足柄平野沿岸部の深部塩水の酸素・水素同位体比と水質組成
板寺一洋＊、菊川城司＊、代田寧＊

Stable isotope ratio and chemical composition of deep saltwater in coastal area of Ashigara plain
by＊Kazuhiro ITADERA , Joji KIKUGAWA ＊ , Yasushi DAITA ＊１．はじめに酸素・水素同位体比および主要成分の分析を行ったので、足柄平野の相模湾沿岸部では、１９７９（昭和５４）年に地下その結果について報告する。

水塩水化の兆候が認められた（横山ほか、１９８０）。これ以降、地 下 水 中 の 塩 化 物 イ オ ン が 水 道 水 の 水 質 基 準

２．調査対象井戸の概要と周辺地域の水文地質（２００ｍｇ/）を上回る事例が報告される（横山ほか、
１９８８）

調査対象井戸（以下、対象井戸）は小田原市の相模湾沿など、飲用および工業用の水源としても活用されている岸部に掘削された。海岸線からの距離は約１ｋｍである（図地下水の水質悪化に対する懸念が高まった。

１）。掘削事業者による井孔完成図によると、掘削深度

横山ほか（１９８８）は、この塩水化を引き起こすメカニズ

８０４.８ｍ、仕上り管口径は１００ｍｍで、スクリーンは深度

ムが、事業所による地下水の揚水による地下水位低下に６０８.３ｍから７９３.６ｍまでの間に、計５区間、総長１５２.６ともなって生じる塩水―淡水境界の局所的な上昇であるｍにわたって設置されている。また、深度４０３.２ｍには、ことを解明し、塩水化進行の防止・改善対策について提遮水パッカーによる水止めが施され、それより浅層の地言を行った。また、酸素・水素同位体比調査による塩水下水の混入を防いでいる。
この周辺地域に分布する深井戸としては、対象井戸のの起源解明を課題として挙げている。
板寺（２０００）は、塩水化の顕著な地域を含む周辺地域にほぼ真北約２ｋｍの地点に、温泉地学研究所が地震予知研

おける事業所の水源井について、酸素同位体比と塩化物究用に設置した小田原観測井（深度３００ｍ）がある（伊東ほイオンの関係について検討したが、塩水化の影響を被り、か、１９９０）。また、板寺（２０００）によれば、付近事業所の塩化物イオン濃度の高い地下水と、塩水化の影響を受け水源井の深度は６０〜１８０ｍであった。以上のことから、対ていない地下水との間には、同位体比の明瞭な違いが見象井戸は、現時点で足柄平野沿岸部における最深部の採出されておらず、塩水の起源についての詳細は依然とし水が可能な井戸ということになる。て明らかになっていない。

地質調査所がこの付近で行った深度５００ｍの調査ボー

今回、この塩水そのものに相当する水試料を採取し、リング結果によれば、ほぼ全層がレキ層に分類される地

図１ 対象井戸の位置（●は井戸の位置を示す）＊

神奈川県温泉地学研究所 〒２５０-００３１神奈川県小田原市入生田５８６
報告，神奈川県温泉地学研究所報告，第３６巻，４３−４７，２００４.

−４３−表１ 試料水の水質組成等と酸素水素同位体比層であった（Ｙａｍａｚａｋｉ, １９９２）。対象井戸の掘削時の記録においても、孔底までの区間は、ほぼ全層がレキ層で構成されており、足柄層など基盤に相当する地層は確認さኻ⽎੗ᚭ
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れば、足柄平野南部における基盤深度は１.４〜１.８ｋｍである（神奈川県、２００２）。
以上のことから、対象井戸を含む周辺地域は、基盤深度が１０００ｍを越え、その上に、透水性の良好なレキ層を主体とする地層が厚く堆積している地域であると考えら

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単位で表示されていたものを１０００倍して単位をそろえた。
同位体比については標準平均海水の値とした。

３．水質分析結果および酸素・水素同位体比
対象井戸の採水を２００４（平成１６）年４月１２日に実施した。表１に採取した試料水の温度（現地にて測定）、電気伝導度、ｐＨ（実験室にて測定）、および、主要成分と酸素・水素同位体比の分析結果を示した。

採水は、深度１００ｍに設置した水中ポンプにより、毎分２５０リットルの揚水を５時間以上継続した後に行っていることから、井戸孔内に滞留していた地下水は完全に
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入れ替わり、スクリーン深度の地下水が揚水されたものであると考えられる。

３．１．水温

対象井戸の温度分布状況については、掘削事業者が実施した温度検層結果によれば、地表付近を除いて深度による温度変化は小さく、深度１５０ｍ付近までは僅かに温度

上昇し、２０℃ 弱に達した後、４５０ｍ付近までほぼ一定温

 度が続いている。それ以深では一様に温度が低下し、孔底温度はおよそ１６℃ であった。表１に示したとおり、採水時の水温は１６.１℃ であった。毎分２５０リットルという ሹᐩ᷷ᐲ ͠  

図２ 神奈川県内における深度 500 ｍ以上の非火山性温泉井の孔底温度と深度の関係（●は対象井戸）比較的多い揚水量も考慮すると、スクリーンから孔内におり、足柄平野沿岸部地下における塩水の起源が海水で流入した地下水が、揚水される間に周囲の地温による加あることを示唆している。

