透水係数( / )
透水係数(m/s)
10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4
0
1×10-6
2×10
2
10-7
100
200
深度
度(m)
1×10-8
300
● 付加体堆積岩類
(対数平均値)
● チャート
● 玄武岩
● 蛇紋岩
● 石灰岩
400
500
頻度
-9
600 2×10
 深度0~100m区間を対象として,(岩盤の
透水係数/水みち割れ目本数)式を用いて
割れ目の透水量係数分布を推定
 深度300m以深は,深度0~100m区間の
割れ目の透水量係数分布よりも2オーダー
小さくなるように設定
 対数平均値:2×10-9m2/s
 対数標準偏差:1.0
700
 深度300m以深の堆積岩類の
透水係数は 深度0~100m
透水係数は,深度0~100m
区間に比べて2オーダー小さい
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
■ 深度10~100m区間
■ 深度300m以深
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
割れ目透水量係数の対数値(m2/s)
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P.3‐74
水理地質構造データセット(広域~パネルスケール)
水理地質構造データセット
広域スケール
処分場スケール
パネルスケール
整然相
母岩
岩塊
混在相
種類(長さ)
スラスト(>10km)
断層(10~1km)
割れ目(<1km)
頻度分布
決定論的取り扱い
べき乗数4.0(Lmin:0.15m,Lmax:1,000m)
断層・割れ目
分布密度(n/m)
ー
整然相:4~8 混在相:7~8
整然相:4~8,混在相:7~8
-8
透水係数(m/s)
1×10
ー
透水量係数(m2/s)
ー
2×10-9
基質分布面積比
砂岩優勢層:泥岩優勢層=50:50
岩塊(チャート)含有率(%)
0~5
基質(砂岩・泥岩)
2×10-9(砂岩優勢層≒泥岩優勢層)
透水係数(m/s)
岩塊(チャート)
1×10-8
基質(砂岩・泥岩)
基質(砂岩
泥岩)
7~8
7
8
有効間隙率(%)
岩塊(チャート)
1
岩塊含有率(%)
20~40
岩塊分布面積比
チャート:緑色岩:超苦鉄質岩:石灰岩=35:45:15:5
基質(泥質混在岩)
2×10-9
(チャート)
1×10-8
-9
(緑色岩)
透水係数(m/s)
2x10
3×10-8
(超苦鉄質岩)
2×10-8
(石灰岩)
2×10-9
基質(泥質混在岩)
7~8
(チャート)
1
(緑色岩)
有効間隙率(%)
7~8
2
(超苦鉄質岩)
3
(石灰岩)
1
岩塊
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P.3‐75
地質構造・水理地質構造モデル(パネルスケール/整然相)
 割れ目(長さ<1km):地表地質情報お
よびコア観察結果に基づき,分布を割
れ目ネットワ クモデルにより確率論的
れ目ネットワークモデルにより確率論的
に表現
地質構造
モデル
 ただし,実際のサイト調査では,坑道近
傍の分布は決定論的に評価
水理地質構造
モデル
方位セット1
方位セット2
方位セット3
 割れ目(長さ<1km):全国規模のデー
推定し 透水 係数
タベースに基づき推定した透水量係数
分布を設定
 ただし,実際のサイト調査では,地上お
よび坑道内における水理試験結果に
基づき透水量係数分布を決定
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P.3‐76
地質構造モデル(広域スケール/混在相)
 スラスト(長さ>10km):地表地質
情報の地質学的解釈に基づき,
分布を決定論的に表現
 序列外スラスト・断層(長さ10~
) 地表地質情報 基 き,
1km):地表地質情報に基づき,
分布を確率論的に表現
 岩塊:地表地質情報に基づき,
分布面積比 大きさ 幾何形状
分布面積比,大きさ,幾何形状,
方向性などを境界条件として,
分布を確率論的に表現
