全地連「技術フォーラム 2022」那覇【45】

地下海水調査における試験井戸孔内の鉛直塩分変化特性
東北ボーリング㈱

〇

葛巻

圭吾

菊地

真

4. 鉛直塩分測定結果

1. はじめに
近年、水産資源の減少による漁業生産量の低下とマイ

鉛直塩分測定は揚水前後に行い、本調査では 2 月及びクロプラスチック等による海洋汚染等が問題となってい3 月に各 1 回ずつ実施した。測定結果を図-3～図-5 に示る。その解決策の一つとして陸上養殖が日本各地で計画す。

され、成果を上げている。陸上養殖は漁業生産量の管理

2 月・3 月ともに、揚水終了後に著しく塩分が低下してが可能で、海洋汚染の影響を受けない点で今後ニーズがいる。揚水中の塩分変化は 2 月が 0.92%～0.98%、3 月が増す分野である。陸上養殖で使用する海水取水方法の一

0.93%～1.00%であり、揚水による塩分低下が揚水開始直つである海水井戸のニーズも増加している。

後から発生していることがわかる。

海水井戸は主として沿岸部の地下海水を取水し、陸上養殖施設へと供給する取水方法である。しかしながら、沿岸部の地下海水は陸域からの淡水と海域からの海水が混在している。その分布は、地形・地質及び護岸構造物
等の影響を受け、試験井戸による海水取水の可能性調査が重要になってくる。本報では、試験井戸で測定した塩
分変化、特に鉛直塩分変化特性の事例を紹介する。

2. 測定方法
鉛直塩分測定は、ポータブル電気伝導率計(図-1)を用いて地下水以深より、深度 0.5m 毎に塩分・電気伝導率・水温を測定した。測定は揚水試験実施前後に行った。

図-3 鉛直塩分測定結果(2 月)

図-1 ポータブル電気伝導率計

3. 試験井戸仕様
試験井戸仕様を図-2 に示す。ストレーナ位置は地下水
位以深の鉛直塩分変化を測定するため、G.L-2.5m～-

図-4 鉛直塩分測定結果(3 月)

23.5m とした。

図-5 揚水中の孔内水の塩分変化

5. 地質区分と鉛直塩分分布変化特性
本調査では、砂質土主体の海浜堆積物とその上位の浚渫土砂からなる埋土を確認した。深度 23.4m 以深は新第三紀の泥岩からなり、本調査での不透水層とした。海浜
堆積物は粒径の異なる砂質土と礫及びシルト等を含んで
図-2 試験井戸仕様図

いる(図-6)。なお、自然水位は調査期間中、G.L-2.24m～-2.80m 間で変動している。

全地連「技術フォーラム 2022」那覇
6. 考察(1）地形の影響
調査地の背後は「那珂台地」が分布し、南西部には那珂川の河口が分布している。また、調査地はかつては海域であり、浚渫土砂等による埋土造成がなされている。
背後に分布する台地は、擁壁に湧水の形跡があるほか、部分的に植生も認められる。このことより、台地由来の淡水が流入し、揚水後の試験井戸内の顕著な塩分低下を引き起こした可能性がある。

図-8 調査地付近地形図 1)(2）揚水の影響
揚水量 27.0 ℓ/min～33.0ℓ/min で、連続 3 時間の揚水
図-6 ボーリングコア写真を行った。2 月・3 月ともに揚水後に、揚水後に塩水域が著しく低下している(図-2・図-3)。2 月の揚水の 1 ヶ月

ボーリングコア観察結果と、鉛直塩分測定結果を対比した結果を図-7 に示す。

後に測定した 3 月の揚水前では 2 月の揚水前程度に回復している。このことから、揚水によって試験井戸内の塩水・淡水のバランス変化が起こったといえる。

7. おわりに沿岸部での地下水は、海水と淡水のバランスにより塩分が大きく変化する。本報で示した事例では、揚水により塩分の低下が認められたが、一方揚水による塩水化が問題となる事例もある。海水を対象としたさく井工事ででは、塩分が目的に達しない場合のリスクが大きい。
本報では鉛直塩分変化について述べたが、平面方向は地形、背後地の地下水涵養量、護岸構造物等による海水取水への影響が大きく、小孔径での試験井戸による調査
はリスク回避の面で有効である。コア採取が容易である
事、試験費用がさく井工事と比較し大幅に少ない事で複数箇所の調査が実施可能である。また、コア採取を行う
事で丁寧な地層区分を行い、ストレーナ区間の検討に生
図-7 コア観察結果と鉛直塩分変化の対比図

