(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩盤の地表に交差する方向の所定範囲、及び、前記岩盤の地表に沿った方向の所定範囲に基づいた複数個箇所の自然電位を順次計測し、前記自然電位が変化した際に、前記岩盤の状態が、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることを把握し、
前記自然電位の計測に応じて地下水の酸化還元電位、水素イオン濃度指数（ｐＨ）を計測し、前記酸化還元電位の計測結果、前記ｐＨの計測結果に基づいて、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることを把握し、
前記自然電位の計測に応じて岩盤のゼータ電位を計測し、前記ゼータ電位の計測結果に基づいて、岩盤の状態が、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることを把握する
ことを特徴とする岩盤の酸化還元状況の評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載の岩盤の酸化還元状況の評価方法において、
前記自然電位が変化した際に、
変化部位の地下水の溶存酸素を計測し、前記溶存酸素の計測結果を、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることの把握結果に反映させる
ことを特徴とする岩盤の酸化還元状況の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理的な探査により岩盤の酸化還元状況を評価する評価方法に関し、特に、酸化帯と還元帯の境界を評価する際に適用して好適である。
【背景技術】
【０００３】
放射性廃棄物の地層処分においては、核種の移動を遅延させるため、岩盤の透水性が低い場所が好ましい。このため、地下水の流れを考慮して核種等の放出を低減するための技術が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。このため、地下水の下流側に放射性廃棄物を配置することで、人工バリアによる核種の移行を抑制して核種等の放出を抑制することができる。
【０００４】
一方、地下層では、岩石、地下水、微生物等の相互作用により、通常は還元状態に保たれている。また、地表から流入する酸素が岩石等と反応すると、徐々に酸化状態に変化する。放射性廃棄物を処分した場合、岩盤の酸化還元環境は、廃棄物に含まれる金属の腐食特性、核種のバリアへの吸着特性に影響する。このため、核種等の放出を積極的に低減することに加え、地下の岩盤の酸化還元環境を評価することが重要である。
【０００５】
放射性廃棄物の地層処分をはじめとした地下深部の酸化還元環境に対しては、酸化還元環境の評価（境界の分布）に加え、還元状態は一様であるか、地下水面と同様に酸化還元環境の境界が変化するか、掘削の影響により酸化状態が変化するか、埋め戻した際に周辺の環境が還元状態に復元するか、地盤の隆起・浸食による酸化還元環境に変化があるか、酸化還元状態が長期的にどのように変化するか、等を把握することが好ましい。
【０００６】
岩盤の酸化還元環境を評価する手法としては、ボーリング孔を利用した採水やコア試料の採取を行い、採水した水や採取した試料を実験室で分析する手法が用いられている。しかし、この手法では点の情報が得られるにとどまり、また、評価したい領域の試料を採取できないこともあり、時間と労力が嵩むにも拘わらず適切な評価を行うことが困難である状況であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２５０６００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、物理的な探査により岩盤の状況を適切に評価することができる岩盤の酸化還元状況の評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための請求項１に係る本発明の岩盤の酸化還元状況の評価方法は、岩盤の地表に交差する方向の所定範囲、及び、前記岩盤の地表に沿った方向の所定範囲に基づいた複数箇所の