モデル深度1,000m
泥質基質(岩塊20%含有)
泥質基質(岩塊40%含有)
チャート岩塊
緑色岩岩塊
超苦鉄質岩岩塊
石灰岩岩塊
スラスト
序列外スラスト 断層
序列外スラスト・断層
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P.3‐77
水理地質構造モデル(広域スケール/混在相)
 スラスト:割れ目ネットワークモデルによる
決定論的取り扱い(整然相と同様)
 母岩:連続体モデルを適用
(整然相と同様)
モデル深度1 000
モデル深度1,000m
透水係数
Log K (m/s) -9
9 -8.5
8.5 -8
8
水理地質区分
基質
スラスト
透水係数(m/s)
2×10
2
10-9
1×10-8
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐78
水理・地下水流動特性(広域スケール/混在相)
動水勾配0.05
動水勾配0.05
地層境界
地層境界
処分場
スケール
全水頭分布
モデル深度1,000m
ダルシー流速分布
 処分場スケ
処分場スケールの領域は,広域スケールでは水理学的に大きな不均質が認められな
ルの領域は 広域スケ ルでは水理学的に大きな不均質が認められな
いことから任意に選定
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐79
地質構造モデル(処分場スケール/混在相)
広域スケール
 序列外スラスト・断層(長さ>10~1km)および岩塊:地表地質
情報に基づき,分布を確率論的に表現
 ただし,実際のサイト調査では,その結果に基づき,序列外スラ
ただし 実際のサイト調査では その結果に基づき 序列外スラ
スト・断層の分布を決定論的に,
岩塊の分布を,その比率,
大きさ 方向性 幾何形状
大きさ,方向性,幾何形状
などを境界条件として
確率論的に表現
モデル深度1,000m
泥質基質(岩塊20%含有)
泥質基質(岩塊40%含有)
チャート岩塊
緑色岩岩塊
超苦鉄質岩岩塊
石灰岩岩塊
スラスト
序列外スラスト 断層
序列外スラスト・断層
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐80
基質および岩塊の一軸圧縮強さ①
 砂岩・泥岩基質
 全国規模で収集した先新第三紀堆積岩類の平均値~最頻値の幅として設定
 基質の一軸圧縮強さ:90~100MPa
基質の 軸圧縮強さ:90~100MPa
 チャート岩塊
 全国規模で収集した地質環境デ
全国規模で収集した地質環境データセットには該当するデータが存在しない
タセットには該当するデ タが存在しない
ため,チャート(未風化)の圧縮強さの既報値(小島・中尾,1995)を適用
 チャートの一軸圧縮強さ:135MPa (湿潤試料 87~183MPaの中間値)
 緑色岩岩塊
 全国規模で収集した地質環境データセットには該当するデータが存在しない
ため 一軸圧縮強さとP波速度との相関式(大久保・寺崎 1971)を適用
ため,一軸圧縮強さとP波速度との相関式(大久保・寺崎,1971)を適用
 qu=10×Vp3
・qu:一軸圧縮強さ(kgf/cm2)
・Vp:P波速度(km/s)
 先新第三紀玄武岩で想定されたP波速度の平均値(n=37;4.7km/s)から
一軸圧縮強さを算出
軸圧縮強さを算出
 緑色岩の一軸圧縮強さ:100MPa (≒102=10×4.73×0.0981)
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐81
基質および岩塊の一軸圧縮強さ②
 超苦鉄質岩岩塊
 緑色岩と同様の手法を適用し,先新第三紀
蛇紋岩(葉片状~粘土状:異方性大)のP波
速度データの平均値(n=13;1.6km/s)から
一軸圧縮強さを算出
 超苦鉄質岩(異方性大)の一軸圧縮強さ:
超苦鉄質岩(異方性大)の 軸圧縮強さ
4MPa (≒4.0=10×1.63×0.0981)
 先新第三紀蛇紋岩(塊状
先新第三紀蛇紋岩(塊状:異方性小)のP波
異方性小)のP波
速度データの平均値(n=12;5.2km/s)から
一軸圧縮強さを算出
 超苦鉄質岩(異方性小)の一軸圧縮強さ:
