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技術研究所

地下水の流動と汚染の解析技術

技術概要

ダム、トンネル、都市部での掘削工事においては、地形・地質・亀裂状況を考慮して地下水の動きや湧水対策を検討することが必要となります。また、土壌・地下水の汚染対策においては、地質状況に応じて最適な方法を選定、設計を行うことが重要となります。
ハザマでは、これまでに地下水の流動状況を解析し、対策を検討したり、将来を予測するための解析プログラムを開発し、多くの現場、受託研究に適用しています。また、地下水汚染における揚水工法、遮水壁工法の検討に、汚染の移流拡散解析プログラムを適用し、効果を上げています。

保有プログラム

自社開発および公開あるいは市販されているMODFLOW, Dtransu3D-EL, ASTEA-SEEPAGE3D,TOUGHREACT 等の主な解析プログラムと利用ノウハウを保有しています。

保有プログラム概要

プログラム名 概要

HZSEEP

自社開発プログラム。多孔質地盤および亀裂性岩盤を対象とした3次元飽和不飽和地下水流動解析が可能。

MODFLOW

米国地質調査所で開発された広域の地下水流動および3次元地下水汚染移流拡散解析プログラム。

TOUGHREACT

米国ローレンスバークレイ研究所で開発された、地下水溶存成分の岩石や土壌との化学反応を考慮した2相流の移流拡散解析プログラム。

Dtransu3D-EL

岡山大学 西垣教授らにより開発された密度流を扱うことのできる3次元移流拡散解析プログラム。

ASTEA-SEEPAGE3D

有限要素法の飽和・不飽和3次元地下水流動解析プログラムで、亀裂性岩盤に対してはスメアド要素で対応することができる(計算力学研究センター)。

適用事例

土木分野の影響予測、対策検討

①ダム湛水による周辺地下水変動予測シミュレーション
ダムの湛水時の地下水流動経路を3次元モデルを作成して予測した事例です。水質の調査と併せて、地下水の流動を評価し、想定外の流動経路や漏水がないかを検討しました。特定の水みちが存在する場合には、トレーサ試験を合わせて実施することで、より詳細な評価が可能となります。

アーチダム周辺の圧力分布の解析結果例

ダム周辺岩盤の地下水流動ベクトルと地下水面

②トンネル掘削時の周辺地下水低下等の影響評価
トンネル工事に対しては、掘削による周辺の自然環境への影響、特に地下水位の低下、溜池や河川の水枯れなどの可能性を検討し、必要に応じて対策を検討することが可能です。

トンネル工事での地下水位への影響の予測イメージ

土壌地下水汚染の影響予測、対策検討

汚染した土壌、地下水を浄化し、周辺への拡散を防ぐための最適な対策をMODFLOW等の解析プログラムを用いて検討することが可能です。調査で得られた汚染分布に対して、揚水井戸、遮水壁の様々な配置、揚水量、組み合わせをモデルに設定、解析して、結果を比較することで、最適な解決策を立案することができます。

汚染に対して対策なしの場合と揚水井戸と遮水壁を設置した場合の比較

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