文献：Groundwater flow measurements in permanently

Groundwater flow measurements in permanently installed boreholes. Test campaign 18, 2024 – SKB.com

AI要約

背景
フォルスマルク処分候補地では、天然状態での地下水流動の把握が、サイトの水理・水化学特性や人工バリア機能評価に重要。
2005年以降、永久設置ボーリング孔で年1回の長期監視を継続。
2013–2017年の解析で、蒸発や測定時間の影響が大きいこと、旧サンプリング装置の劣化が問題と判明。
2019年以降、オンライン蛍光計測方式を導入し、2020年からは完全移行。2024年は第18回キャンペーンで25区間を測定。

手法（ダイリューション法の詳細）
原理：パッカーで隔離した区間に蛍光トレーサ溶液（Amino‑G Acid）を注入し、区間内を循環させて均一濃度（約0.5–1 ppm）にした後、自然流入地下水による濃度低下を連続計測する。
装置：区間と地表をつなぐ循環・注入用チューブと圧力管を用い、ダウンホールポンプで閉回路循環を行う。GGUN‑FL30蛍光計測器で数秒～数分間隔のオンライン測定を実施し、濃度は事前の二点校正（100・1000 ppb）に基づきmV→ppbに変換する。
試験操作：
まず15–20分循環し、オンラインで背景蛍光を確認・固定。
セクション1容積を循環するのに要する時間と同じ時間だけ、1 000 mg/l のトレーサ原液を注入（注入/循環流量比1/1000）して均一濃度を形成。
以後、5分間隔で長期間（1–3週）濃度を記録。試験終了後は少なくとも区間体積の1倍以上を揚水し残留トレーサを除去。
データ処理：
ガス気泡によるスパイクを移動平均±5 ppbから負側に外れる点として除去。
希釈相の ln c – 時間プロットから、注入直後の非定常部分を避けて直線部分を視認で選定し、回帰直線の傾きから式 ln(c/c0) = − Qbh/V · t を用い、区間容積 V を掛けて孔内流量 Qbh を算出。Qbh をボーリング径・区間長・補正係数 α（割れ目岩で一律2と仮定）で補正し、ダーシー流速 v を求め、既存の透水係数 K と組み合わせて水理勾配 I=v/K を推定する。

結果
2024年は25区間を測定し、流量0.01–31 ml/min、ダーシー流速 9.7×10⁻¹¹～1.4×10⁻⁷ m/s、水理勾配0.0001～0.7 m/m を得た。多くの区間で2020年以降の結果と整合する一方、KFM02A:3 では異常に高い流量が得られた。

考察
オンライン方式により、従来法で問題だった採水に伴う追加希釈・蒸発誤差が除去され、長期的な直線部の抽出が可能になった。ただし α の仮定や K 値の不確かさ、単一割れ目支配区間ではダーシーモデル自体の妥当性に限界があり、一部区間で異常に大きな水理勾配が推定されることが示されている。

岩盤の透水性を原位置で求める知らなかった方法です。水理勾配を小さくできるので、丁寧な測定ができそうです。