140MPa (≒138=10×5.23×0.0981)
大久保・寺崎(1971)
 石灰岩岩塊
 緑色岩と同様の手法を適用し,先新第三紀
石灰岩のP波速度データの平均値(n=8;4.5km/s)から一軸圧縮強さを算出
 石灰岩の一軸圧縮強さ:90MPa
石灰岩の 軸圧縮強さ:90MPa (≒89=10×4.5
(≒89 10×4 53×0.0981)
×0 0981)
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐82
地下水水質の設定の考え方
① 幌延,瑞浪(東濃),釜石,横須賀の各地
域で取得された,品質が管理・保証され
た地下水水質デ タを利用
た地下水水質データを利用
② 網羅的に地下水水質データを収集
 Na,K,Mg,Ca,F,Cl,Br,I,Fe,B,
C,N,Al,Si,P,S
③ 地下水水質データの特徴を確認
a 深度に依存し濃度が変化
b 深度に依存せず濃度がほぼ一定
c 濃度がばらつく
④ 代表的な地下水水質を設定
 aの場合は,深度300m以深のデータ
の平均値および回帰式により算出し
た値を採用
 bおよびcの場合は,深度300m以深
bおよびcの場合は 深度300m以深
のデータの平均値を採用
深成岩類の例
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐83
深成岩類の
地下水設定
単位
Na
K
M
Mg
Ca
F
Cl
mg/L
Br
本スライドの内容は,最終的に作成する
包括的技術報告書において変更される
可能性があります。
I
Fe
B
C
N
Al
Si
P
S
濃度
19
49
630
450
1.8
02
0.2
11
31
540
6.0
2.9
91
1400
1400
1.0
30
3.0
0.7
9.0
2.4
0.4
9.5
0.03
2.3
根拠
深度300m以深でNa<50mg/Lの水質データの平均値
深度300m以深の水質データの平均値
Y=1.9x+194.5による深度1,000mの推定値
Y=2.4x+85.6による深度1,000mの推定値
深度300m以深の瑞浪・釜石の水質データの算術平均値
深度300m以深の瑞浪
釜石の水質デ タの算術平均値
深度300m以深でCl<50mg/Lの水質データの平均値
深度300m以深の水質データの平均値
Y=0 89x+522 0による深度1 000mの推定値
Y=0.89x+522.0による深度1,000mの推定値
深度300m以深の瑞浪・釜石の水質データの算術平均値
深度300m以深でCl<10mg/Lの水質データの平均値
深度300m以深の水質データの平均値
Y=0.56x+228.5による深度1,000mの推定値
Y=0.57x+214.9による深度1,000mの推定値
深度300m以深の水質データの平均値
Y 249 4 +250 2による深度1 000 の推定値
Y=249.4x+250.2による深度1,000mの推定値
データなし
深度300m以深の瑞浪・釜石の水質データの算術平均値
データなし
デ
タなし
深度300m以深の瑞浪・釜石の水質データの算術平均値
P.3‐84
今後の課題
 知識基盤を拡充する
 自然現象および地質環境特性の長期変遷に係る科学的知見(例えば,
深部流体の分布・移動や付加体堆積岩類の水みち構造)を拡充する
 調査事例が少ない海域における各種調査技術の適用性(例えば,物理
探査による活断層分布の評価)に係る事例ベ スを拡充する
探査による活断層分布の評価)に係る事例ベースを拡充する
 地質環境調査・評価技術の整備・高度化を図る
 適用事例の少ない各種調査技術(例えば,海域におけるボーリング調査
やモニタリングなどの技術)の適用性確認を通じて高度化を図る
 自然現象に係る調査
自然現象に係る調査・評価技術(例えば,地形的に不明瞭な活断層や沿
評価技術(例えば 地形的に不明瞭な活断層や沿
岸域における隆起・侵食の評価技術)を整備する
 地質環境のより詳細な調査・評価技術(例えば
地質環境のより詳細な調査・評価技術(例えば,坑道内で遭遇する断層
坑道内で遭遇する断層
の活動性や物質移行・遅延特性の評価技術)を整備する