かすことができる。

地層変化と揚水による鉛直塩分変化は調和的である。

ただし、小孔径試験井戸では十分な揚水が行えない場

同一地層内においても、細粒分の多い砂質土や粘性土の合もあり、小孔径用の水中ポンプの適用が課題である。

挟在が揚水による鉛直塩分の顕著な変化の引き金となる場合もあることがわかる。

《引用・参考文献》
1) 「地理院地図 国土地理院 http://maps/gsi.go.jp」より一部抜粋加筆(確認日：2022 年 6 月 28 日)

全地連「技術フォーラム 2022」那覇【46】

沖縄県伊良部島の地下水面および淡水レンズ形状㈱エイト日本技術開発〇トン

リミン，渡辺俊一，風見

宮古島市水道部健太郎，齋藤晴紀

兼島 方昭，上地 琢也

1. はじめに伊良部島は沖縄県宮古島市に属し、宮古島の北西約5km に位置する。面積は約 29km2、地形は全体に平坦で最高点は標高 89m（島南東部）の楕円形の島である。
地質は第四紀更新世の琉球層群琉球石灰岩とその下位の新第三紀鮮新世～第四紀更新世の島尻層群砂岩及び泥岩からなる 1）。伊良部島では不透水性基盤である島尻層

図-1 A-A’断面の地層断面図（縦横比10：1）

群のほとんどが海水準以下に分布しているため、琉球石
灰岩中に淡水レンズが形成されている。
伊良部島では 2015 年までこの淡水レンズの地下水を水道水源として利用していた経緯があり（現在は宮古島から送水されている）、また近年では、観光客の増加に伴う水需要増や災害時の予備的水源確保の観点から、改めて伊良部島内での水源の必要性が検討されている 2）。
本稿は 2018 年度～2021 年度に宮古島市から発注された「地下水保全調査業務 3）」における伊良部島の不透水性基盤上面形状、地下水面形状、淡水レンズ形状などに関する調査結果を報告するものである。
図-2 不透水性基盤上面コンター図

2. 調査方法
本調査では、不透水性基盤上面形状を把握するため、ボーリング調査（20 地点）、および伊良部島のような単
純な 2 層構造の地質に有効とされる垂直電気探査（12 地点）を行った。また、地下水面形状を把握するため、月
1 回の手測り地下水位観測をボーリング観測孔（最大 21箇所）、旧水源井戸（10 箇所）で行った。さらに、淡水レンズ形状を把握するため、地下水位観測と同地点で使用した地下水の電気伝導率深度別測定を行った。

(2) 地下水面形状
図-3 は高水位期と低水位期の地下水位コンター図である。地下水面形状は、低水位期は 2022 年 2 月の地下水
位コンターのように、島の東寄り（断層西側）の範囲で地下水位が最も高く、一方で、高水位期は 2020 年 11 月のように、島の東寄り（断層西側）から島の中央部まで広がっていた。
一般に海水準以下まで琉球石灰岩から成る島では、地下水位は島中央部で最も高くなることが多いが、伊良部

3. 調査結果(1) 不透水性基盤上面形状

島では時期によって地下水面の高まりの範囲が異なっていることが明らかになった。

図-1 は伊良部島の東西方向の地質断面図である。サンゴ石灰岩や石灰藻球石灰岩の互層から成る琉球石灰岩の

H30-I-I

下位に不透水性基盤である島尻層群（砂岩優勢）が分布する。不透水性基盤上面は、東から西に水平距離約 1000m
に対して約 10m～15m の低下で、緩く傾斜している。また、伊良部島東部には南北方向に延びる正断層があり、図-1 では断層東側の地質が約 20m 下にずれている。
図-2 は不透水性基盤上面コンター図である。不透水性
基盤標高は、島東部の断層沿い(断層西側)で高くなっており、ボーリング調査 R2-I-2 と垂直電気探査 H31-IE-7の 2 地点では標高 0m 以上（海水準以上）であった。
図-3 地下水位コンター図（2020年11月：高水位期、2022年2月：低水位期）