自然電位を順次計測し、前記自然電位が変化した際に、前記岩盤の状態が、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることを把握し、前記自然電位の計測に応じて地下水の酸化還元電位、水素イオン濃度指数（ｐＨ）を計測し、前記酸化還元電位の計測結果、前記ｐＨの計測結果に基づいて、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることを把握し、前記自然電位の計測に応じて岩盤のゼータ電位を計測し、前記ゼータ電位の計測結果に基づいて、岩盤の状態が、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることを把握することを特徴とする。
【００１２】
請求項１に係る本発明では、自然電位が変化した際に、例えば、自然電位が相対的に小さい値に変化した際に、岩盤が、還元帯から酸化帯に変化した部位であることを把握し、自然電位が相対的に大きい値に変化した際に、岩盤の状態が、酸化帯から還元帯に変化した部位であることを把握する。
そして、地下水の酸化還元電位の分布を相関させて、岩盤が、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることを把握することができる。酸化還元電位の計測結果を相関させるため、岩盤の酸化還元状況の分布を適正に評価することが可能になる。
また、地下水のｐＨの分布を相関させて、岩盤が、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることを把握することができる。
また、岩盤のゼータ電位の分布を相関させて、岩盤が、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることを把握することができる。
【００１９】
また、請求項２に係る本発明の岩盤の酸化還元状況の評価方法は、請求項１に記載の岩盤の酸化還元状況の評価方法において、前記自然電位が変化した際に、変化部位の地下水の溶存酸素を計測し、前記溶存酸素の計測結果を、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であることの把握結果に反映させることを特徴とする。
【００２０】
請求項２に係る本発明では、溶存酸素の計測結果を反映させて岩盤の状況を適正に評価することが可能になる。また、電気伝導度の計測結果を反映させて岩盤の状況を評価することもできる。
【００２１】
上記評価方法を実現する計測装置は、岩盤の所定部位に設置される基準電極と、前記岩盤の計測範囲に対して順次移動して移動部位の電圧を測定する測定電極と、前記基準電極で測定された電圧情報、及び、前記測定電極の移動部位のそれぞれで測定された電圧情報が入力され、前記基準電極の位置の電圧情報とそれぞれの前記移動部位の位置の電圧情報からそれぞれの前記移動部位における自然電位を導出する導出手段と、前記自然電位が変化している前記移動部位の位置を、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であると判断する判断手段とを備え、岩盤における酸化還元環境を計測することを特徴とする。
【００２２】
これにより、測定電極を順次移動させて移動部位でそれぞれ電圧を測定し、導出手段により、基準電極で測定された電圧と複数の移動部位で測定された電圧との差である自然電位を求め、判断手段により、求められた自然電位が変化している測定電極での測定位置（移動部位）を、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であると判断する。
【００２３】
このため、大掛かりな手法を用いることなく、物理的な探査の情報に基づいて岩盤における酸化還元環境を計測することが可能になる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の岩盤の酸化還元状況の評価方法は、物理的な探査により岩盤の状況を適切に評価することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例に係る岩盤における酸化還元環境の計測装置の概略構成図である。