 技術的知識や実践的経験を蓄積する
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐85
3章のまとめ(案)
 地層処分にとって好ましい条件・特性が長期にわたり維持される安定
な地質環境を選定するために・・・
 サイト調査の基本的な考え方や調査・評価技術,全国規模の地質
環境情報を知識基盤として体系的に整備している
 ボーリング調査の計画立案や管理,結果の評価の実践を通じて,
ボ リング調査の計画立案や管理 結果の評価の実践を通じて
サイト調査に必要な技術的知識や経験の蓄積を図っている
 質・量の異なる地質環境情報をGeosynthesisの方法論によ
質 量の異なる地質環境情報をGeosynthesisの方法論によ
り,地質環境モデルとして統合する技術の高度化を図っている
 また
また,わが国の地質環境に関する最新の知見に基づき,サイト選定に
わが国の地質環境に関する最新の知見に基づき サイト選定に
おいて現実的に想定される候補母岩について,処分場の設計および
安全評価の検討の基盤となる地質環境モデルを提示した
 さらに,安定な地質環境の選定に係る技術的な信頼性を向上させる
ために必要と考えられる今後の課題を明確にした
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
ご清聴ありがとうございました
P.3‐86
参考資料
新第三紀堆積岩類の地質環境モデル
被覆堆積岩層
(数十m)
淡水・塩水混合域
海
500m
地下水流動
活断層
基盤堆積岩
基盤花崗岩
活断層
一般的に認められる地質環境の概念モデル
広域スケール
域
処分場スケール
パネルスケール
(30km×30km)
(5km×5km)
(800m×800m)
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐89
地質構造区分①~⑥の特徴
① 褶曲が発達し,比較的
厚く,泥岩が優勢
② 一般に緩傾斜で泥岩が
卓越するものの,多量の
火山砕屑物を挟在
日本列島の地質構造区分
(産総研地質調査総合センターホームページ)
⑤ 一般に緩傾斜で薄
く 礫岩が卓越
く,礫岩が卓越
③ 一般に緩傾斜で泥岩が卓越
般に緩傾斜で泥岩が卓越
④ 短波長の褶曲が発達し,一般に
急傾斜で砂岩 礫岩が優勢
急傾斜で砂岩・礫岩が優勢
産総研「20万分の1日本シームレス
地質図」,「日本の火山第3版」,
「活断層データベース」に基づき作成
⑥ 一般に緩傾斜で厚く,泥岩が優勢
一般に緩傾斜で厚く 泥岩が優勢
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐90
一般的に認められる地質構造(広域スケール)
断層:頻度,長さ,走向,傾斜
褶曲:波長,波高,軸長さ,軸方向
地層:岩相,層厚,傾斜
地質構造:分布面積比
走向
軸長さ
岩相
頻度
A
深さ
傾斜
B
長さ
波高
傾斜
C
B
軸方向
波長
層厚
分布面積比
褶曲
広がり
単斜
水平
広がり
堆積盆:広がり 深さ
堆積盆:広がり,深さ
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐91
対象範囲および利用した既存情報
 対象範囲
 第四紀火山の中心から半径15km圏外
 20万分の1日本シームレス地質図上の新第三紀堆積岩類分布域(約2.8万km
20万分の1日本シームレス地質図上の新第三紀堆積岩類分布域(約2 8万km2)
 5万分の1地質図幅で刊行済みの403図幅(約2.0万km2/全対象域の約71%)
20万分の1SL地質図
堆積盆
地質構造
広がり 深さ
分布
面積比
地層
褶曲
走向
波長 軸長
岩相
頻度 長さ
傾斜
傾斜
波高 方位
層厚
○
○
平面図
5万分の1
地質図幅
断層
○
断面図
○
説明書
○
○
○
○
○
活断層デ タベ ス
活断層データベース
○
○
断層マップ
○
○
日本の地方地質誌
○
○
日本の地質
○
○
○
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P.3‐92
地質図幅の判読例
先新第三紀
堆積盆
広がり
軸方位
