地球環境研究,Vol.12(2010)

伊洛河盆地における地下水のシミュレーション解析
培＊

趙キーワード：伊洛河盆地､ 黄河流域､ 地下水､ シミュレーション解析
偃師市､ 鞏義市の三つの都市がある｡ 伊河と洛河は盆地はじめに内の主要な河川であり､ 偃師市で合流して黄河に注いで中国においては経済の急速な成長とともに様々な環境いる｡ 伊洛河盆地は伊河と洛河の最下流部に位置してい問題が生じてきている｡ 特に､ 地下水の汚染や涸渇などる｡ 盆地底は伊洛河沖積平野とよばれ､ 周囲の山地からの地下水環境に関する諸問題はライフラインなどにも関流入する伊河や洛河などによる堆積物で覆われている｡

わり､ 早急に解決しなければならない課題の一つである｡

盆地底の沖積平野は全体的に西南から東北に向かって緩地下水汚染や涸渇の問題は､ 生活や生産などの人間活動やかに低くなっている｡ 沖積平野には更新世後期から完によって引き起こされてきたものである｡ より良い状態新世までの砂､ 砂礫などの堆積物が厚く堆積しており､で地下水環境を保全するためには､ まず地下水の実態をまた黄土丘陵と嵩山北麓の台地の地層は更新世中期と後明らかにし､ その上で､ 人間活動に伴う地下水環境への期の砂､ 砂礫などの堆積物から構成されている｡

影響を最小限に抑える方法を考えていくことが重要である (趙2005)｡

盆地内の主要な産業は農業と工業である｡ 農業生産物
は､ 主として小麦､ とうもろこし､ 綿花などである｡ 工本研究においては､ 近年､ 都市化や工業化が進行して業活動としては､ 火力発電所が偃師市に立地し､ 周辺のいる中国黄河中流域の伊洛河 (イロウカ) 盆地を研究対経済活動を支えている｡ これらのうち､ 火力発電所では象地域に選定した｡ 伊洛河盆地内で最も大きい都市であ水を大量に使用しており､ また小麦やとうもろこしなどる洛陽市の水資源および地下水についての研究は､ これも灌漑用水として大量の水を必要としている (趙 2009)｡

までにも数多く行われてきているが､ それらの多くは､人口が集中している洛陽市の水資源の持続可能な利用法に関するものや､ 水文地質と地下水資源の調査などにつ

地下水位の観測結果2006)｡ し現地調査を実施した地域は､ 洛陽市､ 偃師市および鞏かしながら､ 盆地全体の地下水を対象とした研究は趙

義市西部にまたがる伊洛河盆地の主要部をなす地域であ(20092010) によるもののみでほかには見られない状る｡ その調査地域内で､ 地下水位の測定地点､ 採水地点

況にある｡ 本論文では､ 伊洛河盆地全域の地下水の保全として､ 井戸合計82地点､ 貯水池合計３地点､ 河川合計と適正利用を考えるために､ 伊洛河盆地の地下水のシミュ16地点を､ 位置などを考慮しながら選定した｡ 現地調査

レーション解析を実施した｡

は2006年８月10日〜９月20日､ 2007年２月25日〜３月20

いてのものである (王・王2002；郭ほか日及び８月20日〜９月20日の合計３回が実施した｡



得られた地下水位の測定結果を用いて地下水面図を作

研究地域の概要成した (第２図)｡ 図中の網かけ部分は盆地底の地下水

研究対象地域である伊洛河盆地は中華人民共和国河南とは帯水層の深さ､ 地形の勾配が盆地底とは異なる台地省西部に位置している (第１図)｡ 伊洛河盆地は嵩山部を示し､ 網かけ部分に挟まれた沖積平野とその外側の(スウザン) 山地と黄土丘陵 (山 (ボウサン)) などに

