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本研究では,汚染水対策前後における地下水流動の変化を水文地質および地下水流動の 観点から明らかにするために,福島第一原発の帯水層に分布する大年寺層D4に着目して,

層序および層相の観点から水文地質状況を明らかにした.また,三次元の非定常地下水流動 シミュレーションを行い,重層的な汚染水対策による水位(水頭)の変化,流動経路や流動 時間などを検討した.最後に,水文地質と地下水流動の観点から,地下水バイパスと海側遮 水壁および陸側遮水壁の効果を検討した.

本論で明らかになった主な結果を以下にまとめた.

1. 福島第一原発周辺の地質調査の結果,南相馬市南部で確認された未固結砂層は,大年寺 層D4b上部のチャネル埋積物であることが明らかとなった.

2. 福島第一原発敷地内の地下地質解析や近辺の地質調査の結果,敷地の地下地質は鮮新 統大年寺層 D4bで構成されており,「中粒砂岩層」は南相馬市南部や富岡町で確認され た未固結砂層と同層準のチャネル埋積物であることが示唆された.また,「粗粒砂岩層」

から「細粒砂岩層」付近は海底地すべり堆積物である可能性があることが明らかとなっ た.

3. 地下地質および水文地質解析の結果,福島第一原発の帯水層および半帯水層は,上位よ り,段丘堆積物,中粒砂層Ⅱ,中粒砂層Ⅰ,砂泥互層,海底地すべり堆積物,SF11 火 山灰層に新たに区分された.

4. 数値解析によって得られた地下水流動をもとに行った粒子追跡の結果,汚染水対策を 行った場合は,事故直後建屋の地下にあった地下水は約 9 年のモデル期間において太 平洋へ流出しなかったことから,地下水を介した汚染水の流出は制限できていると考 えられる.汚染水対策を行わなかった場合は中粒砂層で約4~6年,砂泥互層で5~10 年で太平洋に流出する.

5. 重層的な汚染水対策の 1 つである地下水バイパスは,建屋付近の地下水まで影響しな い.これは,地下地質解析と詳細な層相を考慮した三次元地下水流動モデルによる数値 解析の結果,中粒砂層Ⅰの下部に挟在する泥質層が原因であると推定された.

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