産総研「20万分の1日本シームレス地質図」
および「日本の火山第3版」に基づき編集
堆積盆の広がり(瑞浪・可児・岩村)
堆積盆の広がり(瑞浪 可児 岩村)
褶曲
軸長さ
産総研5万分の1地質図「豊富」
褶曲軸・方向
褶曲軸 方向
単斜 褶曲
単斜
波高
傾斜
波長
産総研5万分の1地質図「豊富」
地質構造,褶曲波長・波高,地層傾斜
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P.3‐93
堆積盆の広がり・深さ(広域スケール)
地域
 新第三紀堆積岩類の分布の広がりおよび深さの
情報に基づき,広域スケール地質構造モデルの
モデル化領域を規定
 広がりの設定
 平均的な広がりは約47km×約21km
 長方形~楕円の分布形状を仮定すると面積は
約990~780km2
 モデル化領域を30km×30kmに設定
 深さの設定
 既存文献から算出した57堆積盆の最大層厚
の平均深さは約1,850m
 越谷・丸井(2012)から判読可能な新第三紀
堆積岩層基底面の深度は10地点のみ
 データ数の差異を考慮し,文献情報を採用
 モデル化領域を深さ2kmに設定
北海道
北海道
北海道
北海道
北海道
北海道
北海道
東北日本
東北日本
東北日本
東北日本
東北日本
東北日本
東北日本
東北日本
東北日本
東北日本
東北日本
東北日本
北陸
北陸
北陸
北陸
関東
関東
関東
関東
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
西南日本
九州
九州
九州
九州
九州
南西諸島
南西諸島
南西諸島
南西諸島
南西諸島
堆積盆名
東部
中央部
中央部
中央部
中央部
中央部
西部
太平洋側
中央盆地
太平洋側
太平洋側
太平洋側
太平洋側
中央盆地
中央盆地
中央盆地
中央盆地
日本海側
日本海側
日本海側
日本海側
日本海側
日本海側
太平洋側
太平洋側
太平洋側
太平洋側
外帯
外帯
外帯
外帯
外帯
外帯
内陸盆地
内陸盆地
内陸盆地
内陸盆地
内陸盆地
内陸盆地
瀬戸内
瀬戸内
瀬戸内
瀬戸内
日本海側
日本海側
日本海側
日本海側
西海区
西海区
西海区
西海区
太平洋側
大隈諸島
奄美諸島
先島諸島
先島諸島
先島諸島
白糠丘陵(網走-十勝)
美深-歌登
天北-羽幌
石狩-日高-浦河
礼文島・利尻島
樺戸山地(北部)
渡島半島
下北丘陵 上北郡
下北丘陵-上北郡
下北半島北部-夏泊半島
三戸盆地
仙台平野
阿武隈山地東縁
常磐(四倉-高萩)
北上沿い
津軽半島-弘前
郡山盆地
米沢盆地
秋田平野-能代平野
庄内地域
北部フォッサマグナ(新潟油田)
佐渡島
能登半島南部
能登半島北部
棚倉-常陸太田
秩父盆地
房総半島
富士川沿い
掛川-御前崎
熊野-古座
田辺
室戸半島西岸
中筋地溝帯
土佐清水
設楽
東濃
知多半島
伊勢
滋賀-上野盆地
奈良盆地
大阪平野-大阪湾
三田盆地-明石
淡路島
津山-新見-章原-三次
丹後半島 但見
丹後半島-但見
隠岐諸島
米子-島根半島-江津
益田
須佐-油谷湾
対馬
佐世保-平戸
五島列島
宮崎平野
種子島
喜界島
宮古島
西表島
与那国島
平均
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
長軸
(km)
145
35
128
153
10
88
50
23
25
50
47
112
75
86
66
30
62
135
29
62
22
67
38
91
18
92
82
54
65
30
6
11
1
26
70
36
41
39
18
36
8
26
30
17
12
35
16
8
51
16
51
72
24
8
11
18
8
47
短軸
(km)
50
28
50
60
7
63
37
15
18
19
23
28
40
30
38
16
50
65
19
16
11
23
14
24
13
45
24
22
26
14
6
11
1
21
35
16
19
21
8
8
5
11
24
13
11
4
8
2
17
12
19
29
8
2
2
15
2
21
最大層厚
(m)
2500
2000
5000
3000
1000
2000
7000
1000
500
1000
1960
