Study on elucidation of complex hydrological properties of limestone areas using underwater radon and its applicability

水下氡解析石灰岩地区复杂水文性质及其适用性研究

• 批准号: 20J12397
• 负责人: 仲宗根 峻也
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J12397/
• 关键词: ラドン; トリチウム; 水素および酸素安定同位体; 地下水滞留時間; 石灰岩地域; 南西諸島; 鍾乳洞; 地下水; 滞留時間; ラドン収支; 沖縄県

離水サンゴ礁を主体とした第四紀琉球石灰岩は、南西諸島における伝統的かつ貴重な淡水資源を貯留する地層であるが、水利特性が複雑であることから、地下水の滞留時間（降雨から湧出までの時間）などについて不明な点が残されている。そこで本研究では、沖縄島南部の琉球石灰岩分布域を主フィールドとし、琉球石灰岩中に形成された鍾乳洞（玉泉洞）の天井部から滲み出す滴下水、および石灰岩体周縁部から湧出する地下水（受水湧水、米須海岸湧水）を毎月採水し、これらに含まれる天然放射性核種および安定同位体を用いて、水利特性の解明を試みた。令和３年度は、予定していたサンプリングや分析も順調に進められ、土壌・岩石中のウラン系列核種であるラドン（222Rn）およびトリチウム（3H）をトレーサーとした地下水滞留時間の解析手法を中心に研究が実施され、その成果は複数の論文として発表された。鍾乳洞内においては滴下水量の連続観測も実施し、ラドンを基にした解析結果による地下水滞留時間の検証を行った。成果の概要は次のとおりである。ラドン濃度の減衰開始位置を土壌層と下位の石灰岩体が接する境界とし、ラドン減衰式から降水の浸透時間を玉泉洞滴下水のデータを用いて算出した結果、玉泉洞を胚胎する石灰岩体については7～10日となった。同様に、受水では12～21日間、米須では12日～19日間の滞留時間と推定された。また、琉球石灰岩とこれを覆う土壌の透水係数・層厚に関する報告値を用いたモデル計算を行ったところ、玉泉洞における土壌層と琉球石灰岩体を合わせた浸透時間は約10～184日となった。さらに、玉泉洞内における滴下量（１地点のみ）と、玉泉洞近傍に所在するAMeDAS糸数（気象庁）における降水量の時間変動を比較したところ、降雨から約2～3ヶ月後に洞内滴下していると考えられ、ラドンを用いた推定値と矛盾のない結果となった。

The main body of the reef is the Quaternary Ryukyu limestone, the Ryukyu Islands, and the Ryukyu Islands. In this study, the main distribution area of Ryukyu limestone in the southern part of Okinawa Island was studied. The underground water (water inflow from the receiving water and water inflow from the coast of Mishu), which was formed in the Ryukyu limestone, was extracted every month. The natural radionuclides and stable isotopes contained in the underground water were used. The analysis of hydraulic characteristics was carried out. In the third year of this year, the analysis method of groundwater retention time was studied in the center of the study. The continuous measurement of the amount of water in the middle of the cave is carried out, and the results of the analysis are based on the identification of the groundwater retention time. Summary of results The concentration and attenuation start position of the soil layer and the lower limestone body are connected to each other, and the attenuation formula is used to calculate the infiltration time of precipitation and the water in Yuquan Cave. The result is that the limestone body in Yuquan Cave is in embryo for 7~10 days. In the same way, the water is received from 12 to 21 days, and the rice is required from 12 to 19 days. The permeability coefficient of the overlying soil layer and the thickness of the overlying soil layer of the Ryukyu limestone are estimated to be about 10 to 184 days. A comparison of temporal variation of precipitation in the vicinity of Yuquan Cave and the amount of precipitation in the vicinity of Yuquan Cave is made. Rainfall begins about 2~3 months later.

项目成果

近年の琉球列島における環境水中トリチウム濃度の分布

近年来琉球群岛环境水中氚浓度分布

• 发表时间: 2021
• 作者: 仲宗根峻也;伊志嶺聡伸;中村夏織;石津裕二;城間吉貴;田中将裕;赤田尚史;柿内秀樹;真田哲也;古川雅英
• 通讯作者: 古川雅英

Characteristics of temporal variation for tritium concentration and stable isotope ratio in environmental water collected from Okinawa Island, subtropical region of Japan

日本亚热带冲绳岛环境水中氚浓度和稳定同位素比值随时间变化特征

• 发表时间: 2021
• 作者: S. Nakasone;A. Ishimine;K. Nakamura;Y. Ishizu;Y. Shiroma;M. Tanaka;N. Akata;H. Kakiuchi;T. Sanada;M. Furukawa
• 通讯作者: M. Furukawa

Relationship between Tritium Concentration, Hydrogen and Oxygen of Stable Isotope Ratios, and Major Ion Components for Monthly Precipitation in Southwestern Part of Japan

日本西南部月降水量中氚浓度、氢氧稳定同位素比与主要离子成分的关系

• DOI: 10.5453/jhps.56.265
• 发表时间: 2021
• 期刊: Japanese Journal of Health Physics
• 作者: NAKASONE Shunya;NAKAMURA Kaori;ISHIZU Yuji;SHIROMA Yoshitaka;TANAKA Masahiro;AKATA Naofumi;ISHIMINE Akinobu;ISHIKAWA Yoshio;KAKIUCHI Hideki;SANADA Tetsuya;FURUKAWA Masahide
• 通讯作者: FURUKAWA Masahide