• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

フローティング型地下ダムにおける淡水貯留シミュレーション

石灰岩中の残留塩分の効果と周辺淡水レンズへの影響の検討

増岡 健太郎^＊１・山本 肇^＊１・青木 智幸^＊１

環礁島での淡水レンズ強化技術として，フローティング型地下ダムが注目されている。本研究では，①淡水貯留時の残留塩分と，②ダム建設後の塩淡境界挙動を，室内試験および数値解析により検討した。①に関して，X線CTを用いた室内試験を実施した結果，水溶液で飽和された琉球石灰岩が淡水で置換される場合，塩分濃度が十分に低下するのに長期間を要することが確認できた。X線CT画像からは，比較的大きな空隙における水溶液の残留と，基質部における濃度低下が確認でき，濃度低下の遅延に影響を与えていると考えられた。また，多成分多相流解析コードTOUGH2の二重空隙モデルにより，試験結果の再現が可能であることを確認した。②に関して，沖縄県多良間島を想定した数値解析による検討を実施した。その結果，部分的な止水壁深度の調整や自然地下水流の阻害の低減といった点を考慮することで，既存淡水レンズへの影響を十分に少なくする事が可能と考えられた。

＊１ 技術センター 土木技術研究所 地盤・岩盤研究室

Numerical Simulation of Freshwater Storing in a Floating Underground Dam

Studies on the Influence of Residual Salinity in Limestone and the Impact of Pre-existing Freshwater lens

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

As a promising means to increase the volume of freshwater lens, a “floating underground dam” concept has been proposed. In this study, the following two issues were investigated through laboratory experiments and numerical analyses: 1) residual salinity upon brine/freshwater displacement; and 2) potential impacts on a pre-existing freshwater lens. For the former, column tests under X-ray CT monitoring were conducted on a limestone sample found typically in Japanese atoll islands. The CT images revealed that the denser solution in poorly-connected pores was hardly displaced and the slow diffusion from such pores might significantly deter the reduction time in water salinity. Our numerical study showed that the retardation effect of the salinity could be described well by using the double porosity (MINC) model on a code TOUGH2. In regard to the second issue, numerical simulations for a hypothetical project in the Tarama-island in Japan indicated that the thickness of freshwater lens might be reduced outside the dam as an adverse effect. However, they also demonstrated that it was possible to preserve surrounding freshwater lens by a rational design of the dam walls that carefully takes the groundwater streamline into account, with the help of three dimensional numerical modeling.