1500
1500
2850
1000
2500
3350
3500
1000
5000
1400
3000
780
3000
3000
2500
3000
6000
3600
1200
280
350
10
1700
955
1635
810
700
1000
1100
300
420
350
300
300
2415
120
不明
5000
500
2770
2000
1 0
1980
350
600
940
300
1854
P.3‐94
地質構造および岩相(広域スケール)
単一地層
層厚
泥岩層比率
砂泥互層比率
砂岩層比率
礫岩層比率
水平構造
単斜構造
褶曲構造
単斜層傾斜
波長
波高
軸長
軸方位角
地層長
褶曲構造
単一地層
層厚
泥岩層比率
砂泥互層比率
砂岩層比率
礫岩層比率
水平構造
単斜構造
褶曲構造
単斜層傾斜
波長
波高
軸長
軸方位角
地層長
褶曲構造
(m)
(%)
(%)
(%)
(%)
(km)
(km)
((km))
(°)
(km)
(km)
(km)
((°))
地質構造区分①
算術平均値 中央値 最頻値
586
400
300
40
-
-
15
-
-
28
-
-
17
-
-
5
2
1
2
1
0
7
6
3
35
30
20
4
3
4
0.7
0.6
0.6
3
2
1
352
350
5
地質構造区分②
算術平均値 中央値 最頻値
408
290
300
61
-
-
05
-
-
28
-
-
06
-
-
4
3
0
2
2
1
8
6
4
32
20
20
4
3
4
0.6
0.5
0.6
4
2
1
358
0
355
地質構造区分③
算術平均値 中央値 最頻値
452
300
300
61
-
-
12
-
-
21
-
-
07
-
-
4
3
1
2
2
2
8
6
7
33
20
20
3
2
1
0.8
0.6
0.2
3
2
1
6
5
0
(m)
(%)
(%)
(%)
(%)
(km)
(km)
(km)
(°)
(km)
((km))
(km)
(°)
地質構造区分⑤
算術平均値 中央値 最頻値
240
120
200
34
-
-
15
-
-
30
-
-
21
-
-
3
2
0
3
2
1
5
3
2
30
20
20
2
2
1
0.7
0.2
0.2
3
2
1
24
35
40
地質構造区分⑥
算術平均値 中央値 最頻値
609
350
400
34
-
-
28
-
-
28
-
-
10
-
-
3
1
0
4
2
1
8
6
3
35
20
20
1
1
1
0.3
0.2
0.1
2
2
1
25
30
30
全国平均
算術平均値 中央値
462
302
45
-
16
-
26
-
13
-
4
2
3
2
8
6
36
28
3
2
0.6
0.4
3
2
8
13
地質構造区分④
算術平均値 中央値 最頻値
475
350
400
35
-
-
29
-
-
25
-
-
10
-
-
5
3
1
4
2
2
9
8
3
51
60
60
2
1
1
0.3
0.3
0.1
2
1
1
2
15
0
最頻値
317
-
-
-
-
1
2
4
27
2
0.3
1
12
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P.3‐95
断層・割れ目の長さ・密度分布(広域~パネルスケール)
方位
セット
方位角
(°)
傾斜角
(°)
Fisher
係数
べき乗数
最小長さ(m)
最大長さ(m)
三次元密度
(m2/m3)
1
2
3
4
246
324
286
103
84
90
41
44
7.4
23.7
9.6
15.0
3.3
1,000
70 000
70,000
0.0003
1
 日本の断層マップ
 活断層データベース
 幌延リニアメント
104
103
102
10
1
10-1
10-2
10-3
1
10
102 103 104
トレース長(m)
105
三次
次元密度 (m
m2/m3)
二次元
元密度 (n/100km2)
105
10-1
10-2
10-3
10-4
10-5
10-6
1
10
102 103 104
トレース長(m)
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105
