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浮き型地下ダムにおける効率的淡水取水方法と塩淡境界挙動に関する研究

増岡 健太郎*1・山本 肇*1・青木 智幸*1

近年,環礁などにおける淡水レンズ強化技術として,『浮き型地下ダム』が注目されている。本研究では,浮き型地下ダムに貯留した淡水の効率的な取水方法として考案した鉛直二重揚水法を,鉛直二次元水槽による室内試験と,室内試験をモデル化した数値解析により検討した。その結果,試験結果と解析結果は概ね同じ傾向を示し,鉛直二重揚水法によって局所的な塩水の引き込みを抑制できる可能性が示された。また,浮き型地下ダム構築後の淡水貯留シミュレーションにより,浮き型地下ダム外縁では塩水の湧昇流が発生し,既存の淡水レンズの層厚を減少させる可能性があるなどの課題が明らかとなった。

キーワード:  淡水レンズ,地下ダム,塩淡境界,揚水井,環礁島

*1 技術センター 土木技術研究所 地盤・岩盤研究室

Study of an Effective Pumping System and the Behavior of a Freshwater/saltwater Boundary for a Floating-type Underground Dam

Kentaro MASUOKA*1, Hajime YAMAMOTO*1 and Tomoyuki AOKI*1

A floating-type underground dam is a promising technology for maintaining the freshwater lens under an atoll island. This paper investigated the following two topics in an effort to promote this technology: 1) the applicability of the vertical twin-point pumping method, and 2) the long-term behavior of the freshwater/saltwater boundary after placement of a floating-type underground dam. Laboratory experiments and numerical simulations suggest that the vertical twin-point pumping method is effective for preventing the up-corning of saltwater resulting from excessive freshwater extraction because the saltwater discharge point is below the freshwater pumping point. Numerical simulations also revealed the long-term behavior of the freshwater/saltwater boundary after the placement of a floating type underground dam. The results suggest that the feasibility of a floating-type underground dam strongly depends on the supply of freshwater from the land surface, and that the upwelling of saltwater along the dam walls and its subsequent mixing with freshwater lessen the thickness of the lens outside of the dam.

Keywords:  freshwater lens, underground dam, freshwater/saltwater boundary, pumping well, atoll island

*1 Soil and Rock Engineering Research Section, Civil Engineering Research Institute, Technology Center