【図２】縦掘削坑の深さと自然電位の関係を表すグラフである。
【図３】縦掘削坑の深さ方向における自然電位と水質分布の関係を表すグラフである。
【図４】横掘削坑の距離と自然電位の関係を表すグラフである。
【図５】横掘削坑の距離方向における自然電位と水質分布の関係を表すグラフである。
【図６】酸化還元環境の評価を検証する装置の概略構成図である。
【図７】酸化帯と還元帯の境界を表す坑壁面の説明図である。
【図８】自然電位と水質分布の関係を表すグラフである。
【図９】自然電位とゼータ電位との関係を説明するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の岩盤の酸化還元状況の評価方法は、岩盤の所定範囲の自然電位（電位差：ＳＰ：ｍＶ）を連続的に計測し、自然電位（ＳＰ）が小さくなる側に変化した際に、岩盤の状態が、還元帯から酸化帯に変化した部位であるとし、自然電位（ＳＰ）が大きくなる側に変化した際に、岩盤の状態が、酸化帯から還元帯に変化した部位であるとするものである。
【００２８】
そして、変化部位の地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ：ｍＶ）、水素イオン濃度指数（以下ｐＨと記す）、溶存酸素（ＤＯ：Dissolved Oxygen：ｍｇ/l）を計測し、計測値の過渡部位と自然電位（ＳＰ）が変化した部位を相関させて、岩盤の状態が、変化したことを把握するようにしている。更に、地下水の所定温度に応じた電気伝導度を相関させることもできる。
【００２９】
このため、物理的な自然電位の探査により、酸化帯と還元帯の境界の面の情報を得て岩盤の状況を適正に評価することが可能になり、大掛かりな手法を用いることなく、物理的な探査の情報に基づいて岩盤における酸化還元環境を計測することが可能になる。
【００３０】
図１から図５に基づいて本発明の実施例を具体的に説明する。
【００３１】
図１には本発明の一実施例に係る岩盤における酸化還元環境の計測装置の概略構成を示してある。また、図２には縦掘削坑の深さ方向の自然電位の状況を表すグラフ、図３には縦掘削坑の深さ方向における自然電位に対する水質分布の状況を表すグラフを示してある。更に、図４には横掘削坑の入口からの距離に応じた自然電位の状況を表すグラフ、図５には横掘削坑の入口からの距離に応じた自然電位に対する水質分布の状況を表すグラフを示してある。
【００３２】
図１に示すように、異なる種類の岩石が分布する岩盤１は、岩石、地下水、微生物等の相互作用により還元状態に保たれている還元帯２と、地表から流入する酸素の影響等により酸化状態に変化した酸化帯３とが存在している。本実施例は、還元帯２と酸化帯３の境界面４を自然電位の状況により把握する装置であり、例えば、廃棄物処分場所等の空洞５を建設する場所の評価を行うために適用される。
【００３３】
このため、廃棄物処分場所等の空洞５を建設するに際し、還元帯２と酸化帯３の境界面４の把握が行える。そして、還元帯２と酸化帯３の状況を把握することで、掘削の影響により酸化状態が変化するか、空洞５を埋め戻した際に周辺の環境が還元帯２に復元するか、地盤の隆起・浸食による還元帯２と酸化帯３の環境に変化があるか、地化学状態が長期的にどのように変化するか（酸化帯３が還元帯２に変化するか）、等を検証することができる。
【００３４】
岩盤１の所望の位置には、垂直方向に縦掘削坑７が掘削されている。縦掘削坑７としては、垂直方向のボーリング孔や立坑等が適用される。縦掘削坑７の底部を基端として、水平方向に横掘削坑８が掘削されている。横掘削坑８としては、水平方向のボーリング孔や横坑等が適用される。
【００３５】
図１の例では、縦掘削坑７の上部部分が酸化帯３で下部部分が還元帯２となり、横掘削坑８の入口寄り（基端寄り）が還元帯２で奥側が酸化帯３となっている。つまり、図に示した岩盤１は、縦掘削坑７の途中部から横掘削坑８の途中部にかけて還元帯２と酸化帯３の境界面４が存在している例となっている。
【００３６】
縦掘削坑７の入口部位の壁面には基準電極として縦基準電極１１が固定され、縦基準電極１１により縦掘削坑７の入口部位の電圧が測定される。また、縦掘削坑７の深さ方向に対して所定間隔の位置の電圧が測定電極としての縦測定電極１２で順次測定される。
