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地震による地下水変動の解析と地下水帯の推定について

地震引起的地下水波动分析及地下水区估算

基本信息

批准号：
61025045
负责人：
秋吉卓
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research in Natural Disasters
财政年份：
1986
资助国家：
日本
起止时间：
1986 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

地震による地下水位変動と地下水帯の水理定数の解明のため、国・県・市の観測井での資料および実験と数値計算によって、以下の成果が得られた。1.被圧地下水帯の短期的な荷重変化として、気圧・潮汐・降雨について検討した結果、気圧が最も水位変動に敏感な要因であって、潮汐によるものは海岸寄りに限定されること、さらに降雨が地下水帯への上載荷重として水位上昇に果す効果は微少であることが分った。2.過去の地震によると、観測井の水位計は、マグニチュードの大きい地震はほとんど感知するが、近地地震には鈍感であることが分った。すなわち、遠地地震では周期の長い表面波が卓越していることから、地下水帯はローパスフィルターの周波数特性を持つこと、さらに水位変動は地動に較べて100倍以上もの高感度センサーの働きをすることが明らかになった。3.水位計の地震時記録によると、地下水位は周期20秒〜1分の変動をして、震後もほぼ同じ周期の自由振動を数分〜数10分間続けることから、地下水帯はある閉鎖領域を構成していることが考えられる。このことを実証するため、地下水帯モデルを作成し、これの一端を起振器で加振し、他端での水位計の変動を観測した結果、前述のローパスフィルターの特性を確認した。4.そこで、熊本市域の地下で特に割れ目の多い安山岩系の大地下水帯に対して、水の圧縮性と空隙変化を考慮した波動方程式を導き、これを有限要素法によってモデル化して数値計算を行った。その結果、震動を受けると、2,3と同様の特性によって、周期数10秒の水位変動が生じることが見出された。5.上記の地下水帯の有限要素モデルに、地震の卓越周期を持つ正弦波を各要素節点に負荷し、地震時の地下水位変動に適うような間隙水の見かけの波速、さらには貯留係数を逆推定したところ、別の調査による推定値と同程度の値が得られ、地下水帯の水理定数の推定法としての目途が立った。

The following results were obtained from the calculation of the groundwater table fluctuation and groundwater regime parameters during earthquakes. 1. The short-term load variation of pressurized groundwater, pressure, tide, rainfall, etc., results in the most sensitive water level variations due to pressure, tide, and coastal restrictions, and rainfall, the upper load of groundwater, and the effect of water level rise are slightly reduced. 2. In the past, the water level meter of the well logging was used to detect the earthquake and the ground earthquake was used to detect the earthquake The frequency characteristics of the long periodic surface waves of the ground and the distant earthquakes are more than 100 times higher than those of the ground and the water level. 3. The water level meter records the earthquake, the groundwater level changes with a period of 20 seconds to 1 minute, and the free vibration with a period of several minutes to 10 minutes after the earthquake. The results of the measurement of the vibration of the oscillator at one end and the movement of the water level meter at the other end are confirmed. 4. The calculation of the ratio equation of the pressure and porosity of the groundwater in Kumamoto City is carried out by the finite element method. The result is that the vibration is caused by the same characteristic, the period is 10 seconds, and the water level is changed. 5. The finite elements of the groundwater zone mentioned above are: the dominant period of the earthquake, the sine wave, the load of each element node, the fluctuation of the groundwater level during the earthquake, the wave velocity of the interstitial water, the inverse estimation of the storage coefficient, the estimation of the same value in the investigation, and the estimation of the hydraulic parameters of the groundwater zone.