P.3‐96
地質構造の発達史(広域スケール)
 前期新第三紀:支配的な引張応力
場で正断層の活動により,地溝盆
地が形成
 中期新第三紀:地溝盆地の形成に
伴い地層が堆積
 後期新第三紀~第四紀:引張応
力場から圧縮応力場への転換(反
転テクトニクス)に伴い 逆断層の
転テクトニクス)に伴い,逆断層の
活動が生じ,地層が隆起するとと
もに 褶曲/単斜構造が形成
もに,褶曲/単斜構造が形成
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P.3‐97
地質構造モデルの構築(広域スケール)
① 断層の割れ目ネットワークモデルの作成
② 地質構造発達史(引張応力場/堆積盆の形成→圧
縮応力場/断層 褶曲の形成)の考慮
縮応力場/断層・褶曲の形成)の考慮
③ モデルパラメータに基づく岩相・地質構造分布の設定
断層(L>10km) デル
断層(L>10km)モデル
―:東傾斜,―:西傾斜
モデルパラメータ
層厚
泥岩層
砂泥互層
砂岩層
礫岩層
水平構造
単斜構造
褶曲構造
単斜層傾斜
波長
波高
軸方位角
地層 長
褶曲
449m × 2
449
0311m
462m + 62m
0268m
08±1k
08±1km
06±1km
16±1km
36°±15°
3±1k
3±1km
0.6±0.3km
8°
第四紀層
泥岩層
砂泥互層
砂岩層
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礫岩層
基盤岩
P.3‐98
地質構造モデルの離散化
長さ>10km
長さ1~10km
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P.3‐99
地質構造モデル(広域スケール)
第四紀層
泥岩層
砂岩泥岩互層
砂岩層
礫岩層
基盤岩類
断層>10km
断層10~1km
岩相・地質構造分布
モデル深度500m
断層分布
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P.3‐100
各岩相の透水係数(広域~処分場スケール)
岩相(データ数)
深度
泥岩(n=166)
000~100m
100~300m
300m以深
情報なし
4.3×10-8
4.8×10-8
1 8×10-9
1.8×10
4.2×10-8
2.3×10-8
砂岩(n=114)
)
000~100m
100~300m
300m以深
情報なし
1.5×10-7
2.0×10-7
-
3.6×10-6
5.3×10-7
礫岩(n=35)
000~100m
100~300m
300m以深
情報なし
6.1×10-8
2.1×10-7
-
5.0×10-9
6.5×10
6
5×10-8
50
透水係数の対数平均値(m/s)
40
泥岩
45
20
砂岩
35
礫岩
40
30
15
25
20
頻度
頻
25
30
頻度
頻
頻度
頻
35
20
10
15
15
10
5
10
5
5
0
0
-13
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
透水係数の対数平均値(m/s)
0
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
透水係数の対数平均値(m/s)
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
透水係数の対数平均値(m/s)
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P.3‐101
水理地質構造モデル(広域スケール)
透水係数の
対数値(m/s)
80
-8.0
-7.5
-7.0
-6.5
65
-6.0
-5.5
-5.0
50
水理地質区分
透水係数(m/s)
特記事項
第四紀層
1.0×10
1
0×10-55
全国規模の地質環境データベース
泥岩層
2.3×10-8
全国規模の地質環境データベース+幌延データセット
砂岩層
5.3×10-7
全国規模の地質環境データベース
砂岩泥岩互層
鉛直方向:2.3×10