【００３７】
即ち、縦測定電極１２により、移動部位１２ａの位置から移動部位１２ｇの位置までの部位の電圧が測定される。縦基準電極１１により入口部位で測定された電圧の情報、及び、縦測定電極１２によりそれぞれの移動部位（１２ａの位置から１２ｇの位置）で測定された電圧の情報は、導出手段としての中央制御装置１３に送られてデータが管理されている。
【００３８】
中央制御装置１３では、縦基準電極１１により測定された電圧情報、及び、移動部位１２ａの位置から移動部位１２ｇの位置のそれぞれで縦測定電極１２により測定された電圧情報に基づいて、移動部位１２ａの位置から移動部位１２ｇの位置のそれぞれの部位での、基準位置との間の電圧差である自然電位が導出される（導出手段）。つまり、縦掘削坑７の深さ方向の岩盤１の自然電位の分布が導出される。
【００３９】
一方、横掘削坑８の入口部位の壁面には基準電極として横基準電極１５が固定され、横基準電極１５により横掘削坑８の入口部位の電圧が測定される。また、横掘削坑８の奥側に向かう方向（距離方向）に対して所定間隔の位置の電圧が測定電極としての横測定電極１６で順次測定される。
【００４０】
即ち、横測定電極１６により、移動部位１６ａの位置から移動部位１６ｊの位置までの部位の電圧が測定される。横基準電極１５により入口部位で測定された電圧の情報、及び、横測定電極１６によりそれぞれの移動部位（１６ａの位置から１６ｊの位置）で測定された電圧の情報は、導出手段としての中央制御装置１３に送られてデータが管理されている。
【００４１】
中央制御装置１３では、横基準電極１５により測定された電圧情報、及び、移動部位１６ａの位置から移動部位１６ｊの位置のそれぞれで横測定電極１６により測定された電圧情報に基づいて、移動部位１６ａの位置から移動部位１６ｊの位置のそれぞれの部位での、基準位置との間の電圧差である自然電位（ＳＰ）が導出される（導出手段）。つまり、横掘削坑８の距離方向の岩盤１の自然電位（ＳＰ）の分布が導出される。
【００４２】
更に、中央制御装置１３では、縦掘削坑７の深さ方向の岩盤１の自然電位（ＳＰ）の分布に基づいて、自然電位（ＳＰ）が変化している移動部位（１２ａ〜１２ｇ）の位置を、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であると判断する（判断手段）。また、中央制御装置１３では、横掘削坑８の距離方向の岩盤１の自然電位（ＳＰ）の分布に基づいて、自然電位（ＳＰ）が変化している移動部位（１６ａ〜１６ｊ）の位置を、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化した部位であると判断する（判断手段）。
【００４３】
例えば、図１に示した岩盤１の縦掘削坑７における還元帯２と酸化帯３の境界面４の位置は、移動部位１２ｄの位置に存在している。
【００４４】
この場合、縦掘削坑７の深さ方向の岩盤１の自然電位（ＳＰ）は、図２に示すように、移動部位１２ａから移動部位１２ｃまでは酸化帯３にあるため相対的に低い側の値で推移し、移動部位１２ｄでゼロからプラス側に向かって変化し、移動部位１２ｇまで還元帯２になるため、変化後の値で推移する。
【００４５】
縦掘削坑７の深さ方向の岩盤１の移動部位１２ａから移動部位１２ｇのそれぞれの位置での自然電位（ＳＰ）の変化（相対的な変化）を求めることで、縦掘削坑７の深さ方向の自然電位（ＳＰ）の分布を把握することができる。自然電位（ＳＰ）の分布を把握し、自然電位（ＳＰ）が変化した部位が移動部位１２ｄの部位であることを確認することで、変化した部位（移動部位１２ｄ）が、酸化帯３から還元帯２に変化する境界面４の部位であると判断できる。
【００４６】
自然電位（ＳＰ）の計測に応じ、地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）が計測される。地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）は、還元帯２では酸化帯３に比べて低い値を示すため、縦掘削坑７の深さ方向の岩盤１の移動部位１２ｄが境界面４の部位であれば、図３（ｃ）に示すように、移動部位１２ａから移動部位１２ｃの地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）に対し、移動部位１２ｄで地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）の値が低くなる傾向に変化する。