台地部では､ 地層の堆積状況が異なり､ 帯水層が異なる

囲まれている､ その規模はおよそ南北30km､ 東西70km可能性がある｡ そこで網かけ部分の外側の台地部では地２で､ 面積にして約2,100km である｡ 盆地内には洛陽市､＊下水面等高線を描くことを控えた｡

立正大学大学院地球環境科学研究科研究生

109伊洛河盆地における地下水のシミュレーション解析 (趙)

第１図

第２図

研究地域と調査地点の位置

地下水面等高線図 (2006年８月)

盆地底の地下水面はほぼ地形面に対応しており､ 地下水は盆地周縁から盆地北部の揚水井に向かって流れ､ そ

シミュレーションモデルの作成の一部は北東部の伊洛河流出口へと向かって流出していシミュレーション解析は､ システム解析の一つの方法ることがわかる｡ また偃師市の工業化が進む前は全体とである､ 地下水流動の場は複雑で､ また時によっては大して地下水は黄河方向に流れていたものと推測される規模な水文システムの一部を構成している｡ そしてこの(趙地下水システム自体も､ 多数の階級に分かれた構成要素､

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2010)｡

地球環境研究,Vol.12(2010)

サブシステムからなっており､ 階級構造をつくっている｡

すなわち､ 地下水位や河川水位などの条件を変えて数値個々の要素は､ 密接な相互関連性をもっているので､ 個々計算を行い､ その結果として得られた地下水面の形状かの要素の性質や動きが理解されるだけでは､ 全体の動きら地下水流動に大きな影響を与える要因について考察をを理解することが難しい｡ 水文現象のシステムとして振行うこととする｡

舞いを理解するためには､ システム全体の解析を行ってみる必要がある (山本①1983)｡

計算した範囲は第２図中の網かけ部分に挟まれた地域である｡ 第２図の台地との境界付近の地下水位の年間の計算に用いた基礎式と計算式

変動は実測によれば非常に小さかったこと明らかになっ地下水の流動系を支配するのは､ 帯水層の形状とそのていることから､ 境界部の地下水の水位は盆地の周辺台透水性である｡ 地下水の流速､ 流束を支配するダルシー

地部との境界における地下水位の値として一定の値としの法則と連続の式などから､ 地下水の水頭を支配する次て設定した｡ 河川の水位は地下水位と連続しているものの式が導かれている｡と仮定した｡ 盆地北部における偃師市の大量揚水井によ   



る地下水位の低下は揚水地点に隣接する井戸の水位を参考に設定した｡

ここで､ 水頭､ 透水量係数､ 貯留係数である｡
ここでは定常状態を考えることにより､ 地下水に関する式は､ 水頭 に関する次の式､ すなわちラプラス式となる｡
①

周辺台地境界部の地下水位のみを境界条件として与えた場合



計算に用いる格子点の 方向､ 方向の間隔が同じとして式を差分化すると､


第３図は周辺台地部の地下水位を境界条件として与えてシミュレーションを行った結果である｡ この計算により再現した地下水面の形状は､ 実測した地下水面の形状

となる｡
②

シミュレーション解析の結果と考察   

と全体的に大きく異なる形態となった｡②①の条件に河川の水位を境界条件として加えた場合
第４図は①の条件に河川の水位を境界条件として加え境界条件の設定て計算した場合の計算結果と観測結果を比較したもので本論文においては各種の境界条件の組み合わせによっある｡ これによれば計算によって求められた盆地の上流て具現されるシミュレーションの結果について考察する｡

側の地下水面形状と実測された地下水面形状は概ね同じ

第３図

周辺台地の周縁部の地下水位を境界条件として与えた場合の計算値と観測値(実線：計算値､ 破線：観測値)

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伊洛河盆地における地下水のシミュレーション解析 (趙)

第４図

第５図

周辺台地の周縁部の地下水位､ 河川の水位を境界条件として与えた場合の計算値と観測値(実線：計算値､ 破線：観測値)

