JPH083535B2 - 地下水流動測定におけるトレ−サ放出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、孔井内において地下水の流向や流速をトレ
ーサの直接観察により測定する時のトレーサ放出方法に
関し、更に詳しくは、地下水中に加圧ガスと接する地下
水の水面を形成し、トレーサ放出部の両側に同じ加圧ガ
スを供給して圧力バランスを保ち、水中水面形成後にト
レーサ放出部の後部側を僅かに加圧して水中水面にトレ
ーサを放出する地下水流動測定におけるトレーサ放出方
法に関するものである。

［従来の技術］ 近年、地下水の汚染等の問題に関連し地下水の流動状
況を的確に把握する必要が生じてきている。これらの要
求に対処するため地下水の流向および流速を一点におい
て直接測定する単孔式の測定方法が幾つか提案されてお
り、その一つに、地下水中に放出したトレーサの動きを
テレビカメラ等で撮影することにより地下水の流動を直
接観測する方法がある。

トレーサとしては、地下水とほぼ同程度の密度を有す
るプラスチック粒子や、液体トレーサ等が用いられてい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ トレーサの移動を直接観測する方法は、測定操作が比
較的簡単で容易に行える利点がある。しかし正確な観測
を実施するには、トレーサの移動が地下水の流動状態を
正確に反映するような観測技術ならびに地下水の流動を
乱さないように極く少量のトレーサを放出する技術が必
要であるが、これらの点については従来技術では未だ十
分解決されていない。

本発明者は前者の問題を解決する手段として、「透明
板とその周囲を取り囲み下向きに突設したカラーを有す
る観測部を孔井内の地下水中に設置し、前記観測部内に
加圧ガスを供給しカラー下端までガス貯留して地下水の
水面を形成し、その水面にトレーサを放出して該トレー
サの移動を観察する地下水流動測定方法」を提案した。

本発明の目的は、上記のような水中水面を形成する地
下水流動測定を前提とし、水中深度の如何に関わらず、
極く少量のトレーサをゆっくりと測定の場を乱すことな
く放出できるトレーサ放出方法を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、透明板とその周囲を取り囲み下向きに突設
したカラーを有する観測部を孔井内の地下水中に設置
し、前記観測部内に加圧ガスを供給しカラー下端までガ
ス貯留して地下水の水面を形成し、その水面にトレーサ
を放出して該トレーサの移動を観察する地下水流動測定
方法において、その水中水面にトレーサを放出する方法
である。

前記の目的を達成するため、本発明方法は、地下水の
水面形成時に、加圧ガスを観測部内と同時にトレーサ放
出部の先端側と後部側の両方に印加して圧力バランスを
保ち、その後に、後部側を先端側よりも僅かに加圧して
トレーサを放出するように構成されている。

［作用］ 観測部は地下水中に設置されるため、その深度に比例
して水圧がかかり、それに対抗し得る圧力をかけなけれ
ばトレーサを放出することができない。しかしこの時に
加える圧力が高すぎればトレーサあるいはトレーサとキ
ャリアは多量に且つ急激に放出され測定の場を乱してい
まうし、逆に地下水圧の方が高ければトレーサが逆流し
てしまうと同時に水中水面に変動を与え、やはり測定の
場は乱されてしまう。従ってトレーサを放出するにあた
って水圧と放出ガス圧のバランスが保たれていなければ
ならない。

本発明ではトレーサ放出部の先端側と後部側の両方に
同じ加圧ガスを印加しているから、圧力が変化しても常
に圧力バランスが保たれる。その加圧ガスにより観測部
内の地下水を押し出してガス貯留空間を形成し、次いで
トレーサ放出部の後部側を先端側よりも僅かに高い圧力
にすることによって極く少量のトレーサをゆっくりと形
成された水中水面に放出することができる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る地下水流動測定におけるトレー
サ放出方法の好ましい一実施例を示す説明図である。

地下水流動測定は、ガラス等からなる透明板10と、そ
の周囲を取り囲み下向きに突設したカラー12を有する観
測部14を用い、放出したトレーサの移動を観測すること
により行う。実際には観測部14は、テレビカメラ16など
の各種装置が組み込まれている筒状の下部に取り付けら
れ、地表からボーリング孔内に吊り下げられて地下水中
に設置される。

透明板10の中心を貫通して下端が開口した管状体18が
液密的に取り付けられ、該管状体18の上部にガス供給管
20とトレーサ放出管22とが接続される。ガス供給管20に
は弁24が設けられる。トレーサ放出管22にも弁26が設け
られ、トレーサ溜28に接続される。トレーサ溜28はダイ
ヤフラム30でガス空間と液体空間とが区画され、ガス空
間側はガス供給管20に接続されて地上に導かれる。この
ガス供給管20には弁32を有するガスボンベ34と、弁36を
有するエアーシリンダ38が接続される。

トレーサ放出管22内には拡大して示されているよう
に、地下水と同程度もしくはやや小さな密度の材料（例
えばプラスチック製の浮上粒子）からなるトレーサ40が
極く少量（例えば0.1cc程度）のキャリア（水）42と共
に空気44を介して複数個予め仕込んでおく。