【００４７】
これにより、地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）の計測結果を相関させて、移動部位１２ｄが境界面４の部位であることを把握することができる。酸化還元電位（ＯＲＰ）を相関させることで、周囲の岩盤の岩の種類に拘わらず還元帯２と酸化帯３の境界面４を適正に評価することが可能になる。
【００４８】
また、自然電位（ＳＰ）の計測に応じ、地下水のｐＨが計測される。地下水のｐＨは、還元帯２では酸化帯３に比べて高い値を示すため、自然電位の変化と同じ傾向で変化する。このため、縦掘削坑７の深さ方向の岩盤１の移動部位１２ｄが境界面４の部位であれば、図３（ｂ）に示すように、移動部位１２ａから移動部位１２ｃの地下水のｐＨに対し、移動部位１２ｄで地下水のｐＨの値が高くなる傾向に変化する。
【００４９】
これにより、地下水のｐＨの計測結果を相関させて、縦掘削坑７の移動部位１２ｄが境界面４の部位であることを把握することができる。ｐＨを相関させることで、酸化還元環境の状況や分布を正確に評価することが可能になる。
【００５０】
また、自然電位（ＳＰ）の計測に応じ、地下水の溶存酸素（ＤＯ）が計測される。地下水の溶存酸素（ＤＯ）は、還元帯２では酸化帯３に比べて低い値を示すため、縦掘削坑７の深さ方向の岩盤１の移動部位１２ｄが境界面４の部位であれば、図３（ｄ）に示すように、移動部位１２ａから移動部位１２ｃの地下水の溶存酸素（ＤＯ）に対し、移動部位１２ｄで地下水の溶存酸素（ＤＯ）の値が低くなる傾向に変化する。
【００５１】
これにより、地下水の溶存酸素（ＤＯ）の計測結果を相関させて、移動部位１２ｄが境界面４の部位であることを把握することができる。溶存酸素（ＤＯ）を相関させることで、酸化還元環境の状況や分布を正確に評価することが可能になる。
【００５２】
また、横掘削坑８の距離方向の岩盤１の自然電位（ＳＰ）は、図４に示すように、移動部位１６ａから移動部位１６ｆまでは還元帯２にあるため、相対的に高い値で推移し、移動部位１６ｇでマイナス側に向かって変化し、移動部位１６ｊまで酸化帯３になるため、変化後の値で推移する。
【００５３】
横掘削坑８の距離方向の岩盤１の移動部位１６ａから移動部位１６ｊのそれぞれの位置での自然電位（ＳＰ）の変化（相対的な変化）を求めることで、横掘削坑８の距離方向の自然電位の分布を把握することができる。自然電位（ＳＰ）の分布を把握し、自然電位（ＳＰ）が変化した部位が移動部位１６ｇの部位であることを確認することで、変化した部位（移動部位１６ｇ）が、還元帯２から酸化帯３に変化する境界面４の部位であると判断できる。
【００５４】
縦掘削坑７の場合と同様に、自然電位の計測に応じ、地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）が計測される。地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）は、酸化帯３では還元帯２比べて高い値を示すため、横掘削坑８の距離方向の岩盤１の移動部位１６ｇが境界面４の部位であれば、図５（ｃ）に示すように、移動部位１６ａから移動部位１６ｆの地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）に対し、移動部位１６ｇで地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）の値が高くなる傾向に変化する。
【００５５】
これにより、地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）の計測結果を相関させて、移動部位１６ｇが境界面４の部位であることを把握することができる。酸化還元電位（ＯＲＰ）を相関させることで、周囲の岩盤の岩の種類に拘わらず還元帯２と酸化帯３の境界面４を適正に評価することが可能になる。
【００５６】