全地連「技術フォーラム 2022」那覇(3) 淡水レンズ形状

び淡水レンズ（100mS/m 未満）の 3 次元モデルである。

図-4 に地下水の電気伝導率鉛直分布のうち、下部に塩琉球石灰岩の有効間隙率を 10％とすると、このモデルか水が確認された R2-I-1 地点と、琉球石灰岩中に塩淡境ら伊良部島の淡水地下水量（100mS/m 未満）は 1,069 万界が存在しない H30—I-1 地点の結果を示す。

m3 と推定された。また、このうち琉球石灰岩中の地下水

R2-I-1 では電気伝導率は標高-13.82m までは 100mS/m
未満であったが、標高-14.82m 以深では電気伝導率の上が淡水である範囲における淡水地下水量（100mS/m 未満）
は 87 万 m3 と推定された。

昇が見られ、標高-20.82m 以深は約 4800mS/m でほぼ一定

琉球石灰岩中の地下水が淡水である範囲であった。一方、島東寄り（断層西側）に位置する H30—
I-1 では不透水性基盤上面の標高が高いため、琉球石灰
岩中の電気伝導率は全深度で 100mS/m 以下であり、琉球石灰岩中に塩淡境界は見られない結果であった。

琉球石灰岩
（不飽和）
淡水レンズ

（琉球石灰岩 100mS/m 未満）

3545

電気伝導率（mS/m）1000 2000 3000 4000 5000

R2-I-1（塩水化）
100ms/m 未満
100ms/m 以上

0

18

30

琉球石灰岩
（100mS/m 以上）

1000 2000 3000 4000 5000

H30-I-1（非塩水化）

30

13

35

8

40

3

45

15

50

10

55

5

60

0

100ms/m 未満

25
島尻層群

20

※鉛直 20 倍表示

-2

55

-7

60

-12

65

-17

70

-22

70

-10

-27

75

-15

調査の結果、塩淡境界位置が琉球石灰岩中ではなくそ

-32

80

-20

の下位の島尻層群中にある箇所が存在することが判明し

75
80

基盤上面標高-29.07m

65

基盤上面標高-8.10m

標高(m)

50

標高(m)

深度（GL.- m）

40

電気伝導率（mS/m）

深度（GL.- m）

0

30

-5

図-4 地下水の電気伝導率鉛直分布（2021年11月測定）
図-5 は淡水レンズ下端（100mS/m）標高コンター図である。ここでは水道水源利用を前提に、塩化物イオン濃度 の 水 道 水 質 基 準 200mg/L に 相 当 す る 電 気 伝 導 率
100mS/m を淡水レンズ下端として作成した（伊良部島の淡水の一般値は約 50mS/m～70mS/m）。
淡水レンズ下端の標高が最も低い範囲は伊良部島中央部の R2-I-1 付近で、標高約-14m であった。また、島の東寄り（断層西側）では不透水性基盤上面標高が高いため、H30—I-1 のように琉球石灰岩中の地下水が淡水である範囲（図-5 中の水色範囲）が確認され、その範囲の面
積は 1.60km2 と推定された。

図-6 伊良部島の地質および淡水レンズ（100mS/m 未満）の3次元モデル（島南側非表示）

4. 考察

た。塩淡境界位置が透水性の低い島尻層群中にあること
は、揚水等に伴う水位変動で塩淡境界位置が動きにくいことを意味する。従って、伊良部島の地下水利用においては、淡水レンズが厚い島中央部に加え、琉球石灰岩の中の地下水がすべて淡水である島東部の地下水利用が有効であると考えられる。
また、低水位期には地下水面の高まりが島の東寄りに位置していた理由として、低水位期は、断層沿いの不透
水性基盤の高まりによって、地下水の断層東側への流れが遮断されている可能性が考えられる（図-7）。地下水が東側の海と繋がっていない場合、地下水揚水時における塩水化リスクが減ることになるため、今後の追加調査に
より断層沿いの不透水性基盤上面形状を詳細に把握することが重要である。
旧7号井戸
高水位期の地下水面
旧7号井戸付近が高い

