地盤沈下した津波被災農地の塩水侵入対策
要約
地盤沈下した津波被災農地を対象に、表層と深部の土壌塩分を小型の電磁探査装置により調査すると、海からの塩水侵入が継続していることが明らかである。塩水侵入対策として、圃場周辺の淡水供給により排水に伴う地下淡塩境界の上昇を抑制できる。
- キーワード:津波、塩害、塩水侵入、淡塩境界、土壌電気伝導度、EM38、地下水流解析
- 担当:農村防災・減災・農地・地盤災害防止
- 代表連絡先:電話 029-838-7568
- 研究所名:農村工学研究所・水利工学研究領域
- 分類:研究成果情報
背景・ねらい
東日本大震災による津波被災地のうち宮城県の仙台平野、東松島市野蒜地区、北上川沿岸などの干拓地や海抜0m地帯では、広域にわたる地盤沈下にともなう被害への対策が必要である。そこで、一度排水された海水が地下をとおり再び農地に戻り塩害を引き起こす海水再侵入の対策を、現地調査と数値解析から明らかにする。
成果の内容・特徴
- 図1の石巻市北上川河口域の干陸中の農地において、90haエリア内の塩水侵入状況の把握を行う。塩水侵入状況の把握には、電磁探査法を利用した「EM38-MK2」(Geonics社製)を用いる。測定レンジは0～10dS/mで、測定値としては、二つの対象深度が異なるEMH 0.5(コイル間隔0.5m、有効深さ0.38m)およびEMH 1.0(コイル間隔1.0m、有効深さ0.75m)が得られる。
- 調査結果を図1、表1に示す。重ねて表示している被災後の航空写真は国土地理院の東北地方太平洋沖地震正射画像(撮影、2011年5月～11月)である。海水の影響で高濃度になっており、深部により高濃度の塩分が存在している。3月より5月の方がやや高くなっており、地下からの海水侵入により、塩分濃度が時間の経過とともに上昇していることが予想される。
- 現地への塩水侵入の対策手段の一つとして、潮遊池の代わりに水田や貯水池を圃場内外に配置し、地下に淡水を供給することで塩水侵入を抑制したうえで、畑エリアのみ強制的に暗渠を通じてポンプで排水するブロック排水を組み合わせる。
- 3.の手法の有効性を検証するために非定常地下水流解析を実施する(詳細な解析方法は発表論文等1)を参照)。解析条件は図2に示すような室内実験スケールを想定する。海を想定した塩水側からArea1、2、3を設定し、給水、排水位置を変化させ、淡塩境界の侵入域の長さ、厚さの変化を検証する。各エリアの給排水量は同じとする。
- 図3に淡塩境界(塩水50%等濃度線)および流速ベクトルの解析結果を示す。給排水を行わない場合、40cm程度まで淡塩境界先端が侵入しており(図3最上段)、強制的に排水を行うことで淡塩境界は上昇する(図3中段)。この淡塩境界の上昇は、Area1、Area3での給水により抑制することができる(図3最下段)。排水量と同じ給水量の条件で淡塩境界深さを比較した場合、陸側のArea3に給水を行う方が、下向きの流れの範囲が水平方向に長くなるため、淡塩境界上昇の抑制効果が大きくなる。
成果の活用面・留意点
- 本成果は、現地で行われている矢板による対策などとともに、塩水侵入対策のメニューの一つとして活用が期待できる。
- 現地における淡水供給は、水田や貯水池を想定する。
- 現地を想定した具体的な淡水供給量の算定や地盤の状況を入れた解析は今後行う。
具体的データ
その他
- 中課題名:高機能・低コスト調査技術を活用した農地・地盤災害の防止技術の開発
- 中課題整理番号:412a0
- 予算区分:科研費
- 研究期間:2013年度
- 研究担当者:2013年度中矢哲郎、安瀬地一作、桐 博英、丹治 肇
- 発表論文等:中矢ら(2014)土木学会論文集B1(水工学)、58(4):I_1159-I1164