また、縦掘削坑７の場合と同様に、自然電位（ＳＰ）の計測に応じ、地下水のｐＨが計測される。地下水のｐＨは、酸化帯３では還元帯２に比べて低い値を示すため、自然電位の変化と同じ傾向で変化する。このため、横掘削坑８の距離方向の岩盤１の移動部位１６ｇが境界面４の部位であれば、図５（ｂ）に示すように、移動部位１６ａから移動部位１６ｆの地下水のｐＨに対し、移動部位１６ｇで地下水のｐＨの値が低くなる傾向に変化する。
【００５７】
これにより、地下水のｐＨの計測結果を相関させて、横掘削坑８の移動部位１６ｇが境界面４の部位であることを把握することができる。ｐＨを相関させることで、酸化還元環境の状況や分布を正確に評価することが可能になる。
【００５８】
また、縦掘削坑７の場合と同様に、自然電位（ＳＰ）の計測に応じ、地下水の溶存酸素（ＤＯ）が計測される。地下水の溶存酸素（ＤＯ）は、酸化帯３では還元帯２に比べて高い値を示すため、横掘削坑８の距離方向の岩盤１の移動部位１６ｇが境界面４の部位であれば、図５（ｄ）に示すように、移動部位１６ａから移動部位１６ｆの地下水の溶存酸素（ＤＯ）に対し、移動部位１６ｇで地下水の溶存酸素（ＤＯ）の値が高くなる傾向に変化する。
【００５９】
これにより、地下水の溶存酸素（ＤＯ）の計測結果を相関させて、移動部位１６ｇが境界面４の部位であることを把握することができる。溶存酸素（ＤＯ）を相関させることで、酸化還元環境の状況や分布を正確に評価することが可能になる。
【００６０】
縦掘削坑７または横掘削坑８の自然電位（ＳＰ）の分布、もしくは、縦掘削坑７及び横掘削坑８の自然電位（ＳＰ）の分布を把握することで、還元帯２と酸化帯３の境界面４の位置を的確に判断することができる。これにより、図１に示すように、例えば、廃棄物処分場所等の空洞５を還元帯２の部位に確実に建設することが可能になる。
【００６１】
また、還元帯２と酸化帯３の境界面４の把握が行えるので、空洞５を掘削したことにより酸化状態が変化するか、空洞５を埋め戻した際に周辺の環境が還元帯２に復元するか、地盤の隆起・浸食による還元帯２と酸化帯３の環境に変化があるか、地化学状態が長期的にどのように変化するか（酸化帯３が還元帯２に変化するか）、等を検証することができる。
【００６２】
複数本の縦掘削坑７や横掘削坑８を岩盤１の任意の位置に設けることで、必要範囲の境界面４の位置を３次元の状態で的確に把握することが可能になる。
【００６３】
図６から図１０に基づいて還元帯と酸化帯の実際の境界面と自然電位との関係を検証した状況を説明する。
【００６４】
図６には予め境界面を横切る部位が把握されている試験坑の状況、図７には酸化帯と還元帯の境界が現れている部位の坑壁面の状況、図８には試験坑における自然電位の分布と水質分布の関係、図９には自然電位とゼータ電位との関係を示してある。
【００６５】
図６に示すように、試験岩盤２１は還元帯２２と酸化帯２３の境界面２４が把握されている。試験岩盤２１には試験坑２５が形成され、試験坑２５は、入口からＸ（ｍ）の部位に境界面２４が横切っている。
【００６６】
つまり、図７に示すように、境界面２４が横切っている箇所の坑壁面には、岩石の色が上から下に向かって変化する（例えば、褐色から灰色に変化する）境界線２６が現れている。境界線２６を挟んで上側が酸化帯２３（例えば、褐色）であることが示され、境界線２６を挟んで下側が還元帯２２（例えば、灰色）であることが示されている。
【００６７】
試験坑２５の入口部位の壁面には基準電極３１が固定され、基準電極３１により試験坑２５の入口部位の電圧が測定される。試験坑２５の奥行き方向（距離方向）に対して所定間隔の位置の電圧が測定電極３２で順次測定される。基準電極３１により測定された電圧情報、及び、測定電極３２で順次測定された電圧情報に基づいて、試験坑２５の距離方向の試験岩盤２１の自然電位の分布が求められる。
【００６８】
図８（ａ）に示すように、入口からＸ（ｍ）の部位に境界面２４に向かって自然電位（ＳＰ）の急激な減少が見られ、その後、Ｘ（ｍ）の部位を越えて酸化帯２３に入ると自然電位の変化がほとんど見られない。これにより、境界面２４が存在する部位で、自然電位が変化することが判る。
【００６９】