周辺台地の周縁部の地下水位､ 河川の水位及び揚水井の水位を境界条件として与えた場合の計算値と観測値(実線：計算値､ 破線：観測値)

形態となった｡ しかし､ 盆地の中流域と下流域における果を比較したものである｡ この結果をみると､ 盆地の上地下水の形状はやや異なる形状となった｡ このことから､流域と下流域における計算による地下水面の形状と実測

河川水位は盆地の全体的な地下水に影響を与えているこ

された地下水面の形状は概ね同じ形態となった｡ 盆地北とが明らかになった｡ しかし､ なお盆地の中流域と下流部の揚水が盆地の下流域の地下水位に大きく影響を与え域の地下水位に影響を与えるほかの要因を考える必要がていることが明らかになった｡

あるものと考えられた｡③

また盆地の中流域において再現した地下水位は実測し②の条件にさらに揚水井の水位を境界条件として加た地下水位よりやや高い傾向が認められた｡ このことはえた場合盆地の中央部に多数分布している潅漑用井戸による揚水第５図は周辺台地部の地下水位､ 河川水位及び揚水井が盆地の中央部の地下水位にやや影響を与えている､ すの水位を境界条件として与えた場合の計算結果と観測結なわち水位を下げている可能性が高いことを示している

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地球環境研究,Vol.12(2010)ものと考えられる｡



ミュレーション実施するとともに地下水のモニタリングを実施､ 適切な地下水資源の保全に向けた着実な努力がおわりに必要ではないかと考えるが､ 今後の課題としたいと考えシミュレーションの結果によれば､ 河川からの涵養にる｡

よる地下水位の上昇と揚水による盆地内の地下水位の低下が､ 地下水面の形状に影響を与えていることが明らか

参考文献：になった｡ 河川水からの地下水涵養は盆地の地下水面の郭友琴・強山峰・務宗偉・王現国 (2006)：洛陽市水資源現状

形状全体に影響を与え､ また盆地北部における偃師市の揚水井による水位低下は盆地の下流部の地下水に大きな影響を与えていることが明らかになった｡ また盆地の中央部に分布している灌漑用井戸の揚水は中央部の地下水位に影響を与えているものと推定された｡

及地下水動態分析預測

持続利用対策の中で､ その枠の中で利用可能な単純化したモデルを用いてシミュレーションを実施した｡ 今後､ より高度なシミュレーションの利用を行うためには､ それに必要な様々のデータの収集が不可欠となる｡ 地下水資源の保全を考Vol28, No.7 63−65

地下水 Vol.24 NO.4

山本荘毅 (1983)：新版地下水調査法

240−242

古今書院

490p

趙培 (2005)：健全な都市の地下水循環系の構築〜上海市を例として〜

本研究においては､ 現場のデータが限られている状況

人民黄河王現国・王国章 (2002)：偃師市水資源開発利用潜力分析与可

立正大学大学院地球環境科学研究科環境システム学専攻修士論文

66p.

趙培 (2009)：伊洛河盆地における地下水の流線網解析
環境研究

地球Vol. (2009) 81−87

趙培 (2010)：黄河中流域伊洛河盆地における地下水の水質について地域研究 (印刷中)えるためには様々なデータの収集を行い､ より高度なシSimulation Analysis of Groundwater in the Yiluo River Basin, China
ZHAO Pei＊＊Graduate student of Geo-environmental Science, Rissho University.

Abstract:
The author has carried out the field observation and the numerical simulation of the groundwater table in Yiluo River Basin, China. He tried to simulation the groundwater table by means of thesimplest simulation model, i.e. two dimensional steady state model, as there are not enough data
available for precise simulation model.
From the results of the simulation of the groundwater table in the Yiluo River Basin, It iscleared that the groundwater table is affected by the recharge from the rivers, the Yi River and theLuo River, and the pumping in the basin, especially the well near the Yanshi city.

Keywords: Yiluo River Basin, Yellow River, Groundwater, Simulation analysis

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