R2-I-5
低水位期の地下水面
R2-I-5付近が高い

水位変動幅
が小さい

水位変動幅
が大きい

地下水流れ

地下水流れなしの可能性あり海水準 標高0ｍ

地下水流れ
琉球石灰岩
島尻層群
不透水性基盤上面境界

断層

図-7 高水位期及び低水位期の地下水流れの模式図

図-5 淡水レンズ下端（100mS/m）標高コンター図（2021年11月）(4) 淡水地下水量の推定
図-6 は図-2、3、5 を基に作成した伊良部島の地質およ《引用・参考文献》
1) 矢崎清貫：伊良部島地域の地質，p.9，1978
2) 宮古島市：第4次宮古島市地下水利用基本計画，p.62，
2021.63) 宮古島市：令和3年度地下水保全調査業務報告書,pp.1-1～8-8，2022.2

全地連「技術フォーラム 2022」那覇【47】

源泉開発に伴う物理検層の評価と判定
株式会社アーステクノ

1. はじめに
本稿は、ナトリウムー塩化物温泉が多い土地で単純温(2) 泉温掘削予定地予想される泉温を表-1に示す。
表-1 掘削予定地で予想される泉温 １)

泉（無味無臭で刺激の少ない温泉）を湧出させるための
これまでにない検討方法を報告する。主な検討内容は次○若松和幸，住吉武志，山下祐志

泉 温

泉 温

℃

℃

掘削深度

孔底温度

ｍ

℃

（SUS）

（FRP）

した。

900

58

47～54

50～57

① ケーシングは地質・深度に応じた多段掘削とした。

1000

61

49～56

52～59

② 低温水部の確実な遮水を行った。

1100

64

51～58

54～61

に示した。検討結果より、800ｍから1100ｍ間の高温水部
でナトリウムイオン濃度の低い部分から採水する計画と③ 高品質セメントで高耐久性構造とした。

・カッコ内は揚湯管の材質④ 低温水、塩化物泉部の遮水対策を行った。

・地温勾配3.0℃／100m を仮定⑤ 周辺温泉で影響調査を行った。

・周辺の温泉の多くが入る範囲からの予想であり、上表の範囲を外れる事例が少なからずある。

2. 物理探査の概要
鹿児島交通局再開発事業の、温泉掘削工事に先立ち、温泉源の分布状況について、地表からの探査を実施した。
鹿児島市北部地域の地温勾配は4 ℃/100ｍ以上あり、(3) 泉質推定される温泉水の平面的な流動方向の推定を図-2に示す。

温泉温度の分布も50℃以上の分布を示す。既存資料によると鹿児島市内は火山熱水地帯に区分される。そこで、物理探査は鹿児島市の単独の磁気探査だけでなく、2手法（MT 法1点ならびに CSAMT 法5点）を組み合わせた Hybrid
MT 電磁探査を行った。さらに市街地の都市機能の影響を受けない重力探査を20ｍ間隔の全220点で行い、精密な深部地下構造を把握した。

3. 物理探査(1) 基盤岩深度
基盤岩深度分布の推定を図-1に示す。Hybrid MT 電磁探査結果および収集した既存データに基づいて作成しており、図中の枠内が対象地である。

図-2 基盤地質構造と温泉水の平面的な流動方向推定 １)4. 物理検層の評価
井戸崩壊防止の鋼管挿入は、孔内物理検層と掘削状況(掘削切屑・掘進率)から地質状況を推測した検層図に基づいて行った。図-3に検層図(抜粋)を示す。
検層図より、600ｍ以深は、50-150Ω･ｍ程の小刻みな変化が多い低比抵抗層に、350Ω･ｍ程の高比抵抗・低自然放射能層を挟むことが昭基なった。地質は頁岩-砂質頁岩が優勢な砂岩を挟む互層と推測した。750ｍ以深部は、比較的低い塩分濃度と予想した。孔底温度は（61.4℃度≒1104ｍ)であった。
（1） 物理検層測定内容
自然放射能・比抵抗・電導度(青)・孔内温度(赤)図-1 既存資料に基づき再検討した基盤岩深度分布 １)