自然電位（ＳＰ）の計測に応じ、地下水のｐＨが計測される。図８（ｂ）に示すように、酸化帯２３では還元帯２２に比べてｐＨが低い値を示すため、入口からＸ（ｍ）の部位で地下水のｐＨの値が徐々に低下している。これにより、境界面２４が存在する部位で、ｐＨの値が変化することが判る。
【００７０】
自然電位（ＳＰ）の計測に応じ、地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）が計測される。図８（ｃ）に示すように、酸化帯２３では還元帯２２に比べて酸化還元電位（ＯＲＰ）が高い値を示すため、入口からＸ（ｍ）の部位で地下水の酸化還元電位（ＯＲＰ）が大きくなっている。これにより、境界面２４が存在する部位で、酸化還元電位（ＯＲＰ）の値が変化することが判る。
【００７１】
自然電位（ＳＰ）の計測に応じ、地下水の溶存酸素（ＤＯ）が計測される。図８（ｄ）に示すように、酸化帯２３では還元帯２２に比べて溶存酸素（ＤＯ）が高い値を示すため、入口からＸ（ｍ）の部位で地下水の溶存酸素（ＤＯ）が高くなっている。これにより、境界面２４が存在する部位で、溶存酸素（ＤＯ）の値が変化することが判る。
【００７２】
自然電位（ＳＰ）の計測に応じ、地下水の電気伝導度（ＥＣ）を計測した場合、入口からＸ（ｍ）の部位で電気伝導度（ＥＣ）の値が低下していることが確認されている。また、自然電位（ＳＰ）の計測に応じ、地下水の温度を計測した場合、入口からＸ（ｍ）の部位に向かって温度が徐々に低下していることが確認されている。
【００７３】
実際に境界線２６が現れている入口からＸ（ｍ）の部位の自然電位（ＳＰ）が変化している。このことから、自然電位（ＳＰ）が変化した部位を把握することにより、岩盤の状態が、酸化帯もしくは還元帯から、還元帯もしくは酸化帯に変化している部位（境界面）を把握できることが確認された。
【００７４】
また、実際に境界線２６が現れている入口からＸ（ｍ）の部位の地下水のｐＨ、酸化還元電位（ＯＲＰ）、溶存酸素（ＤＯ）、ＥＣ、温度が変化している。このことから、地下水のｐＨ、酸化還元電位（ＯＲＰ）、溶存酸素（ＤＯ）、ＥＣ、温度と、自然電位ＳＰ（ｍＶ）の変化を相関させることで、還元帯と酸化帯の境界面を的確に把握できることが確認された。
【００７５】
ところで、自然電位（ＳＰ）は、流体の流動に伴い界面導電現象と呼ばれる現象により発生する電位差に起因することが知られている。流動電位に起因した自然電位（ＳＰ）が生じている環境下において、自然電位（ＳＰ）（流動電位）を決定付けるパラメータの一つが岩盤のゼータ電位である。
【００７６】
つまり、図９に示すように、入口からＸ（ｍ）の部位に境界面２４に向かって自然電位（ＳＰ）の急激な減少が見られた領域で、岩盤のゼータ電位の値が上昇していることが確認されている。このため、岩盤のゼータ電位の変化と自然電位の変化が相関していることが判る。
【００７７】
そして、岩盤のゼータ電位の変化により地下水のｐＨの値が変化していくことが知られているため、地下水のｐＨの変化が自然電位（ＳＰ）（流動電位）の変化に相関することが判る。従って、岩盤のゼータ電位の変化に相関し、岩盤のゼータ電位の結果に関連付けられた地下水のｐＨと、自然電位（ＳＰ）とを測定することにより、酸化還元環境の状況や分布を的確に把握できることが判る。
【００７８】
上述した岩盤の評価方法は、物理的な探査により岩盤の状況を適切に評価することが可能になり、大掛かりな手法を用いることなく、物理的な探査の情報に基づいて岩盤における酸化還元環境を計測することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、岩盤の酸化還元状況の評価方法の産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  岩盤
２、２２  還元帯
３、２３  酸化帯
４、２４  境界面
５  空洞
７  縦掘削坑
８  横掘削坑
１１  縦基準電極
１２  縦測定電極
１３  中央制御装置
１５  横基準電極
１６  横測定電極
２１  試験岩盤
２５  試験坑
２６  境界線
３１  基準電極
３２  測定電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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