鉛直方向
2 3 10-88
水平方向:5.3×10-7
礫岩層
6.5×10-8
全国規模の地質環境データベース
基盤岩類
1.1×10-8
古第三紀堆積岩類:全国規模の地質環境データベース
断層
5.4×10-7
大曲断層:幌延データセット
透水異方性を考慮し,鉛直方向は泥岩と同様,水平方向は
透水異方性を考慮し
鉛直方向は泥岩と同様 水平方向は
砂岩と同様
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P.3‐102
動水勾配
配0.05
動水勾配
配0.05
水理・地下水流動特性(広域スケール)
処分場
スケール
ケ
モデル深度500m
ダルシー流速分布
ダルシー流速に基づく移行時間分布
 処分場スケールの領域は,移行時間が相対的に大きい範囲において,処分場の設
計および長期安全性の確保の実証の目的から より複雑な地質構造(褶曲構造およ
計および長期安全性の確保の実証の目的から,より複雑な地質構造(褶曲構造およ
び複数の岩相)が分布するように選定
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P.3‐103
地質構造モデル(広域スケール)
第四紀層
上部泥岩層
下部泥岩層
砂岩泥岩互層
砂岩層
岩相・地質構造分布
モデル深度500m
断層分布
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P.3‐104
水理地質構造モデル(処分場スケール)
透水係数の
対数値(m/s)
-9.0
-8.0
80
-7.0
-6.0
-5.0
50
水理地質区分
透水係数(m/s)
特記事項
第四紀層
1.0×10-5
全国規模の地質環境データベース
上部泥岩層
2.0×10-9
声問層:幌延データセット
下部泥岩層
4.4×10-8
稚内層:幌延データセット
稚内層
幌延
砂岩層
5.3×10-7
全国規模の地質環境データベース
砂岩泥岩互層
鉛直方向:2.3×10-8
水平方向:5.3×10
水平方向
5.3×10-7
断層
5.4×10-7
透水異方性を考慮し,広域スケールと同様の設定
大曲断層:幌延データセット
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P.3‐105
水理・地下水流動特性(処分場スケール)
動水勾配
配0.05
動水勾配
配0.05
パネル
スケール
処分場
スケール
モデル深度500m
ダルシー流速分布
移行距離500mまでの移行時間分布
 パネルスケ
パネルスケールの領域は,移行時間が相対的に大きい上部泥岩の分布域において,
ルの領域は 移行時間が相対的に大きい上部泥岩の分布域において
処分場の設計の目的から,深度方向に十分な広がりを有するように選定
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P.3‐106
地質構造・水理地質構造モデル(パネルスケール)
地質構造
モデル
方位セット1
方位
セット
方位セット2
方位セット3
 深地層の研究施設計画における孔
内水理試験の結果などを利用
 泥岩層基質および割れ目の水理特
性 組 合
性を組み合わせることにより,空間
, 間
的な透水不均質性をモデル化
 割れ目の透水量係数分布の対数平
均値:1 1×10-88 (m2/s),対数標
均値:1.1×10
/s) 対数標
準偏差:0.43
方位角/
三次元
べき乗数
Fisher
傾斜角
密度
最小長さ(m)
係数
2
3
(°)
(m /m ) 最大長さ(m)
1
323/52
09 8
09.8
0 53
0.53
2
203/42
51.9
0.06
3
118/11
03.1
0.44
3.3
0.15
1,000
 深地層の研究施設計画におけるボーリ
ング孔壁観察結果などに基づき,地質
構造モデルパラメータを設定
構造モデルパラメ
タを設定
水理地質構造
モデル
本スライドの内容は,最終的に作成する包括的技術報告書において変更される可能性があります。
P.3‐107
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