全地連「技術フォーラム 2022」那覇
ら源泉井の能力を次のように判断した。
① 限界揚湯量

Ｑ＝180.0L/min(≒259.20m3/day)以上② 適正揚湯量

Ｑ＝100.0L/min(≒144.0m3/day)③ 比湧出量Ｑ＝80.0m3/day/m(揚湯量 Q=144.0m3/day ÷ 水位降下量 s=1.8ｍ)

図‐3 検層図（抜粋） ２)（2） 測定結果
基盤の工学的性状は検層結果で大きく4つに区分した。

図-4 揚湯量と水位降下の関係（s-Q 曲線図） ２)① 600ｍ- 671ｍ

塩水化の進んだ温泉脈② 671ｍ- 858ｍ

塩分濃度が若干低い温泉脈段階揚湯試験で設定した適正揚湯量は、温泉帯水層試③ 858ｍ- 912ｍ

高比抵抗・低自然放射能層験を行い適性を評価した。試験の方法は適正揚湯量で24④ 912ｍ-1104ｍ

低比抵抗・高自然放射能層

時間以上揚湯し、動水位及び泉温の測定値が安定してい(3) 貯留層評価

れば、求めた適正揚湯量は源泉に対して適切と判断した。

貯留層の判断は次の点に留意した。

揚湯量 Q=100.0L/min でくみ上げると経過時間が240分を① 比抵抗値が大きく変化する地層境界越えたあたりから水位は安定し、最大水位降下量ｓは② 高比抵抗部で局部的に低比抵抗を示す区間

1.8m となった。水位回復試験開始前（ポンプ停止前）に③ 比抵抗値が高い区間

温泉中分析の検体を採取した。分析結果の概略を下記に④ 自然電位の変化が大きい区間示す。

⑤ 温度変化が大きな区間① 揚湯量

Q＝100L/min⑥ 自然放射能強度変化が大きな区間

② 泉温

50.8℃

⑦ 電導度変化が大きな区間③ 泉質

ナトリウム-塩化物温泉

単純泉湧出のため、600ｍから720ｍまでの電導度の高

（低張性

中性

高温泉）

い部分は除外し、800ｍ以深の全体を貯留層と評価した。

6. おわりに
5. 揚湯量について（1） 目的

本報告の源泉は、湧出量の全国平均が Q=100.0L/min とであること、および水位降下量の全国平均が数100ｍにも

鹿児島県は揚湯量の上限を Q=100L/min、限界揚湯量達することも珍しくないことと比較すると、温泉湧出能の8割以下を適正揚湯量とする指導を行っている。揚湯力が極めて高い源泉である。物理探査は、解析法を工夫

試験は、予備揚湯試験、段階揚湯試験、温泉帯水層試験しナトリウムイオン濃度が低い源泉を目指した。さらに（または一定量連続揚湯試験及び水位回復試験）の順番

ケーシングプログラムにも反映させた。泉温は高温水部で実施した。

泉質だった。しかし、ナトリウムイオン濃度が残り単純（2） 揚湯試験温泉に近い泉質に至らなかった。

段階揚湯量試験での揚湯量と水位降下の関係を図-4にそれでも、泉温及び泉質について、顧客からは「大変示した。この関係は、貯留層の性質や湧出量で異なる。

満足している」と回答を頂いた。この検討に鑑みて今後

本工事は段階揚湯試験を、80,100,120,140,160,180L/minも目指した泉温・泉質に取り組んでゆく。

の6段階で実施した。140L/min までの揚湯では、短い時間で水位が安定した。160,180L/min は前の段階より安定《引用・参考文献》にまでに時間を必要とした。揚湯量と水位降下量の相関