本発明は次のように実施する。先ず全ての弁24,26,3
2,36を閉じた状態で、観測室14を孔井内の所定の深度ま
で降ろし、カラー12の下端縁が水平となるように設置す
る。そして弁24,32,36を開放し、ガスボンベ34からの加
圧ガスを観測部14内に供給して内部の地下水を追い出
し、カラー12の下端までガスを貯留し地下水の水面46を
形成する。このまま観測部14を保持し、地下水の撹拌が
治まり元の静かな状態になるのを待つ。この状態で、加
圧ガスの圧力はトレーサ溜28のダイヤフラム30にも達し
ているから、トレーサ放出部の先端側および後部側（ダ
イヤフラム側）、更にはエアーシリンダ38の内部38aも
全て同一圧力であり圧力バランスが保たれる。

トレーサを放出するには、弁24,32を閉じ弁26を開放
して、エアーシリンダ38のハンドル48を操作して更に徐
々に加圧すればよい。これによってトレーサ放出部の後
部側、即ちダイヤフラム30はトレーサ放出管22の先端側
よりも僅かに高い圧力となり、ゆっくりとトレーサ40を
水面46上に放出することができる（第２図参照）。

トレーサとして使用する浮上粒子は、地下水の密度に
ほぼ等しいか、もしくはやや小さいものが望ましい。極
端に軽すぎると粒子が水面よりも大きく浮き上がり、表
面張力による影響を受け、忠実に地下水の流動を反映し
ない虞れがあるからである。第２図に示すように地下水
と同程度の密度を持てば、表面張力に対する影響も少な
く、より正確な観測データが得られる。トレーサ40であ
るプラスチック粒子をそれ単独で放出することは困難で
あるから、第１図に示すように極く少量の水（キャリア
42）の中に浸った状態でトレーサ放出管22内に仕込み、
その水と一緒に放出させるのが望ましい。トレーサが液
体の場合には極く少量のトレーサ液毎に空気で仕切って
一区画ずつ放出するように構成する。

固体トレーサの場合、一般的には地下水の密度にほぼ
等しい浮上粒子を得ることは困難な場合が多い。そこで
第３図および第４図に示すように、トレーサ50としてや
や軽い粒子52とやや重い粒子54とを糸状体56で連結した
亜鈴構造のものが好適である。それら粒子は直径約1mm
程度とし、全体の長さを約1cm程度として地下水の水面4
6からやや表面が覗くようにした構造は極めて好ましい
結果が得られた。このような亜鈴構造のトレーサの場合
にも、極く少量のキャリア42内に封じ込めてトレーサ放
出管22内に仕込むことができる。

水面46上に放出したトレーサ40,50の動きを、透明板1
0を通してテレビカメラ16等により観測し、その移動を
追跡することにより流向並びに流速を測定する。テレビ
カメラの他、スチルカメラやファイバースコープ等も使
用可能である。

以上本発明の好ましい実施例について詳述したが、本
発明はこのような構成のみに限定されるものではない。
上記実施例ではトレーサ溜にダイヤフラムを組み込んで
いるが、ダイヤフラムを用いずに直接液体を加圧する構
成でもよく、またトレーサ溜を用いなくてもよい。

加圧ガス系はガスボンベとエアシリンダを並設してい
るが、微調整可能な構造が設けられていればガスボンベ
のみでもよい。

［発明の効果］ 本発明は上記のように、地下水の水面形成時に加圧ガ
スを観測部内と同時にトレーサ放出部の先端側と後部側
の両方に印加して圧力バランスを保ち、その後に後部側
を先端側よりも僅かに加圧してトレーサを放出するよう
に構成したから、観測部の設置深度の如何に関わらず水
圧と放出ガス圧のバランスが正確に保たれ、トレーサが
逆流したりトレーサが多量に放出されて測定の場を乱す
といった不都合が生じず、トレーサを極く少量だけゆっ
くりと観測部に形成された水面上に放出することができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る地下水流動測定におけるトレーサ
放出方法の一実施例を示す説明図、第２図はそれにより
トレーサを放出した状態を示す説明図、第３図はトレー
サの他の例を示す説明図、第４図はその地下水面での浮
遊状態を示す説明図である。 10……透明板、12……カラー、14……観測部、20……ガ
ス供給管、22……トレーサ放出管、24,26,32,36……
弁、28……トレーサ溜、34……ガスボンベ、38……エア
ーシリンダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明板とその周囲を取り囲み下向きに突設
   したカラーを有する観測部を孔井内の地下水中に設置
   し、前記観測部内に加圧ガスを供給しカラー下端までガ
   ス貯留して地下水の水面を形成し、その水面にトレーサ
   を放出して該トレーサの移動を観察する地下水流動測定
   方法において、地下水の水面形成時に、加圧ガスを観測
   部内と同時にトレーサ放出時の先端側と後部側の両方に
   供給して圧力バランスを保ち、その後、後部側を先端側
   よりも僅かに加圧してトレーサを放出することを特徴と
   するトレーサ放出方法。