熱あるいは冷却される影響は無視できるものと考えられる。

また、標準平均海水（Ｖ-ＳＭＯＷ）と比較すると酸素同対象井戸における採水時の水温を、スクリーン設置区位体比が小さく、水素同位体比が大きい特徴があるので、間（６０８.３〜７９３.６ｍ）の中央深度（約７００ｍ）の温度に相当

今後、相模湾における海水の酸素・水素同位体比の深度するものとして、神奈川県温泉地学研究所（２０００）に掲載

分布状況や、過去の海水の同位体比変動に関するデータされた神奈川県内の非火山地域における温泉井（孔底深との比較等を行うことにより、塩水の起源を空間的ある度５００ｍ以上）の孔底深度と温度のデータ比較する（図２）

いは時間的に特定することができると考えられる。と、対象井戸の水温が極端に低いことがわかる。
３．３．主要成分の組成
表１によれば、試料水はＮａ＋とＣｌ−を主成分としており、３．２．酸素・水素同位体比
表１に示したとおり、試料水の酸素・水素同位体比は、それぞれ-０.９‰、２.９‰であった。これらは海水に匹敵す併せて示した海水（北野、１９８４）の組成と比較すると、きわめて近い組成であることがわかる。

るほど重い同位体組成であり、横山（１９８８）が指摘したと−４４−

表１に示した各成分濃度について、海水中の濃度に対する当量比について検討した結果（図３）、試料水中には、

Ｎａ＋、Ｍｇ２＋、ＳＯ４２−、Ｃｌ−が海水とほぼ同程度含まれている。この結果は、、試料水が、海水そのもの、または、説明が可能であり、上述した酸素・水素同位体比の特徴とも大きく矛盾しない。これに対して、Ｃａ２＋は約２倍、ＨＣＯ３−は約１.５倍多く含まれている。この原因は不明でᶏ᳓ߣߩᒰ㊂Ყ

海水が淡水によって僅かに希釈されたものであるとして% C

あるが、海水が陸側に浸入した後、地層との反応等の過* % 1 

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程を経たこと示していると考えられる。

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図３ 海水と比較した試料水中の溶存成分の当量比４．考察
神奈川県温泉地学研究所（１９９４）によれば、対象井戸付近の浅層地下水の水位は海抜５ｍ付近である。また、井戸掘削地点の標高は約９ｍである。ガイベン−ヘルツベル

５. まとめクの法則によれば、海岸付近のある場所における塩水−

足柄平野沿岸部に掘削された深度約８００ｍの深井戸か淡水境界の深さは、その場所の地下水位（海抜基準）のおら採水された試料水は、ガイベン−ヘルツベルグの法則よそ４０倍となるので、対象井戸付近における塩水−淡水と周辺の地下水位の状況から、足柄平野の地下水塩水化

境界の深度は浅くて２００ｍ程度、多く見積もっても４００ｍの原因となっている深部塩水に相当すると考えられる。

程度ということになる。したがって、水止め位置やスク

この試料水の酸素・水素同位体比および主要成分の分リーン深度等の井戸構造を考慮すると、対象井戸は足柄析結果などから、足柄平野沿岸部の深部塩水は海水由来

平野沿岸部の地下水塩水化の原因となっている塩水を直であるが、海水そのものではなく、地層との反応等の過接汲み上げていると考えられる。試料水の酸素・水素同程を経た可能性があることや、停滞性のものではないこ

位体比および主要成分組成は、この深部塩水が海水起源とが推定された。

であることを示唆している。

今後、この塩水が、具体的にどこから浸入した海水に一方、対象井戸は、神奈川県の他の大深度温泉井と比由来するのか、どのような水質形成過程を経ているのか、較しても、深度に対して著しく水温が低い。また、この流動の速度はどのくらいなのか等について検討すること

井戸自体の温度分布において、塩水−淡水境界より深いにより、足柄平野のように、透水性が良好で厚い堆積層部分における温度勾配が極めて小さい。温度にみられるで覆われた平野が海岸と接している地域における塩水のこうした特徴は、深部塩水が停滞性のものではないこと実態を解明することができるであろう。

を示している。
上述のとおり、対象井戸の周辺地域における基盤深度は１０００ｍを越えると予想され、その上部にはレキ層を主

参考文献
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体とする地層が厚く堆積している。深部塩水が停滞性でない（流動している）特徴を示したことは、このレキ層の伊東博、小鷹滋郎、棚田俊收、荻野喜作、長瀬和雄、横透水性が良好であることを反映しているものと考えられ

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また、ガイベン−ヘルツベルグの法則により想定される塩水−淡水境界から基盤までの間を、海洋側から浸入神奈川県 （２００２） 平成１３年度神奈川県地下構造調査

した塩水が満たしているとすれば、その量は膨大である成と考えられる。対象井戸の温度勾配が小さくなっている

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水頭分布図 .
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水より多く含まれているＣａ やＨＣＯ３ についても、塩水が地層中を流動する間に、地層との反応等により加わっ

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