1) 平成30年度 鹿児島交通局再開発事業 温泉掘削調査

関係は、概ね直線となった。揚湯量と水位降下の関係か

2) 令和3年度 鹿児島交通局再開発事業 温泉掘削工事

全地連「技術フォーラム 2022」那覇【48】

電気検層と電気探査による水理特性の把握
日本物理探鑛株式会社〇榊 力廣，宮澤 広季，東 浩太郎

1. はじめに工業用地開発予定地において、工場用井戸を設置する計画がある。井戸設計に際して、帯水層の分布を把握するために、電気検層と電気探査を実施した。

今回は、調査地に遠電極を設けることが困難であるため、ダイポール・ダイポール法電極配置を用いた。図-3に電極配置概要図を示す。電極間隔αは10m とした。

調査内容は、以下のとおりである。
①電気検層：深度180m×4本②電気探査(比抵抗二次元探査)4測線(2) 電気探査

計3,750m

電位電極

電流電極
I
C1

V

P1

C2

P2

図-1に電気検層実施地点および電気探査測線図を示

na

a

す。

a

本稿では電気検層と電気探査、またボーリングの調査結果から調査地での帯水層の分布について考察した。

C1,C2：電流電極
P1,P2：電位電極
I：電流計
V：電圧計
a：電極間隔n：隔離係数

図-3 ダイポール・ダイポール法電極配置概要図
電気探査は、地盤の比抵抗を求める調査である。図-4に各地質の地質・土質と比抵抗との関係図を示す。

図-1 電気検層実施地点および電気探査測線

2. 調査方法(1) 電気検層
本調査では、ゾンデの電極間隔を0.25m・0.50m・1.00mとするノルマル法で実施した。図-2に電気検層の概要図を示す。
図-4 地質・土質と比抵抗との関係 1）

3. 調査結果(1) 電気検層図-5に各孔の電気検層結果を比較した図を示す。No.1と No.2で非常に近い結果が得られ、ボーリング柱状図と比較すると、礫層部は、相対的に高比抵抗値を示し、帯
A,B：電流電極
M,N：電位電極
I：電流計
V：電圧計
図-2 電気検層概要図

水層と想定できる結果(図-5中の青枠)が得られた。また、細粒分を主体とする箇所では低比抵抗を示し、ボーリン
グ結果と相関が認められた。しかし、柱状図では同一層とした層内においても、細粒分含有率の違いにより見掛け比抵抗値が変動する結果も得られた。

全地連「技術フォーラム 2022」那覇
No.１孔No.2 孔

TP(ｍ)

TP(ｍ)

見掛け比抵抗(Ω・ｍ)
TP( ｍ)

見掛け比抵抗(Ω・ｍ)

抗値を示す礫層を確認でき、電気探査の結果でも、TP-2020

20ｍ～TP-80m の区間において比抵抗値100Ω・ｍ～200Ω・

1010ｍの相対的に高比抵抗値を示す箇所が目玉状に分布が見

0

0

-10

-10

-20

-20

-30

-30

に分布していると推定される。しかし、比抵抗値の高い

-40

-40

部分は目玉状に分布し、水平方向に連続性が認められな

-50

-50

-60

-60

い。これは、同一層と考えられる層内でも、水平方向で

-70

-70

は粒径や細粒分の違いにより、比抵抗値に差が生じたも

-80

-80

-90

-90

-100

-100

-110

-110

-120

-120

-130

-130

-140

-140

-150

-150

られ、これらの高比抵抗箇所が同じ帯水層を示すと考えられる。以上の事から、この帯水層が調査地の広い範囲のと推測される。図-7は、電気検層と電気探査の結果に帯水層と想定される範囲を薄赤色の帯で示したものである。
標高 測線 1
(TP)

-160

No.4 孔

TP(ｍ)

TP(ｍ)

-100

-160

10

見掛け比抵抗(Ω・ｍ)
TP( ｍ)

見掛け比抵抗(Ω・ｍ)

-200

20

0

10

測線 2

0

0

-10

-10

-20

-20

-30

-30

-40

-40

-50

-50

-60

-60

-70

-70

-80

-80

-90

-90

北→

0

No.3 孔20

北→ 測線 3500

1050 0

北→

500

測線 4

900

東→

0

-100

-200
0

500

-110

-120

-120

-130

-130

-140

-140

-150

-150

-160

-160

500

800

図-6 各測線の比抵抗断面図
No.1 孔

-100

-110

0

測線 2

50
-100

1000

No.2 孔No.4 孔No.3 孔

0

-50

-100

-150

図-5 各孔の見掛け比抵抗値と柱状図との比較図(2) 電気探査

-200
0

100

300

図-6に4測線での比抵抗断面図を示す。測線1、測線2に

700

900

1000

図-7 帯水層(赤帯)と比抵抗の関係図

おいて、測線位置450m 付近の TP-50ｍ～TP-160に比抵抗値が100Ω･ｍ以上の周囲より比抵抗値の高い箇所が見ら

500
側線位置

5. まとめれた。図-4より砂(帯水)または礫(帯水)であると想定さ今回の調査で得た結果から、調査地全域に繋がった帯れる。また、側線1～3の TP-100～-170m 付近に比抵抗値

