平成 19 年度社団法人日本地すべり学会北海道支部技術小委員会講演地下水の水質解析

平成19年度社団法人日本地すべり学会北海道支部技術小委員会講演地下水の水質解析平成19年度社団法人日本地すべり学会北海道支部技術小委員会講演地下水の水質解析社団法人東北建設協会有限会社YM企画日本公共企画株式会社

１．地下水の水質 １．はじめに　　　地下水の水質が物語るものは地下水が地盤の中を辿った履歴である。つまり、その水質は、地下水が流れる時に、地盤構成物質の成分を、化学的に溶かし込んだものにほかならない。水質は、地盤状態（例えば、新鮮岩・風化岩・土砂）によって、接触面積や接触時間（地下水の流れる速さ）が違い、地下水に含まれる成分とその量比も違う。　　　また、土木技術者が嫌う膨張性粘土鉱物（モンモリロナイトなど）の挙動も、地盤の風化状態や水質に大きく影響される。２．従来の水質解析　　　これまでは、水質分析値を、次頁のキーダイヤグラムやヘキサダイヤグラム上にプロットし、地下水特性を判定していた。しかし、土木工事にどのように利用したらいいのか分からなかった。炭酸カルシウム型とか炭酸ナトリウム型とは何なのですか？。

キーダイアグラム解析見本図 　　　　　　　ヘキサダイアグラム解析見本図

「従来の水質解析区分」 ①炭酸カルシウム型：最も一般的な地下水。 ②炭酸ナトリウム型：停滞型地下水，深層地下水。 ③非炭酸カルシウム型：温泉水，鉱泉水，化石水。 ④非炭酸ナトリウム型：海水，海水に汚染された地　　　　　　　　　　　　　　下水と温泉水。 ⑤中　　　間　　　型：①～④の中間型、河川水，伏　　　　　　　　　　　　　流水，自由地下水。

２．地盤構成物質成分の溶解順序 　　　地下水の水質は、地盤構成物質と地下水との化学反応によって物質成分が地下水に溶けた結果であり、それを読み解くことによって、地盤の状態を解き明かすことができる。『地山構成物質の溶解』　　　これまでの研究では、常温，常圧において地盤構成物質成分の溶解順序について、次のように言われている。第１次　Ｃℓ-・ＳＯ４ 2-　第２次　Ｎa２Ｏ・Ｋ２Ｏ　　　　第３次　ＣaＯ・ＭgＯ　第４次　ＳiＯ２　　　第５次　Ｆe２Ｏ３・Ａℓ２Ｏ３

３．解明した地盤構成物質の溶解 当社は、地盤状態（新鮮岩・風化岩・土砂）によって、地下水の水質（地盤構成物質成分の種類とその溶解量）に違いのあることを発見した。　　　つまり、新鮮岩・風化岩・土砂など、地盤の違いによってその中を流れる地下水へ溶解する物質成分が異なり、地下水の水質を構成する成分の種類と量比が変化する。　　　化学的には、陽イオンの場合、電荷の多い Ca2+やMg2+が解けにくく、反対に電荷の少ない Na+やK＋が解けやすい。それは、地盤の風化判定の評価基準になる。ただし、 Mg2+については特異性がある。

例えば、グリーンタフ地域に分布する堆積軟岩の溶出試験では、地盤の風化状態とその溶出水における陽イオンの溶解比率およびpHは、下表のとおり変化する。地盤の風化状態と溶出水の陽イオンの溶解比率表例えば、グリーンタフ地域に分布する堆積軟岩の溶出試験では、地盤の風化状態とその溶出水における陽イオンの溶解比率およびpHは、下表のとおり変化する。地盤の風化状態と溶出水の陽イオンの溶解比率表

４．水質解析 　　　前記で解明した方法で水質解析を行ってみる。『解析№１』　暑寒ダム右岸の八十万坪地すべりキーダイアグラム　　　　　　　　　　　　　　　　　　ヘキサダイアグラム

八十万坪地すべりの水質解析結果

『解析№ー２』東北新幹線Aトンネル ※地質調査標準示方書：水質調査より　　　　　　　　　　　　ヘキサダイアグラム　　　　　　　キーダイアグラム

東北新幹線Aトンネルの水質解析結果

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