水層の分布が想定できた。また、電気検層の点での結果

40(Ω･ｍ)以下の低比抵抗値を示す箇所が目玉状に確認と電気探査の面での結果を比較することにより、帯水層

され、粘性土層と想定された。ボーリング結果と照らしの性状が水平方向に不均一であることが想定でき、調査合わせると、低比抵抗部はボーリング柱状図の No.1孔と地における帯水層の水理特性を把握することができた。

No.2孔ではシルト、礫の互層からなり、No.3孔ではシル

今後は、電気探査の電極間隔を細かくとり、さらに精度ト層に該当した。

の高い比抵抗断面の作成を行うことにより、電気検層結

4. 電気検層と電気探査の結果比較
電気検層と電気探査の二つの調査を実施した結果か

果との一致が期待される。
《引用・参考文献》

ら、以下に調査地の帯水層の分布について考察する。ま1)島優雅,梶間和彦,神谷英樹：建設・防災・環境のためず、電気検層の結果では No.1から No.4の全地点においの新しい電気探査法比抵抗映像法,pp.117,古今書て、TP-20ｍから TP-50ｍ付近に相対的に高い見掛け比抵院,1995.3.

全地連「技術フォーラム 2022」那覇【49】

微動アレー探査を用いた地下水開発(株)日さく

1. はじめに〇小山祥代，堀信雄，長谷川智史

伝播速度の関係を把握することで、地下構造が把握でき

本業務は、稼働中の工場における地下水開発を目的として、物理探査および試掘調査を実施したものである。

る。
(1) 微動アレー探査

既存資料から、調査地においては概ね深度80～100m にお

地表に複数台の地震計を配置した上で、微小な振動をいて基盤岩である花崗岩類が分布すると想定された。調観測し、観測地点直下の平均的な S 波速度構造を求める

査地周辺2km 圏内の既存井戸の地質柱状図を図-1に示ものである。本調査では SPAC 法1)を採用し、円の中心点す。当該敷地が170m×170m 程度であり探査深度と比べ、と円に内接する正三角形の頂点に地震計を配置した。

測線を敷地外に伸ばせないこと、工場や埋設管などの電(2) チェーンアレー探査

気的なノイズ源が多いことから、電気探査の適用は困難

微動アレー探査では、微妙な地下構造を忠実に反映でと判断した。このような施工条件下で実施可能な手法ときるものの、1次元的なものである。2次元的に表現する

して、微動アレー探査およびチェーンアレー探査(二次元ためには、アレーを直線的に繋いでいく必要があり、最微動アレー探査)を実施した。

小3点の正三角形アレーを連続に配置するチェーンアレ
ー探査を実施した。
No.1
半径25m

No.2
半径22m

調査位置

建屋

(想定基盤深度)
花崗岩？

:地震計
凡例

:礫質土

:粘性土

:砂質土

建屋

:花崗岩類

図-1 既存井戸柱状図

100.00m

図-2 微動アレー調査配置図

2. 調査概要

25m

ブロック2

微動アレー探査とは、地震計を三角形に配置し、観測地点直下の S 波速度構造を把握する調査である。
一方、チェーンアレー探査は、三角形の配置を線状に

ブロック3

ブロック1

組み合わせることにより、速度構造の2次元的な分布を把建屋

握することを目的とする調査である。本業務では解析精度を高めるため、微動アレー探査とチェーンアレー探査の両者を組み合わせて実施した(図-2および図-3)。
地表には、人為的な振動や自然に起因する様々な波動

:地震計

建屋

が常時伝播しており、これらのうち震源を特定できない
微小な振動を微動と称している。人為的な微動は、一般
100.00m

的には交通機関や工場の機械の振動に起因し、振動に明瞭な日変化が認められる特徴がある。一方、自然現象に

図-3 チェーンアレー調査配置図

起因する波動は、主に気圧変化に伴う風や波浪等が発生源であり、現象の規模によって振幅は変化している。微3. 結果と解釈

動は実体波や表面波からなり、多くの場合、表面波が優微動アレー探査およびチェーンアレー探査の結果を図勢である。表面波は、地盤を伝わる速さが周波数によっ-4に示す。一般に S 波速度は、未固結層である砂礫層よて変化する性質があり、この特性は地下構造を正確に反りも岩盤である花崗岩の方が高い値を示す。調査地は S映する。この変化のパターンは、地下の S 波速度構造の波速度が深度に伴い速くなり、また、北側から南側へ向違いによって明瞭に異なることから、表面波の周波数とかって高速度帯の出現深度が深くなる傾向を示した。こ全地連「技術フォーラム 2022」那覇のような S 波構造は、図-4に示すように、北側から南側

4. 考察に向かって花崗岩の出現深度が深くなり、砂礫層が厚くなることを示唆するものと想定される。

地下水開発の適地選定においては、帯水層が厚く分布することが必要な条件の一つである。工場周辺の基盤と

No.1

No.2

なる花崗岩の出現深度は、南側で深くなると想定されることから、厚い砂礫層が分布すると期待される敷地南側

No.1
S 波速度 m/s
0

250

500

0 0

No.2
S 波速度 m/s

Distance

750

10000

12.5

25

37.5

50

62.5

75

87.5

100

112.5

125

0

250

500

750

1000

258

549

206

504

建屋

20

南側では花崗岩の上面深度が約深度100～110m と想定されることから、掘削深度は深度120m とした。試掘調査の

343

320

で試掘調査を実施した。既存資料と探査結果より、敷地

結果、当初想定された深度で花崗岩を確認できなかった

496
887

40

312

515

建屋

深度 m

深度 ｍ

ものの、帯水層となる砂礫層が厚く分布することが明ら

483
619

6060

かとなった。一方、相対的に S 波速度が遅い範囲には粘332性土が存在していた。試掘結果と微動アレー探査および

80
763

100

チェーンアレー探査結果との整合性は高いと考えられ

756

543

100.00m

る。

花崗岩??

120
120

757

903

0

Distance

12.5

25

37.5

50

62.5

75

87.5

100

112.5

深度 m

125

0

140

粘性土層

923

160

991

粘土混り砂礫
砂質シルト
20

180
180
740
720
700
680
660
640
620
600
580
560
540
520
500
480
460
440
420
400
380
360
340
320
300
280

砂礫

凡例
位相速度 m/s

740

600

500

400

40

300

粘性土層
図-4 探査結果統合図

砂礫
砂混り礫混り
粘性土

60

軽石混り砂礫砂礫層
2)

文献 によると花崗岩の P 波速度は1500m/s 以上と想80
貝殻混り砂礫
砂礫

定されており2)、岩盤の S 波速度と P 波速度の関係から

100

砂礫粘性土

(図-5)、S 波速度は400～500m/s であると想定される。調120

査地においては、S 波速度400～500m/s 程度が花崗岩の出現する深度60～100m の上面深度と想定し、試掘の計画

花崗岩??

深度とした。
m/sec

6000
図-6 探査結果および試掘結果

Vp
5000

試掘結果
から、花崗
岩の上面
深度はさ
らに下部
であると
想定

5. 今後の展望試掘結果との対比から、微動アレー探査およびチェー
ンアレー探査は、内部層序の検討に当たっては高い精度4000を発揮するものと考えられる。今後も実際の地層と照らし合わせたデータを蓄積し、知見を深めていく必要があ
3000
P 波速度
1500m/s

地山る。電気探査において遠電極を設置することが確保でき

試料

古生層・中性層
深成岩・半深成岩

ない場合や、配管等の存在により電気ノイズが多いことが想定されるサイトにおいて、地下水開発に対する有用

中性層の一部
火成岩・古第三紀

2000な手法として、今後活躍の場が増えていくことが期待さ

新第三紀層

れる。
1000
P 波速度 1500m/s のとき、S 波速度は約 400～500m/s と想定

0

1000

2000 Vs

3000《引用・参考文献》
1)

第6号,pp445-456,2008

4000 m/sec

図-5 岩盤の S 波速度と P 波速度の相関3)岡田 広:微動探査の現状と課題,物理探査,第61巻,

2)

物理探査ハンドブック,p.145,1998

3)“土と岩”の弾性波速度-測定と利用-:物理探査学会,p.142,1998